现（xiàn）阶段（duàn），虽然区（qū）块链的行业生态已初步成形，但区块链技术（shù）仍面临诸多技术瓶颈，具（jù）体表现在体系架构、共（gòng）识机（jī）制、互操作性、系统（tǒng）安全等多个方（fāng）面。因此，必须对区块（kuài）链（liàn）关（guān）键技术给予高（gāo）度（dù）重视，并集（jí）多方力量突破技术（shù）瓶颈，从而为区块链应用的全方面落地扫清障碍。

2.1共（gòng）识（shí）机制

共识机制是区块链系统能够稳（wěn）定、可靠运行的核心（xīn）关键技术。不同（tóng）于传统的中心化系统，区块链系统（tǒng）中所有网络（luò）节点是自由（yóu）参与（yǔ）、自主维护（hù）的，不存在一（yī）个（gè）可信的中心（xīn）节点承担网络（luò）维护、数据存储等任（rèn）务。因此，如何使众多地（dì）理位置分（fèn）散（sàn）、信任关系薄弱的区（qū）块链节点（diǎn）维持一致性的可信数据（jù）副（fù）本（běn），并实现系（xì）统（tǒng）稳定运行，是区块（kuài）链共识（shí）机制必（bì）须解决的难题。

共识机制的主要（yào）功能是（shì）解决两个基本问题：

（1）谁有权写入数据。区块链（liàn）系统中，每一个骨干网络节点都将各（gè）自独立维（wéi）护一份区块链（liàn）账本（即区块链（liàn）系统中的（de）数据（jù）库）。为了避（bì）免不同的（de）区（qū）块（kuài）链账本出现数据混乱的问（wèn）题，必须（xū）要设计公（gōng）平（píng）的挑选机制，每次只挑选（xuǎn）一个网络（luò）节点负责写入数据；

（2）其他人如（rú）何同步数据。当被挑选（xuǎn）的网络节点写入数据（jù）后，其他网络节点必须能（néng）够准确及时的同步这些（xiē）数据。为了避（bì）免（miǎn）网络中出（chū）现（xiàn）伪造、篡改新增（zēng）数据（jù）的情况（kuàng），必须设计可靠（kào）的验证机制，使所有网络节点能够快速验证接收到（dào）的数据（jù）是由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（liàn）分布式网络（luò）中（zhōng）的（de）节点就可以自发的建立一致性的可信数据副本。首先，每隔（gé）一定（dìng）时间（jiān），经过共（gòng）识机制（zhì）挑选的节点（diǎn）将挑选待入库的（de）交易，构造最（zuì）小的区块链数据存储结构“区块”，然后将区块数据广播到区（qū）块链（liàn）网（wǎng）络（luò）。其次，全网所有节点将对接收到（dào）的区块数据进行（háng）检测，根据共识（shí）机制判断区块（kuài）数据是否是由合（hé）法的授权（quán）节点发布。如（rú）果区块（kuài）数据满足共识机（jī）制和其（qí）他格式需求，将（jiāng）会被节点追加在各自维护的（de）区块链账（zhàng）本中，完成一次数据同步。通过重（chóng）复这两项过程，区块链账本就可（kě）以稳定、可靠的实现更（gèng）新和同步（bù），避免（miǎn）数据（jù）混乱、数据伪（wěi）造等（děng）问题。

共识机制是区块链（liàn）的核心技术，与区块链系统的安全性（xìng）、可扩展性、性能效（xiào）率、资源消耗密切相关（guān）。迄今（jīn）为止（zhǐ），研究者已经在共识相关领域做了大量研究工作，提出了众多不（bú）同的共识机制。从如何选取记账节点（diǎn）的（de）角度，现有的（de）区块（kuài）链（liàn）共识（shí）机制可（kě）以分为选举类（lèi）、证明类、随机类、联盟类和混合类共5种类型：

