区块链安全计算技术有哪些(区块链安全计算技术有哪些类型)

发布网友 发布时间：2024-09-27 21:55

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热心网友 时间：2024-10-04 06:22

区块链技术的六大核心算法

区块链核心算法一：拜占庭协定

拜占庭的故事大概是这么说的：拜占庭帝国拥有巨大的财富，周围10个邻邦垂诞已久，但拜占庭高墙耸立，固若金汤，没有一个单独的邻邦能够成功入侵。任何单个邻邦入侵的都会失败，同时也有可能自身被其他9个邻邦入侵。拜占庭帝国防御能力如此之强，至少要有十个邻邦中的一半以上同时进攻，才有可能攻破。然而，如果其中的一个或者几个邻邦本身答应好一起进攻，但实际过程出现背叛，那么入侵者可能都会被歼灭。于是每一方都小心行事，不敢轻易相信邻国。这就是拜占庭将军问题。

在这个分布式网络里：每个将军都有一份实时与其他将军同步的消息账本。账本里有每个将军的签名都是可以验证身份的。如果有哪些消息不一致，可以知道消息不一致的是哪些将军。尽管有消息不一致的，只要超过半数同意进攻，少数服从多数，共识达成。

由此，在一个分布式的系统中，尽管有坏人，坏人可以做任意事情(不受protocol限制)，比如不响应、发送错误信息、对不同节点发送不同决定、不同错误节点联合起来干坏事等等。但是，只要大多数人是好人，就完全有可能去中心化地实现共识

区块链核心算法二：非对称加密技术

在上述拜占庭协定中，如果10个将军中的几个同时发起消息，势必会造成系统的混乱，造成各说各的攻击时间方案，行动难以一致。谁都可以发起进攻的信息，但由谁来发出呢?其实这只要加入一个成本就可以了，即：一段时间内只有一个节点可以传播信息。当某个节点发出统一进攻的消息后，各个节点收到发起者的消息必须签名盖章，确认各自的身份。

在如今看来，非对称加密技术完全可以解决这个签名问题。非对称加密算法的加密和解密使用不同的两个密钥.这两个密钥就是我们经常听到的”公钥”和”私钥”。公钥和私钥一般成对出现,如果消息使用公钥加密,那么需要该公钥对应的私钥才能解密;同样，如果消息使用私钥加密,那么需要该私钥对应的公钥才能解密。

区块链核心算法三：容错问题

我们假设在此网络中，消息可能会丢失、损坏、延迟、重复发送，并且接受的顺序与发送的顺序不一致。此外，节点的行为可以是任意的：可以随时加入、退出网络，可以丢弃消息、伪造消息、停止工作等，还可能发生各种人为或非人为的故障。我们的算法对由共识节点组成的共识系统，提供的容错能力，这种容错能力同时包含安全性和可用性，并适用于任何网络环境。

区块链核心算法四：Paxos算法(一致性算法)

Paxos算法解决的问题是一个分布式系统如何就某个值(决议)达成一致。一个典型的场景是，在一个分布式数据库系统中，如果各节点的初始状态一致，每个节点都执行相同的操作序列，那么他们最后能得到一个一致的状态。为保证每个节点执行相同的命令序列，需要在每一条指令上执行一个“一致性算法”以保证每个节点看到的指令一致。一个通用的一致性算法可以应用在许多场景中，是分布式计算中的重要问题。节点通信存在两种模型：共享内存和消息传递。Paxos算法就是一种基于消息传递模型的一致性算法。

区块链核心算法五：共识机制

区块链共识算法主要是工作量证明和权益证明。拿比特币来说，其实从技术角度来看可以把PoW看做重复使用的Hashcash，生成工作量证明在概率上来说是一个随机的过程。开采新的机密货币，生成区块时，必须得到所有参与者的同意，那矿工必须得到区块中所有数据的PoW工作证明。与此同时矿工还要时时观察调整这项工作的难度，因为对网络要求是平均每10分钟生成一个区块。

区块链核心算法六：分布式存储

分布式存储是一种数据存储技术，通过网络使用每台机器上的磁盘空间，并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散的存储在网络中的各个角落。所以，分布式存储技术并不是每台电脑都存放完整的数据，而是把数据切割后存放在不同的电脑里。就像存放100个鸡蛋，不是放在同一个篮子里，而是分开放在不同的地方，加起来的总和是100个。

区块链的技术应用有哪些?

