区块链 | 区块链安全

区块链系统面临的风险不仅来自外部实体的攻击，也可能有来自内 部参与者的攻击，以及组件的失效，如软件故障。因此在实施之前，需 要制定风险模型，认清特殊的安全需求，以确保对风险和应对方案的准 确把握。

1. 区块链技术特有的安全特性

• (1) 写入数据的安全性
  在共识机制的作用下，只有当全网大部分节点（或多个关键节点）都 同时认为这个记录正确时，记录的真实性才能得到全网认可，记录数据才 允许被写入区块中。
• (2) 读取数据的安全性
  区块链没有固有的信息读取安全限制，但可以在一定程度上控制信 息读取，比如把区块链上某些元素加密，之后把密钥交给相关参与者。同时，复杂的共识协议确保系统中的任何人看到的账本都是一样的，这是防 止双重支付的重要手段。
• (3) 分布式拒绝服务(DDOS)
  攻击抵抗 区块链的分布式架构赋予其点对点、多冗余特性，不存在单点失效的问题，因此其应对拒绝服务攻击的方式比中心化系统要灵活得多。即使一个节点失效，其他节点不受影响，与失效节点连接的用户无法连入系统， 除非有支持他们连入其他节点的机制。

2. 区块链技术面临的安全挑战与应对策略

• (1) 网络公开不设防
  对公有链网络而言，所有数据都在公网上传输，所有加入网络的节点 可以无障碍地连接其他节点和接受其他节点的连接，在网络层没有做身份验证以及其他防护。针对该类风险的应对策略是要求更高的私密性并谨慎控制网络连接。对安全性较高的行业，如金融行业，宜采用专线接入区块链网络，对接入的连接进行身份验证，排除未经授权的节点接入以免数据泄漏，并通过协议栈级别的防火墙安全防护，防止网络攻击。

• (2) 隐私
  公有链上交易数据全网可见，公众可以跟踪这些交易，任何人可以通过观察区块链得出关于某事的结论，不利于个人或机构的合法隐私保护。 针对该类风险的应对策略是：
  第一，由认证机构代理用户在区块链上进行 交易，用户资料和个人行为不进入区块链。
  第二，不采用全网广播方式， 而是将交易数据的传输限制在正在进行相关交易的节点之间。
  第三，对用 户数据的访问采用权限控制，持有密钥的访问者才能解密和访问数据。
  第四，采用例如“零知识证明”等隐私保护算法，规避隐私暴露。

• (3) 算力
  使用工作量证明型的区块链解决方案，都面临51%算力攻击问题。随 着算力的逐渐集中，客观上确实存在有掌握超过50%算力的组织出现的可 能，在不经改进的情况下，不排除逐渐演变成弱肉强食的丛林法则。针对 该类风险的应对策略是采用算法和现实约束相结合的方式，例如用资产抵 押、法律和监管手段等进行联合管控。

3. 区块链的安全体系构建

针对现有区块链技术的安全特性和缺点，需要围绕物理、数据、应用系 统、加密、风控等方面构建安全体系，整体提升区块链系统的安全性能。

• (1) 物理安全
  运行区块链系统的网络和主机应处于受保护的环境，其保护措施根据 具体业务的监管要求不同，可采用不限于VPN专网、防火墙、物理隔离等 方法，对物理网络和主机进行保护。

• (2) 数据安全
  区块链的节点和节点之间的数据交换，原则上不应明文传输，例如可 采用非对称加密协商密钥，用对称加密算法进行数据的加密和解密。数据 提供方也应严格评估数据的敏感程度、安全级别，决定数据是否发送到区 块链，是否进行数据脱敏，并采用严格的访问权限控制措施。

• (3) 应用系统安全
  应用系统的安全需要从身份认证、权限体系、交易规则、防欺诈策略等方面着手，参与应用运行的相关人员、交易节点、交易数据应事前受 控、事后可审计。以金融区块链为例，可采用容错能力更强、抗欺诈性和 性能更高的共识算法，避免部分节点联合造假。

• (4) 密钥安全
  对区块链节点之间的通信数据加密，以及对区块链节点上存储数据加密 的密钥，不应明文存在同一个节点上，应通过加密机将私钥妥善保存。在密 钥遗失或泄漏时，系统可识别原密钥的相关记录，如帐号控制、通信加密、 数据存储加密等，并实施响应措施使原密钥失效。密钥还应进行严格的生命 周期管理，不应为永久有效，到达一定的时间周期后需进行更换。

• (5) 风控机制
  对系统的网络层、主机操作、应用系统的数据访问、交易频度等维 度，应有周密的检测措施，对任何可疑的操作，应进行告警、记录、核 查，如发现非法操作，应进行损失评估，在技术和业务层面进行补救，加 固安全措施，并追查非法操作的来源，杜绝再次攻击。