现阶段，虽（suī）然区块链的（de）行业生态已初步（bù）成（chéng）形，但区块链（liàn）技术仍面临诸多技术瓶颈，具（jù）体（tǐ）表现在（zài）体（tǐ）系架构（gòu）、共识机制、互操作性、系统安全等多个方面。因（yīn）此，必须对区块链关键（jiàn）技术（shù）给（gěi）予高度重视，并集多（duō）方力量突破技术瓶颈，从而为区块（kuài）链应用的全方（fāng）面（miàn）落地（dì）扫清障碍。

2.1共识机制

共识机制是（shì）区块链系统能够（gòu）稳定、可靠运行的核心关键技术。不同于传（chuán）统的中心化系统，区块（kuài）链系统中所有（yǒu）网络节点是（shì）自由参与、自主维护的，不（bú）存在一个可（kě）信的中（zhōng）心节点承担网络维护、数据（jù）存（cún）储等任务。因此，如何使众多地理位置分散、信任关系薄弱的区块链节点（diǎn）维（wéi）持一致性的可信数据副本，并实现系统稳定（dìng）运行（háng），是区块链共识机制必须（xū）解（jiě）决（jué）的难题。

共识机制（zhì）的主要功（gōng）能是解决两个基本问题（tí）：

（1）谁有（yǒu）权写入数据。区（qū）块（kuài）链（liàn）系统中，每一个骨干网络（luò）节（jiē）点（diǎn）都将各自独（dú）立维护一份区块链账本（即（jí）区（qū）块（kuài）链系（xì）统中的数据库）。为了避免不同的区块链账本出现数据（jù）混乱的问题，必须要设计公平的挑选机制（zhì），每（měi）次只挑选（xuǎn）一（yī）个网（wǎng）络节点负责写入数（shù）据；

（2）其他（tā）人如何同步数据。当被挑选的网络节点写（xiě）入数据后，其他网络（luò）节点必须能够准确及时的同（tóng）步这些（xiē）数据。为了避免网（wǎng）络中出现伪造、篡改新增数据的情况，必须设计可靠（kào）的验证机制，使所有网络（luò）节（jiē）点能够（gòu）快速验证接收到的（de）数据是由（yóu）被挑选的网络节点写入的数据。

一旦解决这两个问题，区块链分布式网络中的节点就可以自发（fā）的建立一致性的可（kě）信数据副本。首先，每（měi）隔一定时（shí）间，经过（guò）共（gòng）识（shí）机制挑选的节点（diǎn）将挑（tiāo）选待入库的交易，构造最小（xiǎo）的（de）区块链数据存储结（jié）构（gòu）“区块”，然后将区块数据广播到区块链网络。其次（cì），全网所有节（jiē）点将对（duì）接收到的区块数据（jù）进行检（jiǎn）测，根据共识机制判断区块（kuài）数据是否（fǒu）是由（yóu）合法的（de）授权节点发布。如果区块数据（jù）满足（zú）共识机（jī）制和其他格（gé）式需求，将会被节点追加（jiā）在各（gè）自维护的区（qū）块链账本中，完成一次数据同步。通过重复这两（liǎng）项过程，区块链账本就可以稳（wěn）定、可（kě）靠的实现更新和同步（bù），避免（miǎn）数据混（hún）乱（luàn）、数（shù）据（jù）伪造等（děng）问题。

共（gòng）识机制是区（qū）块链的核心（xīn）技术，与区块链系统（tǒng）的安全（quán）性、可扩展性、性能效率、资源消耗密（mì）切相关。迄今（jīn）为止，研究者（zhě）已（yǐ）经在共识相关领域做了大（dà）量研究工作，提出了众多不同的共（gòng）识（shí）机制。从如何选取记账节（jiē）点的角度，现有的区块链共识机制可以分为（wéi）选举类（lèi）、证明类、随机类、联盟类和（hé）混合类共5种类型：