原标题：2019年中国区块链行业市场现状及发展趋势分析应用广泛落地加速数字中国建设

区块链行业正整体迈入3.0阶段加快数字中国进程贡献巨大力量

我国区块链行业经过十年发展。基本上已经形成较为成熟的产业链。在国家政策推动和下游应用领域需求不断增加的条件下，我国区块链行业市场规模不断发展，地域集中度较高，产业集群效应明显。随着区块链技术成熟程度的不断增加，区块链行业正整体迈入3.0阶段，在金融、物流、版权保护等领域有着良好的表现，为推动我国数字化建设，加快数字中国进程贡献了巨大的力量。

区块链行业产业链分析：下游应用领域众多发展潜力巨大

从产业链来看，我国区块链行业包括上游硬件、技术及基础设施;中游区块链应用及技术服务;

下游区块链应用领域等环节。上游硬件、技术及基础设施主要是提供区块链应用所必备的硬件、技术以及基础设施支持，其中，硬件设备包括矿机、矿池、芯片厂商等;通用技术包括分布式存储、去中心化交易、数据服务、分布式计算等等相关技术。

下游应用领域包括应用区块链技术与现有行业的结合，主要包括金融行业、物流行业、版权保护、医疗健康、工业能源等众多领域，区块链作为新兴技术，下游应用领域众多，发展潜力十分巨大。

中游区块链应用及服务包括基础平台建设和提供技术服务支持，其中基础平台建设分为通用基础链和垂直领域基础链;技术服务支持包括技术支持和服务支持，技术支持与上游相关技术类似，负责为购买者提供区块链安全防护等一系列基于区块链产品的技术支持;服务支持包括数字资产交易场所、数字资产存储、媒体社区等系列服务。

区块链行业产业链分析情况

资料来源：前瞻产业研究院整理

从各环节企业上看，上游环节的矿机生产、矿池生产以及芯片厂商竞争格局基本形成，由于行业存在一定的技术壁垒，市场需求将不断向能提供优质产品的企业集中，头部效应愈发凸显，由比特大陆、嘉楠耘智等矿机厂商设计架构、交由代工企业生产，对小规模、议价能力低的矿机厂商造成一定压力，整个行业出现优者更优的现象。

中游区块链底层平台竞争较为激烈，目前至少已有数十个基础链平台项目，该领域已经极度拥挤，目前该领域头部效应已经开始出现，预计短期之内竞争还会加剧，市场占有率靠前的有以太坊、EOS、卡尔达诺等老牌企业。作为区块链3.0技术应用的初始阶段，目前区块链垂直应用环节才刚刚开始，各领域龙头企业结合自身优势，将传统模式与区块链技术相结合，创造出适用于本行业的新型模式，如京东的物流区块链、美国Overstock区块链平台的证券资产化等。

区块链产业链各环节主要企业统计情况

资料来源：前瞻产业研究院整理

区块链分类情况：公有链、联盟链、私有链

到目前为止，基于各种应用的参与方式，区块链主要分为公有链、联盟链、私有链。公有链是最早的区块链，也是目前共识最广泛的区块链，是指像比特币区块链这种完全去中心化不受任何机构控制的区块链，区块链进入2.0时代后，公有链、私有链、联盟链都开始进入区块链的应用范围，3.0时代更多的是跨链通信、多链融合等技术的应用。

政策频发推动行业飞速发展、生态应用助力行业不断前行

虽然我国政府对于比特币持谨慎态度，相继关停了ICO和人民币比特币交易，但对区块链技术是支持的。在2016-2019年间，国家不断出台支持区块链行业发展的各项政策，鼓励区块链技术在各行业进行应用。区块链已经作为一项被写入了“十三五”规划的技术，相信在将来的3-5年之内还会有持续的政策扶持，国家政策频发为区块链行业的发展提供了充足的动能。

