區(qū)塊鏈角度下計算機數(shù)據(jù)安全的保護方法

符安文

摘要：隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，人類面臨著海量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)安全是一個亟待解決的問題。區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N去中心化的信息安全技術(shù)，促進互聯(lián)網(wǎng)的改革進程。在此背景下，實現(xiàn)區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)的有效對接，解決大數(shù)據(jù)的隱患，推動大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展，保障用戶信息的安全和隱私。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;計算機;數(shù)據(jù)安全;保護方法

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）12-0024-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

數(shù)據(jù)在傳輸和存儲的過程中，每個中心節(jié)點很容易受到其他網(wǎng)絡(luò)的影響。因此，針對這個問題需要采用有效的措施加以完善。目前，所使用具有先進性、復(fù)雜性的區(qū)塊鏈技術(shù)，卻避免了這樣問題的發(fā)生。區(qū)塊鏈技術(shù)主要是對網(wǎng)絡(luò)信息安全性進行管理和維護，在一定程度上，實現(xiàn)了現(xiàn)有數(shù)據(jù)的存儲和管理。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和完善，區(qū)塊鏈技術(shù)不斷發(fā)展，主要是在大數(shù)據(jù)技術(shù)的影響下，區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)揮很大的價值作用。

1 區(qū)塊鏈概述

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N由數(shù)據(jù)塊通過共識機制、智能合約、密碼學(xué)原理等技術(shù)組成的可信數(shù)據(jù)庫模型。面對大量的數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈保護數(shù)據(jù)隱私的安全主要依賴于密碼學(xué)。加密是密碼學(xué)中的核心概念，它以一種“除接收者外任何人都無法解密的方式”對消息進行編碼，其他人無法讀取和理解數(shù)據(jù)格式，以此來保護數(shù)據(jù)免受攻擊。針對區(qū)塊鏈的研究，主要分為兩種密鑰，一種是公鑰，另一種是私鑰，這兩種算法對于區(qū)塊鏈來說是非常重要的。公鑰通常用于加密會話，進行對數(shù)據(jù)進行驗證，同時加密的過程中，可以同相應(yīng)的私鑰解密數(shù)據(jù)，公鑰是對外世界公開的，私鑰是對內(nèi)保密的。當(dāng)相關(guān)工作人員采用專業(yè)的技術(shù)水平進行設(shè)置，才能保證密鑰是唯一的 [1]?？删幊绦允侵竻^(qū)塊鏈支持上鏈，使用腳本開發(fā)應(yīng)用層服務(wù)，可追溯性是指區(qū)塊鏈上存儲的數(shù)據(jù)有時間戳，有鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，可以跟蹤所有交易。

2 區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)的融合與應(yīng)用分析

雖然區(qū)塊鏈提供的特點，就是具有賬本的完整性和數(shù)據(jù)安全性的功能，但其在海量數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析中的弱勢地位，卻給該技術(shù)的實際應(yīng)用帶來障礙，而且由于海量數(shù)據(jù)具有相對較高的準(zhǔn)確率，二者的相互融合很大程度上已經(jīng)受阻了區(qū)塊鏈，可以擴展數(shù)據(jù)的價值和空間，在金融、貿(mào)易及信息技術(shù)方面起到更廣泛的推動作用。以 bigchaindb 項目為代表的案件，該項目充分結(jié)合了國內(nèi)外區(qū)塊鏈和互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的技術(shù)特點，尤其支持非常大的企業(yè)級區(qū)塊鏈交易數(shù)據(jù)庫，因此海量大數(shù)據(jù)不能隨意進行更改，海量大數(shù)據(jù)特別是單個時間內(nèi)進行的區(qū)塊鏈交易，可以突破時間限制，這無疑對于促進網(wǎng)上交易起到重要的作用[2]。

具體可劃分幾種技術(shù)：1） 基于密碼學(xué)的多方安全計算（MPC）技術(shù)。通過秘密分享、遺忘傳輸、混淆電路或同態(tài)加密等特殊的加密算法和協(xié)議，從而支持在加密數(shù)據(jù)上直接進行計算。理論上，在不考慮代價的“理想”情況下，多方安全計算技術(shù)能實現(xiàn)任意的計算“功能”，并且達到比較高的安全性。但是由于數(shù)據(jù)通信量驟增，計算效率損失大和需要極高的算力要求等因素，MPC的技術(shù)產(chǎn)品化還有一定的限制，相關(guān)的技術(shù)解決方正在積極探索。2） 利用可信任執(zhí)行環(huán)境TEE防止操作系統(tǒng)惡意地查看應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境的內(nèi)容;利用安全沙箱防止惡意應(yīng)用通過特殊調(diào)用控制操作系統(tǒng)。