选举类共识是指矿工（gōng）节（jiē）点在每一轮共识过程中通过“投票选举”的方式选出当前轮次的记账节点（diǎn），首先获得半数以上选票的矿工节点将会获得记账权。例如PBFT、Paxos和Raft等。PBFT共识机制效率高，支持秒（miǎo）级出块，而且支持强监管节点参与，具备权限分级能力，在安（ān）全性、一（yī）致性、可用性方面有较强优势。然而，在PBFT系统，一（yī）旦有1/3或（huò）以上记账人停止工作，系（xì）统将无法（fǎ）提供服务，当（dāng）有1/3或以上记（jì）账人联合作恶，且其（qí）他所有的记账人被恰好（hǎo）分割为（wéi）两个网络孤（gū）岛时，恶意记（jì）账人可以使系统出现分（fèn）叉。

证明类共识被称为“Proof of X”类共识，即矿（kuàng）工节（jiē）点在每（měi）一轮（lún）共识（shí）过程中必须证明（míng）自（zì）己具有某种特定的（de）能力，证（zhèng）明方式通常是（shì）竞争性地完成某项难以（yǐ）解决但易于验证的（de）任（rèn）务，在（zài）竞争中胜出的矿工（gōng）节点将获得（dé）记账权。例如PoW和（hé）PoS共识算法等（děng）。PoW（工作量证明机制）的核心思想是通过分布式节（jiē）点的算力竞争来保证数（shù）据（jù）的一致（zhì）性和共（gòng）识的安全（quán）性。PoS（权益（yì）证明（míng）机制）的目的是解决PoW中资（zī）源浪费的问（wèn）题。PoS是由（yóu）具有最高（gāo）权益的节点获得新（xīn）区块的记账权和（hé）收益奖（jiǎng）励，不需要进行大量的算（suàn）力竞赛。PoS一定程度上解决了PoW算力（lì）浪费（fèi）的问题（tí），但是PoS共识机制导致拥有权益的参与（yǔ）者（zhě）可以持币（bì）获得利息，容易产生垄断。

随机类共识是指矿（kuàng）工节点根据（jù）某种随机方式直接确定每一轮的记账（zhàng）节点（diǎn），例如Algorand和PoET共识（shí）算（suàn）法等（děng）。Algorand共识（shí）是为了解决（jué）PoW共识（shí）协议存在（zài）的算力浪费、扩展性弱、易分叉、确认时间长等不足（zú）。Algorand共（gòng）识的优点（diǎn）包括：能（néng）耗低，不管系统中有多用户（hù），大约每1500名（míng）用（yòng）户中（zhōng）只有1名会被系统（tǒng）随（suí）机挑（tiāo）中（zhōng）执行长达几秒钟的计算（suàn）；民主化，不会出现类似比特币区块链系（xì）统的“矿工（gōng）”群体；出现分叉的概率低于10-18。

联盟类共识是指（zhǐ）矿工节点基于某种特定方式（shì）首先选举出（chū）一组代表节点，而后（hòu）由代表节（jiē）点以轮流或者（zhě）选举的方式依次（cì）取得（dé）记账权。这是一（yī）种以“代议制（zhì）”为特点的共识算法，例如DPoS等（děng）。DPoS不仅（jǐn）能够很好地解决PoW浪费（fèi）能源（yuán）和联合挖（wā）矿对系统的去中心化构（gòu）成威胁（xié）的问题，也能够弥补PoS中拥有记账权益的参与者未必希望参与（yǔ）记账的缺点。

混合类共识是指矿工节点采取（qǔ）多种共识算法的混合体来选择记账节（jiē）点，例如PoW+PoS混合（hé）共识、DPoS+BFT共识等。通过（guò）结合多种共识算法，能（néng）够取长（zhǎng）补（bǔ）短，解决单一共识机制存（cún）在的能源消（xiāo）耗与（yǔ）安（ān）全（quán）风险问题。

当前现有的共识（shí）机制很难做（zuò）到（dào）性能和扩（kuò）展性的平衡。比特币（bì）、以（yǐ）太坊等公（gōng）有链（liàn）使用的共识机制（如PoW，PoS等）虽然支持大规模节（jiē）点网络（luò），但共识性能较低，如比特币的TPS（每秒处理（lǐ）的交易数）大约只有（yǒu）7。而（ér）以（yǐ）Fabric为（wéi）首的（de）联盟链共识机（jī）制（zhì）（如PBFT等（děng））虽然有较高的TPS，如（rú）PBFT的TPS能达到1000，但这些共识算法的扩（kuò）展性较差（chà），只支持（chí）小规模的网络，当节点数量过多时（shí）共识（shí）机制（zhì）就会崩溃，且很多联盟链共识（shí）算（suàn）法的共识节（jiē）点是预置的，不支（zhī）持节点的动态（tài）加入与退出。目（mù）前（qián）区块链系统的共识效率仍是区块链技术的（de）瓶颈之一，在一（yī）定程（chéng）度上限制着区块链技术的发展和（hé）相关应用的落地（dì）。未来区（qū）块链（liàn）共识算法（fǎ）的研究（jiū）方向（xiàng）将主要侧重（chóng）于共识机制的性能提升、扩展性提升、安（ān）全性提升和新（xīn）型（xíng）区块链架构（gòu）下的共识创新。