2019年3月30日，国家网信办发布《关于第一批境内区块链信息服务备案编号的公告》，公开发布了第一批共197个区块链信息服务名称及备案编号。本轮区块链信息服务备案编号的发布是以2019年2月《区块链信息服务管理规定》为依据的，规范我国区块链行业发展所发布的备案依据。清单中的公司背后是互联网公司、金融机构、事业单位和上市公司等，其中区块链技术平台、溯源、确权、防伪、供应链金融等是为重点方向。清单的发布也标志着我国政府对区块链行业发展抱有极大期望，在快速发展的基础上监管行业，让行业发展更加规范化。

区块链应用领域广泛

除了国家政策推动区块链行业飞速发展以外，各行业应用区块链技术形成新的模式，与区块链技术结合形成新的区块链生态圈所产生的需求也是区块链行业不断发展的主要动力。目前，区块链应用已从单一的数字货币应用，延伸到经济社会的各个领域，例如金融行业、版权保护、溯源防伪、能源行业、共享经济、物联网等等诸多领域中。

金融领域：应用前景最为广阔。虽然远期来看，区块链在很多方面都有应用潜力。但总的来说，目前区块链在金融领域的应用前景最好，相关技术也发展的最快。区块链为金融机构系统性解决全业务链上的痛点和顽疾其“系统性”主要体现在三个方面：区块链技术可以被应用在不同的银行业务，从支付结算，到票据流转和供应链金融，到更复杂的证券发行与交易等各核心业务领域，均已有金融机构和科技公司在积极探索和尝试。区块链技术带来的收益将惠及所有的交易参与方，包括银行、银行客户、银行的合作方(如平台企业等)。

目前金融服务各流程环节存在的效率瓶颈、交易时滞、欺诈和操作风险等痛点，大多数有望在区块链技术应用后得到解决。例如现有流程中大量存在的手工操作、人工验证和审批工作将得以自动化处理，纸质合同将被智能合约所取代，而在交易处理环节不再会由于系统失误而导致损失发生。

版权领域：区块链技术破解版权维护难题。随着互联网的发展，数字出版已经形成较为完整的产业链，给网络作家等相关参与方带来可观的收入。但另一方面，侵权盗版制约着数字出版的进一步发展，各参与方都深受其害。虽然国家出台各种政策解决版权保护难题，但是限于技术手段，很难从根本上解决。

区块链技术的数学原理解决了交易过程中的所有权确认问题，对价值交换活动的记录、传输、存储结果都是可信的，可以彻底解决版权保护问题。区块链记录的信息一旦生成将永久记录，无法篡改，除非能拥有全网络总算力的51%以上，才有可能修改最新生成的一个区块记录。

区块链行业发展历程分析：全面迈入3.0时代

从2008年由网名为“中本聪”发布的比特币白皮书开始，区块链技术进入人们视野已经过去了十余年，在区块链技术发展的十余年中，行业大致经历了三个阶段，按照应用范围与发展阶段区块链应用划分可为区块链1.0、2.0、3.0。其中：

1)区块链1.0支撑虚拟货币应用，即与转账、汇款和数字化支付相关的密码学货币应用，其中比特币是区块链1.0的典型应用;

2)区块链2.0支撑智能合约应用，合约是经济和金融领域区块链应用的基础，区块链2.0应用包括了股票、债券、期货、贷款、抵押、产权、智能财产和智能合约，以太坊、超级账本等是区块链2.0的典型应用;

3)区块链3.0应用是超越货币和金融范围的泛行业去中心化应用，如在政府、医疗、科学、文化、游戏与艺术等领域的应用。随着区块链行业技术的不断发展，区块链行业市场规模也在飞速增长，根据Mm统计数据显示，预计2021年，全球区块链行业市场规模将会达到23.1亿美元，年均复合增长率达到80%以上。