隨著互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進入一個生態(tài)化的時代，許多線下貿(mào)易向線上方式發(fā)展，對基本數(shù)據(jù)和加密技術(shù)中數(shù)據(jù)的分析和處理需求增強，大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈技術(shù)也開始廣泛地應(yīng)用于電子商務(wù)、移動金融等各個領(lǐng)域。于是，兩者共同開始打破固有的界限，形成新的業(yè)態(tài)，改變了現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)的格局，通過跨界融合促進業(yè)務(wù)發(fā)展繁榮。隨著移動物聯(lián)網(wǎng)的普及，人們首先必須要面臨的是信任問題，而與其他傳統(tǒng)的線下貿(mào)易不同，無論其技術(shù)多么先進，在進行貿(mào)易時往往都會因為缺少了直觀性或者間接性。因此，一定要全面的應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，有效處理數(shù)據(jù)信息技術(shù)，為工作人員提供真實正確的數(shù)據(jù)信息，以及如何保證從區(qū)塊鏈的大數(shù)據(jù)中得到的信息能夠具有較高的安全性及準(zhǔn)確度[3]。

3 區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合的原因

3.1處理大數(shù)據(jù)存在的問題

大數(shù)據(jù)處理工作主要遵循數(shù)據(jù)分析、收集、處理、存儲、利用等過程，信息數(shù)據(jù)管理也遵循這一工作過程。在海量數(shù)據(jù)信息的背景下，這個過程并沒有發(fā)生實質(zhì)性的改進和創(chuàng)新，比如市場數(shù)據(jù)分析需要人工處理操作才能獲得有效信息，但是這個操作環(huán)節(jié)是主觀的，獲得的數(shù)據(jù)可能存在不完整的利用率不高，且在信息化管理過程中，大數(shù)據(jù)存在丟失、被盜等安全風(fēng)險。

3.2使用區(qū)塊鏈技術(shù)存在的問題

區(qū)塊鏈技術(shù)在應(yīng)用上有一定難度，每個用戶在跟蹤信息時都必須使用一個完整的賬本并檢查一個賬戶的余額。隨著時間的推移，賬本會變厚，如果用戶需要使用這些信息，他們將不得不花費大量時間下載這些信息。此外，區(qū)塊鏈上的所有交易也受到其性質(zhì)的限制，用戶不能撤回已經(jīng)發(fā)生的交易記錄。

3.3區(qū)塊鏈優(yōu)勢

針對區(qū)塊鏈的優(yōu)勢進行深化分析，需要對區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)完整性進行優(yōu)化和分析。利用區(qū)塊鏈的特殊屬性以及完整的數(shù)據(jù)加以證明。同時針對區(qū)塊鏈的公開可審計的特點分析，允許用戶通過區(qū)塊鏈上傳的數(shù)據(jù)信息，需要對信息進行驗證，保證數(shù)據(jù)信息的完整性。針對基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)確定性刪除協(xié)議，通過基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)完整性證明協(xié)議和確定性刪除協(xié)議，并部署在設(shè)計的分布式存儲原型系統(tǒng)上，解決方案不僅具有一定的理論意義，而且具有一定的應(yīng)用價值。

4 大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈結(jié)合的信息安全技術(shù)

4.1區(qū)塊鏈打開信息數(shù)據(jù)大門

區(qū)塊鏈在信息安全領(lǐng)域中的應(yīng)用成為近些年來頗受關(guān)注的重點，它所延伸的新一輪的信息安全領(lǐng)域革命推動了信息數(shù)據(jù)安全的發(fā)展。提高了人們的重視程度，人們開始嘗試將區(qū)塊鏈和大數(shù)據(jù)進行有效結(jié)合，構(gòu)建嶄新的安全信息技術(shù)，充分發(fā)揮區(qū)塊鏈的去中心化、價值轉(zhuǎn)移、透明化、去信任等優(yōu)勢，維護數(shù)據(jù)信息的私密性，信息安全技術(shù)也能有所鞏固和提升[4]。