选举类共识（shí）是指矿工节点（diǎn）在每（měi）一轮共识过程中通（tōng）过“投票选举”的方式选（xuǎn）出当前轮次的（de）记账节点，首先获得半数以（yǐ）上选票的矿工节点（diǎn）将会获（huò）得记账权。例如PBFT、Paxos和Raft等（děng）。PBFT共识机制效率高（gāo），支持（chí）秒（miǎo）级出块，而且支持（chí）强监（jiān）管节点参（cān）与，具备权限分级能力，在安全性、一致性、可用性方面有较强优势。然（rán）而，在PBFT系统，一旦有（yǒu）1/3或以上（shàng）记账人停止工作，系统（tǒng）将无法（fǎ）提供服务，当有1/3或以上记账人联合作恶，且其他所有的记账人被恰好分（fèn）割（gē）为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统（tǒng）出现分叉。

证（zhèng）明类共（gòng）识被称为“Proof of X”类（lèi）共识，即矿（kuàng）工节点在每一轮共识过（guò）程中必须证（zhèng）明自（zì）己具有某种特定的（de）能力，证明（míng）方式通常是竞争性地完成某项难（nán）以解（jiě）决但易（yì）于（yú）验证的任（rèn）务，在竞（jìng）争（zhēng）中（zhōng）胜出的矿（kuàng）工节点将获得记账权。例（lì）如PoW和PoS共识算法等。PoW（工（gōng）作量（liàng）证明机制）的核心思想是通（tōng）过分布式节（jiē）点（diǎn）的算力竞（jìng）争来（lái）保证（zhèng）数据的一致（zhì）性（xìng）和共识的安（ān）全（quán）性。PoS（权益证明机（jī）制）的目的是解决PoW中资源浪费的问题。PoS是由具有最高权益的（de）节点获得新（xīn）区块的记账权和（hé）收益奖励（lì），不（bú）需要进行大量的算力竞赛。PoS一定（dìng）程度上解决了（le）PoW算（suàn）力浪费（fèi）的问题，但是PoS共识机（jī）制导致拥有权益的参与者可以持币获得利息，容易产生垄（lǒng）断。

随机类共识是指矿工节点根据某（mǒu）种随机方式直接确定（dìng）每一轮的记账节点（diǎn），例如Algorand和PoET共识算法等。Algorand共识（shí）是为了解决PoW共识协议存（cún）在的（de）算力浪费、扩展性弱（ruò）、易分（fèn）叉、确认时间长（zhǎng）等不足。Algorand共识的优点（diǎn）包（bāo）括：能耗低，不管（guǎn）系统中（zhōng）有多用户，大约每1500名用户中只（zhī）有1名会被系统随机（jī）挑中执行长达（dá）几（jǐ）秒（miǎo）钟的计算；民（mín）主（zhǔ）化（huà），不（bú）会出现类似（sì）比特币区块链系统的“矿工”群体；出现分叉的概（gài）率低于10-18。

联盟类共识是（shì）指矿工节（jiē）点基于某种特定方式首（shǒu）先选举出一组代表（biǎo）节（jiē）点，而（ér）后由代表（biǎo）节点以轮流或者选举（jǔ）的方式依次取得记（jì）账权。这是（shì）一种以“代议制”为（wéi）特点的共识算（suàn）法（fǎ），例如DPoS等。DPoS不仅（jǐn）能够很好（hǎo）地解决PoW浪（làng）费能源（yuán）和联合挖矿（kuàng）对系统（tǒng）的去（qù）中心化构成威（wēi）胁的问题，也能够弥（mí）补PoS中拥有记账权益的（de）参与者未必希望参与记账的缺点。

混合（hé）类（lèi）共识是指矿工节（jiē）点采取（qǔ）多种共识算（suàn）法（fǎ）的混合体来（lái）选择（zé）记账节点，例如PoW+PoS混（hún）合共识、DPoS+BFT共识等。通过结合多种共识算法，能够取长补短，解决（jué）单（dān）一共识机制存在（zài）的能源消耗与安全风险（xiǎn）问题。