2019年我国区块链行业市场规模突破亿元

我国区块链行业尚处于起步阶段，但随着国家政策的不断支持，行业技术的不断进步以及下游应用领域需求的不断加大，我国区块链产业有望继续保持高速增长。据前瞻产业研究院发布的《中国区块链行业商业模式创新与投资机会深度分析报告》统计数据显示，2011年我国区块链行业市场规模不足600万元，截止至2017年我国区块链行业市场规模增长3200万元，而到了2018年我国区块链行业市场规模已经达到了0.67亿元，始终保持80%以上的速度飞速增长。预测2019年我国区块链行业市场规模将突破1亿元，并预计在2022年，在政策支持和下游需求的推动下，我国区块链行业市场规模有望突破4.5亿元。

2015-2022年我国区块链行业市场规模统计及增长情况预测

数据来源：前瞻产业研究院整理

我国区块链产业初步形成规模：北上广浙合计占比超过80%

根据工信部出版的2018年区块链白皮书数据显示，截至2018年3月份，我国以提供区块链技术或服务为主营业务的公司已经达到456家，产业初步形成规模。区块链公司地域分布相对集中，产业集聚效应明显，北京、上海、广东和浙江是区块链行业创业的集中地，四地合计占比超过80%。其中，北京以175家公司，占比38.38%处于绝对领先地位;上海以95家公司，占比20.83%位居第二;广东以71家公司，占比15.57%排在第三。除此以外，中国区块链行业活跃度前十地区还包括浙江、江苏、四川、福建、湖北、重庆和贵州。

2018年中国区块链企业地域分布占比统计情况

数据来源：前瞻产业研究院整理

资本助力行业发展，融资多数处于初级阶段

根据IT桔子数据显示，2013-2018年，我国区块链相关企业获得投资数量以及融资规模均呈不断上升趋势，2018年，区块链相关企业获得投资呈现爆发式增长，获投企业数量由2017年的113家增长至397家;融资金额从2017年的66.77亿元增长至2018年的1306.27亿元。

2013-2018年我国区块链企业投资数量、融资金额统计情况

数据来源：前瞻产业研究院整理

从投资轮次来看，我国区块链行业整体还处于初级阶段，融资轮次也以B轮以前居多。2018年，我国区块链相关企业共计发生397起投资事件，其中种子轮30起，占据全部投资事件的7.56%;天使轮186起，占据全部投资事件的46.85%;A轮(包括Pre-A、A轮、A+轮)共计69起，占全部投资事件的17.38%;B轮以前的投资事件合计占比超过70%，融资多数处于初级阶段。

2018年我国区块链行业投资轮次占比统计情况

数据来源：前瞻产业研究院整理

资本对区块链行业的青睐在2019年依旧不减，截至2019年4月底，区块链相关公司获投事件已经达到47起，融资金额接近50亿，虽不及2018年火爆，但是远远超过2017年同期发生次数和规模。其中，水滴互助完成B轮融资，获投金额5亿人民币，在2019年已经透露融资金额的投融资事件中，当属融资金额最大的一起投融资事件。2019年开始，资本更加青睐于区块链生态信息领域，看好区块链技术与其他行业的结合。

近期区块链行业获投企业分析情况

资料来源：前瞻产业研究院整理

我国互联网巨头公司也纷纷布局区块链行业，主要切入点为区块链技术在金融领域中的应用，阿里巴巴、百度、腾讯、京东、360等企业多数通过自身的金融公司应用区块链技术推出区块链+金融新模式，拓宽区块链技术的应用场景。

我国区块链行业发展趋势分析

1、随着我国区块链技术的不断发展，区块链应用领域的不断拓展，未来我国区块链行业将呈现区块链成为全球技术发展的前沿阵地，开辟国际竞争新赛道;

2、区块链领域成为创新创业的新热土，技术融合将拓展应用新空间;

3、区块链未来三年将在实体经济中广泛落地，成为数字中国建设的重要支撑;

4、区块链打造新型平台经济，开启共享经济新时代;