4.2區(qū)塊鏈在安全領(lǐng)域的革新

區(qū)塊鏈系統(tǒng)由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵層、合約層和應(yīng)用層組成。數(shù)據(jù)安全推動了安全領(lǐng)域的創(chuàng)新進程。區(qū)塊鏈作為一種完全去中心化的信息保留技術(shù)，可以成為安全領(lǐng)域單一的關(guān)鍵信息處理方式，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，在信息加密方面發(fā)揮良好的作用。區(qū)塊鏈的應(yīng)用使互聯(lián)網(wǎng)向著連接共享經(jīng)濟和真實價值的"分布式商業(yè)"模式演進，以區(qū)塊鏈技術(shù)為虛擬中心構(gòu)建安全的信息領(lǐng)域，可以有效降低大數(shù)據(jù)的信用成本。保護信息的隱私和安全，釋放大數(shù)據(jù)的全部價值。

4.3信息安全技術(shù)的發(fā)展

將區(qū)塊鏈和大數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以借助物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)，創(chuàng)建一個可信任的數(shù)據(jù)資源交易環(huán)境，將數(shù)據(jù)構(gòu)成大數(shù)據(jù)鏈條下的子模塊，在環(huán)境中進行子模塊的傳遞。用戶需要在得到信息輸入的提示后輸入相關(guān)的信息進入到環(huán)境中，將數(shù)據(jù)放置在移動的鏈條中，經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)則形成記錄，做好數(shù)據(jù)的存儲工作，加深存儲深度。復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型能夠通過區(qū)塊鏈連接成不可分割的整體，進行集體存儲，如此一來保障了信息整體的安全性。所有的信息需要經(jīng)過篩選之后自動隱藏其具體的形式，利用區(qū)塊鏈技術(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)，增加到后續(xù)的鏈條中，完善信息安全技術(shù)。

在未來的發(fā)展中，區(qū)塊鏈在大數(shù)據(jù)信息安全領(lǐng)域的應(yīng)用，可以有效解決大數(shù)據(jù)的真實所有權(quán)問題，充分發(fā)揮分布式和密碼認(rèn)證技術(shù)的優(yōu)勢，提供完整、不可篡改的賬本。引導(dǎo)所有用戶在不建立相互信任的情況下，通過集成的賬本系統(tǒng)確保他們的投資金額并確保他們的信息安全。隨著不斷發(fā)展，區(qū)塊鏈的加密技術(shù)將發(fā)展得更加成熟和穩(wěn)定，將廣泛應(yīng)用于金融和娛樂行業(yè)。數(shù)據(jù)本身等優(yōu)點彌補了數(shù)據(jù)失真和缺乏合理性的缺點，為互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展提供了新的思路。

4.4物聯(lián)網(wǎng)權(quán)限安全與通信安全

在區(qū)塊鏈能夠與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接之前，需要保證物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性，營造安全的信息交互環(huán)境，保證設(shè)備之間的通信安全，極大地避免中心化結(jié)構(gòu)的問題。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的管理人員必須有一定的權(quán)限才能使用設(shè)備發(fā)出指令、接收和傳輸信息，通信記錄在區(qū)塊鏈上，所有記錄不被篡改和刪除，這是改進的。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理系統(tǒng)安全。用戶使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行通信時，必須先進行授權(quán)，授權(quán)成功后，通過通信密鑰對信息傳輸和接收進行加密處理，保證通信安全。事物之間的合約通過區(qū)塊鏈的智能合約機制自動執(zhí)行[5]。

5 結(jié)語

總而言之，在未來的發(fā)展中，區(qū)塊鏈將逐漸成熟，并在信息安全領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，推動信息安全領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，為大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展提供有力保障。大數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈的有機結(jié)合，可以構(gòu)建和誘導(dǎo)出一套新的信息安全壁壘，保護互聯(lián)網(wǎng)的信息安全，解決信息安全風(fēng)險等一系列問題，拓寬和提供互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展路徑。

參考文獻：

[1] 張麗.基于區(qū)塊鏈技術(shù)的計算機數(shù)據(jù)安全保護分析[J].無線互聯(lián)科技，2021，18（12）：101-102.

[2] 趙培培.基于區(qū)塊鏈的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京：中國科學(xué)院大學(xué)（中國科學(xué)院沈陽計算技術(shù)研究所），2021.

[3] 朱曉明，王崇宇，朱宇坤，等.基于區(qū)塊鏈的分布式網(wǎng)絡(luò)抗毀數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)[J].無線電通信技術(shù)，2021，47（3）：277-283.

[4] 張曉婷.基于區(qū)塊鏈技術(shù)的基因數(shù)據(jù)安全共享系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2021.

[5] 孫志勇.基于區(qū)塊鏈的計算機數(shù)據(jù)安全保護策略研究[J].電子設(shè)計工程，2020，28（24）：29-32，37.

【通聯(lián)編輯：光文玲】