当前现有的共识机制很难做到性（xìng）能和扩展（zhǎn）性的（de）平衡。比特币、以太（tài）坊等（děng）公有链使用的共（gòng）识（shí）机制（如PoW，PoS等（děng））虽（suī）然支（zhī）持大规模节点网络，但共识性能较低，如比特币（bì）的TPS（每秒处理的（de）交易数）大约只有（yǒu）7。而以Fabric为（wéi）首（shǒu）的联（lián）盟链共识机制（如（rú）PBFT等）虽然有较高（gāo）的TPS，如PBFT的TPS能达到1000，但这些共（gòng）识算法的扩展性较差（chà），只支持小规模的网络，当节点数（shù）量过多时共识机制（zhì）就（jiù）会崩溃，且很多联盟链共（gòng）识算（suàn）法的共识节点（diǎn）是预置的，不支（zhī）持节点的动态（tài）加入与退出。目前（qián）区（qū）块（kuài）链系统的（de）共识效率仍（réng）是区块链（liàn）技术的瓶颈（jǐng）之一，在一定（dìng）程度上（shàng）限制着区（qū）块链技术（shù）的发展和相关应用的落地。未来区块链共识算法（fǎ）的研（yán）究方向将主要侧重（chóng）于共识机制的性能提升、扩展性（xìng）提（tí）升、安全性提升和新型（xíng）区块链架构下的共（gòng）识创新（xīn）。

2.2互（hù）操（cāo）作性

区（qū）块链技术已经渗透至（zhì）金融（róng）、供应（yīng）链等不（bú）同的（de）行业与场景，有（yǒu）效打破了同一场景下不同参与方间的价值孤（gū）岛。但现阶段价值难以（yǐ）在不同行业、不同（tóng）场景之间流动。这使得不同区块（kuài）链的参与方成为了一个（gè）个封闭的小团体，这显然不利于价（jià）值的社会化（huà）流通。因而，实现区块链的（de）互操作性势在必行。目（mù）前，区块链的互操作性主要（yào）通（tōng）过跨链技术实现。依据具体的（de）技（jì）术路线，跨（kuà）链（liàn）技术可分为公证人技术、侧链（liàn）技（jì）术、原子交换技术（shù）以及分布式（shì）私钥（yào）控制技术四类。

（1）公证人技术

在公（gōng）证人技术中，交易参（cān）与（yǔ）方事先（xiān）选（xuǎn）择（zé）一组可信的（de）公证人（rén），以确保交易的有效执行。由Ripple公（gōng）司提出的InterLedger协议，是公（gōng）证人技术的一（yī）个典型案（àn）例。InterLedger实现了跨区块链转账（zhàng），在（zài）A链发送方在向（xiàng）B链接（jiē）收方转（zhuǎn）账前，需找到一（yī）组连（lián）接者(Connectors)，由连接者逐跳（tiào）地（dì）把（bǎ）资金发送至接收方。各连接（jiē）者（zhě）需指（zhǐ）定一组公证（zhèng）人(notaries)，由公证人监督这（zhè）一组交易（yì）的有效性。

公证人（rén）技术的主要问题在于需要信（xìn）任特定的（de）公证（zhèng）人群体，这违背（bèi）了区（qū）块链去中心化的（de）设计初衷，并引入一定（dìng）的安全性隐（yǐn）患。

（2）侧链（liàn）技术（shù）

借助（zhù）侧链技术（shù），一条区块（kuài）链可以读取并验证其他（tā）区块（kuài）链的事件（jiàn）和状（zhuàng）态。目前，侧链技术（shù）可分为一对（duì）一侧链（liàn）和星（xīng）形侧链两大类（lèi）。一对（duì）一侧链技术包括以btc Relay、RSK为代表的（de）新型（xíng）区块链。此类区（qū）块链能够和一条已有的区块（kuài）链（如比特币）交（jiāo）互，主要目（mù）的是实现已有区块链的功能拓展。而星形侧链技术（shù）主（zhǔ）要包括以Polkadot、Cosmos为代表的跨链基础设施（shī），其通过构（gòu）建（jiàn）一条新区块链连接多条其他区（qū）块链（liàn），进而形成一（yī）个星形拓扑结构，实现不同区块链间的价值与（yǔ）信息流通。