5、区块链加速“可信数字化”进程，带动金融“脱虚向实”服务实体经济;

6、区块链监管和标准体系将进一步完善，产业发展基础继续夯实六大发展趋势。

什么是区块链

区块链本质上是一个分布式账本技术。如果以数学函数来类比的话，我们可以将分布式网络、共识机制、去中心化、加密算祛、智能合约、权限许可、价值和资产等要素理解为函数中的变量或因子。这些变量和因子的有机组合形成了区块链有别于传统技术的些新的技术特征。在对区块链进行更加深入的技术解读前，我们需要先对区块链中的一些核心概念进行梳理。

更多解释：网页链接

在新的商业智能时代，已形成广泛的共识：数据是最基础的生产资料，各个行业与企业对于数据的利用也步入成熟期。可见的未来，数据利用的深度和广度将进一步升级，进入跨机构跨行业的数据共享、融合、创新阶段，从而打开大数据2.0时代的壮美画卷：覆盖政府、商业机构、个人各部门的数据连通共享，基于产业链数据打通和同业数据合作的纵横干线，应用于金融、营销、公共服务、医疗、科研等诸多领域。更加丰富、多维的数据资源形成乘数效应，孕育更大的的数据价值，开启业务创新之门，从而带来更多的用户普惠与便利。

虽然机构间数据合作需求与意愿强烈，但在具体合作过程中，因为商业价值、数据安全、隐私保护、基础设施等障碍，导致数据的合作落地非常困难，实际上形成了无数的“数据孤岛”。在数据合作和共享过程中，主要面临以下问题：

蚂蚁区块链摩斯安全计算平台针对上述的数据安全信任、个人隐私保护以及数据基础设施不足等痛点，秉持“数据可用不可见”和“将计算移动到数据端”的原则，借助区块链、密码学、隐私保护、安全多方计算、可信计算等前沿技术，建设安全、保护隐私、高效、通用、轻量、去中心化的数据合作基础设施，打通数据孤岛，帮助机构之间实现安全便捷合规的数据合作，为用户带来更多的便利和实惠。

蚂蚁区块链摩斯安全计算平台提供了一种全新的安全和保护隐私的数据合作方式，能够在本地数据不泄露、原始数据不出域的前提下，通过密码学算法，分布式执行既定逻辑的运算并获得预期结果，从而高效、安全的完成数据合作。目前蚂蚁摩斯已广泛应用于联合金融风控、保险快速理赔、民生政务、多方联合营销、多方联合科研、跨境数据合作等多个领域。

以信贷业务为例。首先是多头借贷防控，数据表明，贷款申请者每多申请一家机构，违约的概率就上升20%。然而，目前央行征信覆盖范围有限，有超过4亿自然人缺乏征信记录；各家信贷机构花费时间、资金积累的用户信贷数据，也不愿与竞争对手分享；即使信贷机构有意愿分享数据，也存在数据安全、用户隐私、合规等诸多障碍。借助蚂蚁摩斯，多家金融机构可以建立基于多方安全计算技术的风控数据联盟，密态分享黑名单、信贷申请、信贷记录等数据，不泄漏各机构的原始数据，分布式加密计算得到统计结果。其次，金融机构可以在用户授权的前提下，借助蚂蚁摩斯获取跨行业的政府、运营商、电商、独立数据服务方等海量多维数据，提升信用评估模型的准确度，进而提升接受率、降低坏账率。结合区块链技术，蚂蚁摩斯还提供了数据服务调用的存证、授权、计费等功能，完善了数据联盟商业运行、合作管理、监管、审计等能力。