2.2互操作性

区块（kuài）链技术已经渗（shèn）透（tòu）至金融、供应链等不同的行业与场（chǎng）景，有效打破了（le）同一（yī）场景（jǐng）下不同参与（yǔ）方间的价值孤岛（dǎo）。但现阶段价值难以在不同行业、不（bú）同场景之间流动（dòng）。这使得不同区块链的（de）参与方成为了一个个（gè）封闭（bì）的（de）小（xiǎo）团（tuán）体（tǐ），这显（xiǎn）然不利（lì）于价值（zhí）的（de）社会化（huà）流通。因而，实现区块链的（de）互操作性势在必行（háng）。目（mù）前，区（qū）块链的（de）互操作性主要通过跨链技（jì）术（shù）实现（xiàn）。依据具体（tǐ）的技术路线，跨链（liàn）技术可分为公证人技术、侧链（liàn）技术、原（yuán）子交换技术以及分布式私钥控制技术四类（lèi）。

（1）公证人（rén）技（jì）术

在公证人技术中，交易参与方事先选（xuǎn）择（zé）一（yī）组可信的公证人，以（yǐ）确保交易的有效执行。由Ripple公司提出的InterLedger协议，是公证人技（jì）术的一个典型案例。InterLedger实现了跨区块链转账，在A链发送方在（zài）向B链接收方（fāng）转（zhuǎn）账前，需找到一组连接者(Connectors)，由连（lián）接者逐跳地把（bǎ）资金发送至接收方。各连接者需（xū）指（zhǐ）定一组（zǔ）公证人(notaries)，由公证人监督这一组（zǔ）交易的（de）有效（xiào）性。

公（gōng）证人技术的主要问题（tí）在于需要信任特定的公证人群体，这违背了区块链（liàn）去中心化的设（shè）计初（chū）衷（zhōng），并（bìng）引入一定的安全性隐患。

（2）侧链技术

借助侧链技术，一条区块链可以读取并（bìng）验证其他区块链的事（shì）件（jiàn）和状（zhuàng）态。目前，侧链技术可分为一对一侧链和（hé）星形侧（cè）链两大类。一对一侧（cè）链技（jì）术包括（kuò）以btc Relay、RSK为（wéi）代表的新型区块链。此类（lèi）区（qū）块（kuài）链能够和一条已有的区（qū）块链（如比特币（bì））交互，主（zhǔ）要（yào）目的是实现已有（yǒu）区块链的功能拓展。而星形侧链技术主（zhǔ）要包括（kuò）以Polkadot、Cosmos为代表（biǎo）的跨链基础设施，其通过构建一条新区块链连接（jiē）多条其他区块链，进而形成一个星形（xíng）拓扑结（jié）构，实现不同区块链间的（de）价值与信（xìn）息流通（tōng）。

（3）原子交换（huàn）

原子交换的（de）基本思想（xiǎng）是，当位于两条链上的双方互换资产时，交（jiāo）易双方通过智能合约等技术，维护一个相互制约的触发器(trigger)以保（bǎo）证资产交换的原子性（xìng）。即A与B之间的资产（chǎn）交换（huàn）或（huò）者同时发生，或者同时（shí）不发生（shēng），而不会发（fā）生A向B转账完（wán）成，而B未向A转账的情况。

此类跨链方案的典型案例是Blocknet。在（zài）原子（zǐ）交换的基础上（shàng），Blocknet增加了订单匹配、交易撮合等功能，以实现去中心化跨（kuà）链（liàn）货币兑换（huàn）。然而，原子交换技术的应用（yòng）范围较为狭窄，仅限于跨链转账（zhàng）领域，无法满足其他跨链需（xū）求。