（3）原子交换

原子交换的（de）基本思想是，当位于两条链上的双方互换资（zī）产时，交易（yì）双方通过智能合约等技术，维护一个相互制约的（de）触发器(trigger)以保证资产（chǎn）交换的（de）原子（zǐ）性。即A与B之间的资产交换或者同时发生，或者同（tóng）时不发生，而不会发生（shēng）A向B转账完成，而B未向A转账的情况。

此类跨（kuà）链（liàn）方案的典（diǎn）型案例是Blocknet。在原子交（jiāo）换（huàn）的基础上（shàng），Blocknet增加（jiā）了订单匹（pǐ）配、交易撮合等功能，以实现去中心（xīn）化跨链货币兑换。然而，原子交换技术（shù）的应用范（fàn）围较（jiào）为狭窄（zhǎi），仅（jǐn）限于跨链（liàn）转账（zhàng）领（lǐng）域，无法满足其（qí）他跨（kuà）链需求。

（4）分布式私钥（yào）控制技术

分布式私钥控制（zhì）技术旨在通过分布式私（sī）钥生成与控制技术，将各种数字资产映射到一条新的区块链上，从（cóng）而在同一（yī）条区块链上（shàng）实现不（bú）同数字资产的自由（yóu）交换。

Fusion是分布式私钥控制技术的代表性项目。其核心思想将各条区块链（liàn）上的数（shù）字资产映射到（dào）Fusion构建（jiàn）的（de）公共区块链上。简（jiǎn）单来说，就像不（bú）同区块链用户将（jiāng）数字资产（chǎn）存入“银（yín）行”，银行内的数字资产可以进行自（zì）由的流通与（yǔ）兑换，并（bìng）实（shí）时更新（xīn）用（yòng）户账户余（yú）额，用户从“银行”提（tí）款时以最后（hòu）的账户余（yú）额为准（zhǔn）。

分布式（shì）私钥控（kòng）制技术与（yǔ）原（yuán）子交换技术类似（sì），仅能完成跨链资产转移，尚不能进行（háng）更（gèng）复杂的跨链互操（cāo）作（zuò）。如果后续无法对其（qí）功能完成进一步的拓（tuò）展，那么分（fèn）布式私钥控制技术的应（yīng）用范围将远（yuǎn）达不到预（yù）期的效果。

可以看到，已有（yǒu）区块链互操作性方案存（cún）在（zài）明显不足。首先（xiān），应（yīng）用（yòng）范围窄。例（lì）如，BTC Relay只能完成比特（tè）币到（dào）以太坊的单向操作，而InterLedger和Fusion等仅能完成跨链转账，无法进行其他类型的操作。其次，兼容性差。例如，Cosmos等（děng）系统仅支持结构相同区块（kuài）链的互联互通（tōng）。总之，现有各种跨链与（yǔ）互操作性（xìng）方案仍（réng）处在起步阶段，距离实际应用还（hái）有很长一段距离。针（zhēn）对（duì）此类问题进行优化，也是（shì）区（qū）块链互操作性的未（wèi）来（lái）演（yǎn）进方向。此外，区块链（liàn）的（de）互操（cāo）作（zuò）性研（yán）究（jiū）直接关系（xì）到区（qū）块链通信的（de）接口标准。然而，目前最（zuì）具影响力的跨（kuà）链方案均由国外（wài）的企（qǐ）业和（hé）研究机构提出（chū）。相（xiàng）关实体在设计跨链方案时，首先考虑的将是自身经济利益。因此，我（wǒ）国应（yīng）尽快（kuài）推动区块（kuài）链互操作（zuò）性研究，积（jī）极参与（yǔ）跨链（liàn）标准的制定，从而为国内的（de）区块链产业（yè）争（zhēng）取（qǔ）更（gèng）多话（huà）语权。

2.3安全性

目前（qián），区（qū）块链技术已（yǐ）在（zài）金融、政务（wù）甚至国防（fáng）领域获得初步（bù）应用。这些场景对安全性的要求极高，然而很多区块链均发生（shēng）过严重的安全（quán）问题（tí）。截至2018年4月，区块链已发生超过200起（qǐ）重大（dà）安全事件，造成（chéng）的经（jīng）济损失已超过36亿美元。因此，对区块（kuài）链安全（quán）性的研究势在必行。