再以保险理赔为例。商业保险参保人须在就诊后将相关表单、医疗收据、病历等资料收集齐后，提交或上传给保险公司的理赔平台，审核通过后才能获取赔付，整个理赔过程周期长，效率低，并且存在骗赔隐患。许多保险公司希望与医院数据直接打通，建立快速赔付通道。然而，医院方顾虑医疗数据安全和患者个人隐私泄漏，不愿直接开放敏感的医疗数据。借助蚂蚁摩斯，可将安全计算节点分布式部署在医院域和保险公司理赔服务域，由保险公司将理赔模型和理算规则远程部署在医院域的计算节点上。患者就医后发起理赔，医院端的安全计算节点自动利用理赔申请人的原始就医和处方数据进行本地加密计算，得到理赔理算结果，仅输出是否赔付和赔付金额至保险公司。如此即可在保护医疗数据安全和个人隐私的情况下，形成业务和数据闭环，大幅提高理赔效率和准确性，解决“就医难、理赔更难”的痛点。在整个理赔过程中涉及的数据摘要、判断结果均可加密存证于区块链，便于后续的分润、审计、监督。

最后以政务领域为例。借助蚂蚁摩斯，还可以实现各部门之间及政务部门与公众之间的高效安全数据共享。各地打造大数据平台时，无需再将工商、税务、民政等部门的数据全搬到平台上，而只需将运算模型或规则布署在各部门的数据域内，根据业务请求实时进行加密计算，实时调用。数据需求部门可对计算策略和规则进行快速调整优化，并可将运算结果反馈给原始数据部门，为其数据的收集整理提供改善建议，从而夯实民生政务的数据基础，便捷安全的实现“数据多跑路、群众少跑腿”。

蚂蚁摩斯依托蚂蚁金融科技平台，结合区块链技术，将复杂的隐私保护与密码学算法透明化、产品化，提供安全发布、安全模型、安全统计、安全查询、安全脚本等核心功能。蚂蚁摩斯产品具备以下的特色与优势：

?数据安全：参与数据合作的各方底层明细数据和原始数据均不出计算节点，所有的计算在密文状态下进行，查询方仅能获取查询和计算的结果。

?透明可信：按照开源思路设计，通过公开算法的方式确保计算的安全性并增进互信，申请多方安全计算算法相关专利50多项。此外，蚂蚁摩斯已获得公安部、国家信息技术研究中心和TrustArc等多家国内外权威机构的安全和隐私保护认证，并参与了中国信通院国家安全计算标准的制订。

?隐私保护：保证数据最小化利用，所有计算均在加密或脱敏之后的数据之上进行，所有的输出均最小化，最大程度的保障了个人隐私数据安全。

?去中心化架构：采用完全去中心的架构，数据的计算和交互在多个计算节点之间独立完成，无中心控制节点，降低信任成本，具备更强容灾与防攻击能力。

?区块链验证审计：采用区块链技术，进行数据服务调用的存证、授权、计费等，确保数据计算和利用合法合规；提供计算数据、过程的验证审计、数据监控等功能，确保计算过程真实可信、数据真实性和数据质量。

蚂蚁摩斯期待更多的合作伙伴加入，通过安全、合规的数据合作实现自身业务增长，并提供更具行业属性的安全数据合作解决方案。

产品官网地址：（欢迎申请试用）

联系方式：morse@antfin.com

首先，我们可以看一下区块链技术的官网解释。狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。

可能大家都知道的是，区块链技术是从比特币系统当中独立出来的底层构架，从架构模型上来说，它就是一套分布式的账本，所谓账本，自然就是用来记账的。

在区块链技术当中，要想生成记账记录，就要有资金的交易和流动，所以最开始的区块链技术上，都有其主网所对应的加密货币作为流通物品，加密货币在区块链主网的各个账户之间的流通交易记录都会被记录在主网上。

与其他的交易记录数据库不同的是，区块链技术主网上的交易记录会被记录在主网中所有的区块区块节点（即所有的数据区块）上，这也就是所谓的去中心化原理，也就是说在区块链技术上，是没有一个中心数据库来保存所有记录的，链上每一个区块都拥有全链的交易数据，也就是说，每一个数据块，都是中心。

而区块链技术的另一个特性，就是不可篡改，因为在区块链上的每一笔交易都会被记录在链上所有的区块中，所以任何一个单独数据块都无法更改记录，即便你更改了，其他所有的数据块中也会记录真实数据，