（4）分布式私钥控制技术

分布（bù）式私钥控制（zhì）技术旨在（zài）通过分布（bù）式私钥生成（chéng）与控制技术，将各（gè）种（zhǒng）数字资产（chǎn）映射到（dào）一条新的区块链上，从而（ér）在同一条区块链上实现不（bú）同数字资产的自由交换。

Fusion是（shì）分布式私（sī）钥控（kòng）制技术（shù）的代表性项目。其核（hé）心（xīn）思（sī）想将各条（tiáo）区块（kuài）链上的数字资产映射到Fusion构建的（de）公（gōng）共区块（kuài）链上。简单（dān）来说，就像不同区块链用户（hù）将数字资产（chǎn）存入“银行”，银行内的数字资产可以进行自由的流通与兑换（huàn），并实时更新（xīn）用户账户余额（é），用户从（cóng）“银行”提款时以（yǐ）最后的账户余（yú）额为准。

分布式私钥控制技术与原子交换技术（shù）类似，仅能完（wán）成（chéng）跨链资产转（zhuǎn）移，尚不能（néng）进行更复（fù）杂的跨链（liàn）互（hù）操作。如（rú）果后续无法对其功能完成进一步的拓展，那（nà）么分布式私（sī）钥控制技术（shù）的应用范围将远达不到预（yù）期的效果。

可以（yǐ）看到，已有区（qū）块链互操作性方案存在明显不足。首先，应（yīng）用范（fàn）围窄。例如，BTC Relay只能完成比特币到以太坊的单向操作（zuò），而InterLedger和（hé）Fusion等仅能完成跨链（liàn）转账，无法（fǎ）进行其他类型的操作（zuò）。其次，兼（jiān）容（róng）性（xìng）差（chà）。例如（rú），Cosmos等（děng）系（xì）统仅支（zhī）持结构相同区块链的（de）互联（lián）互通。总之，现（xiàn）有各种跨链（liàn）与互操作（zuò）性方案仍处在起步阶段（duàn），距（jù）离（lí）实际应用还有（yǒu）很长一段距离（lí）。针对此（cǐ）类问题进行优化，也是区块链互操作性的未来演进方向。此外，区块链的互操作性研（yán）究直接关系（xì）到区块链（liàn）通信的接口标准。然（rán）而，目前最具影响力（lì）的（de）跨链方案（àn）均由国外的企业和研究（jiū）机构提出。相关实体在设计跨链方（fāng）案时，首先（xiān）考虑的将是自身经济（jì）利（lì）益。因此，我国应（yīng）尽快推动区块（kuài）链互（hù）操作性研（yán）究，积极参与跨链标准的制定，从而为国内的区块（kuài）链产（chǎn）业争取更多话（huà）语权。

2.3安（ān）全性

目前，区块链技术已在金（jīn）融、政务甚至国（guó）防领域获得初步应用。这些场（chǎng）景（jǐng）对（duì）安全性（xìng）的（de）要（yào）求极高，然（rán）而（ér）很（hěn）多区块链均发生过严重的安全问题。截至2018年4月，区块链已发生超过（guò）200起重大安全事件，造成的（de）经济损失已（yǐ）超过（guò）36亿美元。因此，对区块链安全性（xìng）的研究势在必行。

现阶段（duàn），业界（jiè）侧重于从不同角度提出针对（duì）区块（kuài）链（liàn）系统（tǒng）的攻防措（cuò）施（shī），进而对区（qū）块链安全性进行（háng）全方位探索。研究（jiū）表明，任（rèn）何违反区（qū）块链（liàn）安全性的行为，都可以归结为从（cóng）算法（fǎ）安全、协议安全、实现安全（quán）、使用安全和系统安全等五个层面进行的破坏、更改和泄露。

（1）算（suàn）法安全

算法安全通（tōng）常是指密码算法（fǎ）安（ān）全，既包括用于检验交易的（de）哈希算法、签名（míng）算（suàn）法，也（yě）包括用于（yú）某些智（zhì）能合约中的复杂密码算法。