现（xiàn）阶段，业界侧重于从（cóng）不同角度提（tí）出针（zhēn）对（duì）区块链系统的攻防措（cuò）施，进而对区块链安（ān）全性（xìng）进行全方位探索。研究表明，任（rèn）何（hé）违反区块链安全性的行（háng）为（wéi），都可以归结为从算法安（ān）全、协（xié）议（yì）安全、实现安全、使用安全和（hé）系统安全等五（wǔ）个层（céng）面进行的破坏、更（gèng）改（gǎi）和泄露。

（1）算（suàn）法安（ān）全（quán）

算法安（ān）全（quán）通常是指密（mì）码（mǎ）算法安全，既包括（kuò）用（yòng）于检验交易（yì）的哈希算法、签名算法，也（yě）包括用于某些智能合约中的（de）复（fù）杂密码算法。

一般（bān）来说多数区块链中使（shǐ）用的（de）通用标准（zhǔn）密（mì）码算法在目前（qián）是安全的，但是这些算法从间接和未来看也存在安（ān）全隐患。首先从间接来看，SHA256算（suàn）法（fǎ）对应（yīng）的ASIC矿机（jī）以及矿池的出（chū）现，打破了（le）原（yuán）有“一CPU一票”的理（lǐ）念，使得全网（wǎng）节点（diǎn）减少，权（quán）力日趋集中，51％攻击难度变小，对（duì）应的区块链系统受到安全性（xìng）威胁（xié）。其次（cì）从（cóng）未来发（fā）展看（kàn），随着（zhe）量子计算的兴起，实用的密码体（tǐ）制均存在被攻破的威（wēi）胁。

此外（wài），对于新（xīn）型（xíng）密（mì）码（mǎ），由于其没有经过足够的（de）时间检验和充分（fèn）的攻防考验，其（qí）在实际应用中更容易成（chéng）为短板。比（bǐ）如麻省理工学院（yuàn）发现新兴区块链（liàn）IOTA的哈希（xī）算法中存（cún）在（zài）致命漏（lòu）洞，使得IOTA团（tuán）队（duì）紧急更（gèng）换算法（fǎ）。某些未经检验的随机数生（shēng）成器（qì）也可能（néng）存在（zài）漏洞，利用生日（rì）攻击会产生相同随机数，进而威（wēi）胁区（qū）块链安全。

为了防止ASIC过度使用造成（chéng）区块链中心（xīn）化问题，设计不利于并（bìng）行（háng）计（jì）算的哈希算法势（shì）在必行。目（mù）前，莱特币的（de）scrypt算法和暗黑币X11算（suàn）法均从增加内存（cún）消耗方面（miàn）提高了ASIC开发难度。为防范（fàn）量子计算威胁，传（chuán）统密码算法（fǎ）需要尽早替换为（wéi）抗量子密（mì）码算法，目（mù）前业（yè）界已提出了基于格（gé）上（shàng）困难问（wèn）题的（de）密码算法和基于纠错码的密码（mǎ）算法等。为了防（fáng）范不成熟密码造成的安全漏洞，必须对于未经（jīng）验证的密码算法谨慎（shèn）使用。另外随机数生成器也必须从伪随机向（xiàng）真随机过渡，如采用基于混沌（dùn）的随机数发生器129J和基于量子的随机数发生（shēng）器等。

（2）协议安全

协议是（shì）通信双方为（wéi）了实现通信而设计的（de）约定（dìng）或通话规（guī）则，包括网络层面的通信协（xié）议和上（shàng）层的区块链共识协议。

协议安全在网络层面表现为P2P协议（yì）设计安（ān）全。攻击者利用网（wǎng）络协（xié）议漏洞（dòng）可以进行日蚀攻击(Eclipse Attack)和路由攻击(Routing Attack)。攻（gōng）击（jī）者利用网络节点的连接数（shù）限制可（kě）以（yǐ）用日蚀攻击将节点从（cóng）主网中隔离，而路由（yóu）攻击则是通过控制路由基础设施（shī）将区块链网络分（fèn）区（qū）而进行的攻击。攻击者还（hái）可（kě）以发起DDoS攻击，目前对于DDoS攻击只能依靠收取交易费和浪（làng）费（fèi）算力来控制。

