區(qū)塊鏈技術(shù)是大多數(shù)數(shù)字貨幣系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，它可以防止數(shù)字貨幣被復(fù)制和破壞。在對(duì)數(shù)據(jù)不可篡改和安全性要求非常高的的其他環(huán)境中，區(qū)塊鏈技術(shù)的運(yùn)用也尤為重要。相關(guān)案例包括記錄和跟蹤慈善捐贈(zèng)、醫(yī)療數(shù)據(jù)庫和供應(yīng)鏈管理。那么創(chuàng)新系統(tǒng)的基本概念和機(jī)制是如何為區(qū)塊鏈提供強(qiáng)有力的保護(hù)呢??

不可篡改和共識(shí)的概念

雖然安全性當(dāng)中的許多特征都與區(qū)塊鏈相關(guān)聯(lián)，但最重要的兩個(gè)特征則是共識(shí)和不可篡改。共識(shí)是指分布式區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)就網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)狀態(tài)和交易的有效性能夠達(dá)成一致。達(dá)成共識(shí)的過程通常取決于網(wǎng)絡(luò)使用的共識(shí)算法。另一方面，不可篡改是指區(qū)塊鏈能防止已經(jīng)確認(rèn)的交易記錄被更改。雖然這些交易通常與數(shù)字貨幣的轉(zhuǎn)換相關(guān)，但有時(shí)候，它們也指代其他非貨幣形式的電子數(shù)據(jù)的記錄過程。

總的來說，共識(shí)和不可篡改為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)安全性提供了基礎(chǔ)框架。共識(shí)算法能夠確保所有節(jié)點(diǎn)都遵循系統(tǒng)規(guī)則并且都認(rèn)可網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前狀態(tài)，而不可篡改能夠保證每個(gè)得到有效性驗(yàn)證的區(qū)塊數(shù)據(jù)和交易記錄的完整性。

密碼學(xué)在區(qū)塊鏈安全中的作用

區(qū)塊鏈主要依靠加密技術(shù)來保障數(shù)據(jù)的安全。而加密散哈希函數(shù)則是該技術(shù)的關(guān)鍵。哈希是一種計(jì)算過程，哈希算法是一種可以輸入任意大小的數(shù)據(jù)，并輸出一個(gè)可預(yù)測且固定大小的哈希的算法(即哈希函數(shù))。無論輸入數(shù)據(jù)的大小如何，輸出始終是相同的字節(jié)。但如果輸入發(fā)生變化，輸出將完全不同。只要輸入不變，無論運(yùn)行多少次哈希函數(shù)，輸出的哈希值將始終相同。

在區(qū)塊鏈中，這些輸出值(即哈希)是數(shù)據(jù)塊的唯一標(biāo)識(shí)符。每個(gè)區(qū)塊的哈希是相對(duì)于前一個(gè)區(qū)塊的哈希生成的，這就是將區(qū)塊鏈接在一起，形成區(qū)塊鏈的原因。此外，區(qū)塊哈希是由該區(qū)塊所包含的數(shù)據(jù)決定的，這意味著對(duì)數(shù)據(jù)所做的任何更改都會(huì)更改區(qū)塊哈希值。因此，該區(qū)塊的數(shù)據(jù)和前一個(gè)區(qū)塊的哈希共同決定了每一個(gè)區(qū)塊的哈希。這些哈希標(biāo)識(shí)符在確保區(qū)塊鏈安全性和不可篡改方面發(fā)揮著重要作用。

哈希函數(shù)也用于驗(yàn)證交易的共識(shí)算法中。例如，在比特幣區(qū)塊鏈上，工作量證明 (PoW)算法運(yùn)用了名為SHA-256的哈希函數(shù)。顧名思義，SHA-256輸入數(shù)據(jù)并輸出長度為256位或64個(gè)字符長的哈希值。除了為分布式賬本中的交易記錄提供保護(hù)之外，密碼學(xué)還能夠在存儲(chǔ)數(shù)字貨幣的錢包的安全性方面發(fā)揮重要作用。如成對(duì)的公鑰和私鑰分別可以讓用戶通過使用非對(duì)稱或公鑰密碼學(xué)來接收和發(fā)送數(shù)字貨幣。私鑰被用于產(chǎn)生交易所需要的電子簽名，從而可以驗(yàn)證所發(fā)送貨幣的所有權(quán)。

非對(duì)稱密碼學(xué)的特性能夠防止除私鑰持有者之外的任何人訪問存儲(chǔ)在數(shù)字貨幣錢包中的資金，從而，能夠在資金所有者決定使用它們之前保障這些資金的安全性(只要私鑰不被共享或泄露)。

通過共識(shí)和密碼學(xué)等的結(jié)合運(yùn)用，區(qū)塊鏈能夠像分布式系統(tǒng)一樣獲得更高的安全性。隨著區(qū)塊鏈的不斷發(fā)展和推廣，其安全系統(tǒng)也將發(fā)生變化，以滿足不同應(yīng)用的需求。