一般（bān）来说多数区块链中使用的通（tōng）用标准密码算（suàn）法在目前是安全的，但是这些（xiē）算法（fǎ）从间接和未来看（kàn）也存在安全隐患。首先从间（jiān）接来看（kàn），SHA256算法对应的ASIC矿机（jī）以及（jí）矿池的（de）出（chū）现，打破了原有“一（yī）CPU一票（piào）”的理念，使得全网节点减少，权（quán）力日趋（qū）集（jí）中，51％攻（gōng）击难度变小，对应（yīng）的区（qū）块链系统受到（dào）安全性威（wēi）胁。其（qí）次从（cóng）未来发展看（kàn），随（suí）着量子计算的兴起，实用的（de）密码体（tǐ）制均存在被攻破（pò）的（de）威胁。

此外，对于新型密码，由（yóu）于其（qí）没（méi）有经过足够的时间检验和充分的攻防考验，其在实际应用中更容易成（chéng）为短板。比如麻省理工学院发现新兴区块链IOTA的哈希算法中（zhōng）存在致（zhì）命漏洞，使（shǐ）得IOTA团（tuán）队紧急（jí）更换算法。某些（xiē）未经检验的随机（jī）数生成器也（yě）可能存在漏洞，利用生日（rì）攻（gōng）击会产生相同随机数，进而威（wēi）胁区块链（liàn）安（ān）全。

为了防（fáng）止ASIC过（guò）度使用（yòng）造成区块链中心化问题（tí），设计不（bú）利于（yú）并行计算（suàn）的哈希算（suàn）法势在必（bì）行。目前，莱特币的scrypt算法和（hé）暗黑币X11算法（fǎ）均从增加内存消耗方（fāng）面（miàn）提高了ASIC开发难度。为防范量子计算威胁，传统密码算法需要尽早（zǎo）替换为抗量子密码算法（fǎ），目前业界已提（tí）出了基于格（gé）上困难问题的密码算法和基于纠（jiū）错码的密码算法等（děng）。为了防范不成（chéng）熟密码造成的（de）安全漏洞，必须对（duì）于（yú）未经（jīng）验证的密码算法谨慎使用。另外随机数生成器（qì）也必须从伪随机向真（zhēn）随机过渡，如采用基（jī）于混沌的随（suí）机数（shù）发生（shēng）器（qì）129J和基于（yú）量子的随机数发生器等。

（2）协议安（ān）全

协议是通信双方为（wéi）了实现通信而设（shè）计的约定（dìng）或通（tōng）话规则，包（bāo）括网络层面的通信协（xié）议和上层的区（qū）块链共识协议。

协议安全在网络层面表现为（wéi）P2P协（xié）议设计安全。攻击者利用网络协议漏洞可以（yǐ）进行（háng）日蚀攻（gōng）击(Eclipse Attack)和（hé）路由攻（gōng）击（jī）(Routing Attack)。攻击者利用网络（luò）节点的（de）连接（jiē）数限制可（kě）以（yǐ）用（yòng）日（rì）蚀攻击将节点从主网中隔离（lí），而路由攻（gōng）击则是通（tōng）过控制路（lù）由（yóu）基（jī）础设施将区（qū）块（kuài）链网（wǎng）络分（fèn）区而（ér）进（jìn）行的（de）攻击（jī）。攻击者还可以发起DDoS攻（gōng）击，目前对于（yú）DDoS攻（gōng）击只能依靠收取交（jiāo）易费和浪费算力（lì）来（lái）控制。

协议安全在区块链共（gòng）识层面（miàn）表现为共识协议安全。首（shǒu）先（xiān）各类共识（shí）协议均有（yǒu）容错能力限制，如（rú）PoW存在51％算力（lì）攻（gōng）击，PoS存在51％币天攻击，而DPoS还存在（zài）着中心（xīn）化风险。其次，共识协议容易（yì）受到外部攻（gōng）击影（yǐng）响。例如，针对PoW共识（shí）已出（chū）现了自私（sī）挖矿（kuàng）(Selfish Mining)和顽固（gù）挖矿(Stubborn Minging)等多（duō）种攻（gōng）击。自私（sī）挖矿可以（yǐ）使攻（gōng）击者获（huò）得多出自身算（suàn）力占比的收益（yì）；而顽（wán）固挖矿是对自私挖矿的（de）拓展，可以使（shǐ）攻（gōng）击者收益率（lǜ）比自私挖矿提高13.94%。PoS共识则存在“无利害（hài）关系(Nothing at Stake)”问题，即区块链发生（shēng）分叉（chā）时，矿工可能会在多个分叉上同时下注，以谋取（qǔ）不当利益。

针对协（xié）议安（ān）全性问题，为（wéi）防止网络（luò）层面（miàn）的攻击，需要开发（fā）者谨慎选（xuǎn）择区（qū）块（kuài）链的网络协议。而（ér）为了防止区块链共识（shí）层面的攻击（jī），则需设计适当的激励与（yǔ）惩罚（fá）措施，从而降低攻击者获得的收益（yì）。

（3）实现安全

在（zài）区块链系统的实现过程中，程（chéng）序员可能（néng）会有意或（huò）无（wú）意留下漏洞，从（cóng）而导（dǎo）致（zhì）区（qū）块链的安全性受（shòu）到损（sǔn）害。具体表现（xiàn）在以下两个方（fāng）面。

首先，众多（duō）区块链引入了图灵完备的（de）智（zhì）能合约机制。用户可以利（lì）用智能（néng）合约编（biān）写自动化程序，完成资产分配等操作。然而，在编（biān）写智能合约时很可能会（huì）引入安全性漏洞（dòng）。例如，某些合约可（kě）能会错误地把（bǎ）资产发送（sòng）到不受控的地址，或者资产无限期锁死，导致全网可用代币减少等（děng）。

其次，区块链的（de）底层源码也可能存在整数溢（yì）出漏洞、短（duǎn）地址（zhǐ）漏洞和公开函数漏洞等各（gè）种漏洞。例如，比特（tè）币0.3.11之前版本可以违（wéi）规（guī）生成大量比特币，而以太坊的短地（dì）址漏（lòu）洞可以使交易者（zhě）从（cóng）交易所违规获得256倍甚（shèn）至更多的利益。

针对智能合（hé）约等（děng）程序在实现上的（de）安全问题，业界已提出一系列的形式化验证（zhèng）和安全测试技术，从而在（zài）产品上线之前发现（xiàn）其可能存（cún）在的漏洞。此（cǐ）外，诸多区块链的产品开（kāi）发者已（yǐ）开始定期进行代码审（shěn）计，包括（kuò）交易安（ān）全审查（chá）和访问控制（zhì）审查等，从而争取在攻（gōng）击者发现漏洞之前修复安全问题。

（4）使用安全（quán）

在区块链中（zhōng），“使用安全（quán）”特指用户私钥的（de）安（ān）全（quán）。私钥代表了用（yòng）户的资产所（suǒ）有（yǒu）权，是资产安全的前提。然而在传统的（de）区块链中（zhōng），私钥（yào）均（jun1）由用户自己生（shēng）产并保管（guǎn），没有第三方的参与，所以私钥一旦丢失或（huò）被盗，用（yòng）户就（jiù）会遭受资产损失。

在现实使（shǐ）用中，某些交（jiāo）易平台会代替用户（hù）管理私（sī）钥（yào），但是很（hěn）多平台往（wǎng）往采用联网（wǎng）的“热钱包”管理私（sī）钥，一旦“热钱（qián）包”被黑（hēi）客破解，用户的资产就会被盗取。此（cǐ）外，由于（yú）没（méi）有（yǒu）完善的风险（xiǎn）隔（gé）离（lí）措施和（hé）人员（yuán）监督机制，导致部分拥有权限（xiàn）的员工利用监管（guǎn）机会盗取信息或代币。

针对使用安全性问题，用户需要更加谨慎保管（guǎn）私钥，尽量（liàng）使（shǐ）用与网（wǎng）络隔离的冷钱包存储私钥。而（ér）交易（yì）平台需严格进行权（quán）限管理，谨（jǐn）慎开放服务（wù）器端口，定期进（jìn）行安全监测，建（jiàn）立完（wán）善的应（yīng）急处理措施。

（5）系统安全

系统安全是（shì）一（yī）个整体性（xìng）概念，它受到各（gè）级安全因素的（de）共同影响。攻击者可以综合运用网络攻击手段，对算法（fǎ）漏洞、协议漏洞、使（shǐ）用（yòng）漏洞、实现漏洞（dòng）、系统（tǒng）漏洞等各个方面综合利用，从而达成攻击目的。另外社（shè）会工程学攻击的引入也使区（qū）块链（liàn）变得更加脆弱。为此，业（yè）界需（xū）还要关注用户自身系统安全（quán）性，包括（kuò）定期更新补丁、启用设备（bèi）防火（huǒ）墙、禁用路由（yóu）器中不（bú）必要的（de）组件等。

区（qū）块链技（jì）术已开始获得广泛应用。然而，现有区块链（liàn）的安全问题曾出不（bú）穷，因此必须对安全（quán）性问题高（gāo）度重视。目（mù）前对区块链安全性（xìng）的研究主要从“攻”与“防”两个角度进行。业（yè）界（jiè）分别（bié）从从算（suàn）法、协议（yì）、实现、使用和系统等五个层面发现安全隐患，并提出弥补措施。然而，现阶段并从根本上（shàng）解决安全（quán）问题。因（yīn）此（cǐ）在（zài）未（wèi）来，必须从（cóng）区块（kuài）链体系架构（gòu）进（jìn）行（háng）创新，从本质（zhì）上找到单一（yī）漏洞影响系统（tǒng）安全的原因，得到应对区块（kuài）链（liàn）安（ān）全问（wèn）题的有效机制。

2.4隐私保护

随着区块链技术不断（duàn）发展和广泛应用（yòng），其面临的隐私泄露问题越（yuè）来越突出，必须（xū）得到研（yán）究人（rén）员和工业界开发人员的充分重视。相对于传统的中心化存储架构，区块链机制（zhì）不依赖（lài）特定中心（xīn）节点处理和存储数据（jù），因（yīn）此能够避免（miǎn）集中式服务（wù）器单点崩溃（kuì）和数据泄露的风（fēng）险（xiǎn）。但（dàn）是（shì）为了在分布（bù）式系（xì）统中的各（gè）节点之间达成共识，区块链中所有的交（jiāo）易记录必须公开给所有节（jiē）点，这将显著增加（jiā）隐私泄露的（de）风险。

然而，区（qū）块链本身分布式的特点与传统IT架构存（cún）在显著（zhe）区别（bié），很多传统的隐私（sī）保护（hù）方案在区块（kuài）链应用中不适用，因此分析区块链隐私泄露缺陷、研究针（zhēn）对性的（de）隐私保护方（fāng）法具有（yǒu）重要（yào）意义。

根据保护隐私的对象分类，主（zhǔ）要可以分为3类：网络层隐私保护、交易层隐私保护和应用层的隐（yǐn）私保护。网（wǎng）络层的隐私保护，涵盖数据在（zài）网络中传输（shū）的过程，包括区块链节点（diǎn）设置模式、节点通信机制、数据传输的协议机制（zhì）等；交易（yì）层的隐私保护，包含区块链中数据产生、验（yàn）证、存储和（hé）使（shǐ）用的整个过程，交易层隐（yǐn）私保护的侧重点（diǎn）是满足区块链基本共（gòng）识机制和数据存储不变的条件下，尽可能隐藏数据信息和（hé）数据（jù）背后的知识（shí），防（fáng）止攻击者通过分析区块数据提取用户画像；应用层的隐私（sī）保护场景，包含区（qū）块链数（shù）据（jù）被外部应用使用的过程等，区块链被外部使用的过程存（cún）在泄（xiè）露交（jiāo）易（yì）隐私（sī）和身份隐私的威胁（xié），因此，应用（yòng）层隐私保（bǎo）护的（de）侧重点包括提升用（yòng）户的安全意（yì）识、提高区块链服务商的安（ān）全防护水平，例如合理的（de）公私钥保存、构建无漏洞（dòng）的区块链服务等。

目前的公有链项目中，各参与方（fāng）都能够获得完整数据备份，所有数据对于参（cān）与方来讲是透明的（de），任何（hé）人都可以在（zài）链上查询（xún）到上（shàng）链数据。比（bǐ）特币（bì）项目只是通（tōng）过（guò）隔断交易（yì）地址和（hé）地址（zhǐ）持有人真实身份的（de）关联，达到匿名效果，攻击者（zhě）能够看到每（měi）一笔转账记录的发（fā）送方和接（jiē）受（shòu）方的地（dì）址，但无法对应到现实世界中的具体（tǐ）某个人（rén）。尽管（guǎn）如此（cǐ），攻（gōng）击者仍可（kě）以（yǐ）通过多个层面的攻击达到窃取（qǔ）隐私的目（mù）的，例如网络层、交（jiāo）易层和应用层发（fā）动不同（tóng）形式的（de）攻击。对于联（lián）盟链而言，带有CA性质的监管角色虽（suī）然（rán）可以保（bǎo）证接入节点的可信，但如（rú）果区块链（liàn）要承载更多的业务（wù），比如实际场（chǎng）景中登（dēng）记（jì）实（shí）名资产、通过智（zhì）能合约实现具（jù）体借款合同的同（tóng）时（shí）保证验证（zhèng）节点在不知（zhī）晓具体合同信息的情（qíng）况下如何执行合同等等，基于密码（mǎ）学、零知（zhī）识证明等技术的研究正在不断推（tuī）进，只（zhī）有不断（duàn）完善区块链技术（shù）本身（shēn）的多层面隐私保护（hù）机制，才能（néng）让区块链实际赋能传统行（háng）业，发挥其既定的优势。

2.5可（kě）监管（guǎn）性

当前以数字货币为首（shǒu）的（de）各类区（qū）块（kuài）链应（yīng）用发展迅速，与此（cǐ）同时（shí），区（qū）块链中潜在的监管问题也逐（zhú）渐显现。一方面，区（qū）块链数字货（huò）币（bì）为洗钱（qián）、勒索（suǒ）病毒等犯罪（zuì）活（huó）动提供了一条安全稳（wěn）定的资金（jīn）渠道，促进了地下（xià）黑市的运行。以比特币（bì）为例，著（zhe）名的勒索病毒WannaCry通过（guò）比特币来实现对用户资产（chǎn）的勒索，地下黑（hēi）市（shì）网（wǎng）站“丝绸之路”利用（yòng）比特（tè）币进行非法买卖（mài），很快受（shòu）到了（le）地下人群的（de）追捧。另（lìng）一方面，区块（kuài）链数字货（huò）币使跨国境的（de）资金（jīn）转移（yí）变得（dé）更为简单，将有可能损害各国的金（jīn）融主权（quán），影响金融市场（chǎng）的稳定。与此（cǐ）同时，由于区块（kuài）链去（qù）中心化、不可篡改等（děng）特（tè）性，使得区块链（liàn）常（cháng）被用于敏感信息的存储与（yǔ）传播。有些人将敏（mǐn）感（gǎn）有害信息保存在（zài）比特币和以太坊区块链的（de）交易中（zhōng），而这些（xiē）信息并不能从区块链中（zhōng）删除。同时，由于区块链的匿（nì）名性（xìng），监（jiān）管方也（yě）不能通过这些敏感（gǎn）信（xìn）息和涉及违法犯罪的交易的发（fā）送（sòng）方地址找到发送方的真实身份。此（cǐ）类事件严重危（wēi）害国家安（ān）全和稳定（dìng），给网络监管机构带来（lái）了极大的（de）挑战（zhàn）和威胁。

当（dāng）前对公有链的监（jiān）管刚（gāng）刚处于起步阶段，研究方（fāng）向不全面，研（yán）究技术也不成熟。然（rán）而（ér），对公有链的监管需（xū）求又是十分必（bì）要且（qiě）紧急的。因此，监（jiān）管成为了公有（yǒu）链领域急需解决（jué）的问题，也成（chéng）为了当前公（gōng）有链项目（mù）落地的最大挑战。联盟链由于其自身（shēn）特点，使得联盟链能（néng）够很（hěn）好的支持对节点和（hé）链（liàn）上（shàng）数据的（de）监管。因（yīn）此，如何（hé）设（shè）计监管友好的联盟链基础架构，在保（bǎo）护隐私（sī）的前提下实现（xiàn）监管功能（néng），是联盟链监管中需要研究的（de）主要问题。任何技术的发展都离不（bú）开（kāi）对技术本（běn）身的监管，我们需（xū）要（yào）加强对区块链监管的研究，只有这样才能够保证区块链行（háng）业的健（jiàn）康和（hé）可持续（xù）发展。