协议（yì）安全（quán）在区块链（liàn）共（gòng）识层面表（biǎo）现为共识协议安全（quán）。首先各类共识协议均有容（róng）错能力限制，如PoW存在（zài）51％算力攻击，PoS存在51％币天攻击，而（ér）DPoS还存在着中（zhōng）心（xīn）化（huà）风险。其次，共（gòng）识协议容易受到外（wài）部攻击影响。例如，针对（duì）PoW共识已出现了自私挖矿(Selfish Mining)和（hé）顽固挖矿(Stubborn Minging)等多（duō）种（zhǒng）攻击（jī）。自私挖矿可以使攻击者获得多出自身算力占比的收益；而顽固挖矿是对自私挖（wā）矿的拓（tuò）展，可以使攻击者收益率（lǜ）比自（zì）私挖（wā）矿提高13.94%。PoS共（gòng）识则存在“无利害关系(Nothing at Stake)”问题，即区块链（liàn）发生分叉时（shí），矿工可能（néng）会（huì）在多（duō）个（gè）分叉（chā）上同时下注，以谋取不当利益。

针对协议安全性问题，为防止网络（luò）层面的攻击（jī），需要开发者谨慎选择区块链的网（wǎng）络（luò）协议。而为了防止区块链（liàn）共（gòng）识层面（miàn）的攻击，则需设计适当的（de）激励与惩罚措施，从（cóng）而降低攻击者（zhě）获得的收益。

（3）实（shí）现安全（quán）

在区块链系统的实（shí）现（xiàn）过（guò）程中，程序员可能会有意或无意留下漏洞，从而导致区块（kuài）链的安全性受到损害。具（jù）体表现（xiàn）在以下两个方面。

首先，众多区块（kuài）链引入了图灵完备的智能合约机（jī）制（zhì）。用户可以利用智（zhì）能合约编写自动化程序，完（wán）成资（zī）产分（fèn）配等操作。然而，在编写智能合约时很可能会引入安全性漏洞。例如，某些合约（yuē）可能（néng）会错误地把资产发送到不受控的地址，或者（zhě）资产无限期锁死（sǐ），导致全网（wǎng）可用代币（bì）减少等。

其次，区块链的底层源码也可能存在（zài）整数溢出漏洞、短地址漏（lòu）洞和公（gōng）开函（hán）数漏洞（dòng）等各种漏洞。例如，比特（tè）币0.3.11之（zhī）前版本可以（yǐ）违（wéi）规（guī）生成大量比（bǐ）特币，而以太坊的短地址漏洞可以使交易者从交易所违规获得（dé）256倍甚（shèn）至更多的利益。

针（zhēn）对智能（néng）合约等程序（xù）在实现上的（de）安全问（wèn）题，业界已（yǐ）提出一系（xì）列（liè）的形式化验证（zhèng）和安全测试（shì）技（jì）术，从而在产品上线之前（qián）发现其可能存在（zài）的（de）漏洞。此外（wài），诸多（duō）区块（kuài）链的产品开发者已开始定期进（jìn）行代码审计，包括（kuò）交易安全审（shěn）查和访问控制审查等，从（cóng）而争取（qǔ）在攻击者发现漏洞之（zhī）前修复安全问题。

（4）使用安全

在区块链（liàn）中（zhōng），“使用安全（quán）”特指用（yòng）户私（sī）钥的安全。私钥代表（biǎo）了（le）用户的资产所有权，是资产安全的（de）前提。然而在（zài）传统的区块链中（zhōng），私（sī）钥均由用户自（zì）己（jǐ）生产并保（bǎo）管，没有（yǒu）第三方的参与，所以私钥一旦丢失或被盗，用（yòng）户就会遭（zāo）受资产损失（shī）。

在现实使用中，某些（xiē）交易平台会代（dài）替（tì）用（yòng）户管理私（sī）钥，但（dàn）是很多平台（tái）往往采用联网的“热钱包”管理私钥，一旦（dàn）“热钱包”被黑客破解，用（yòng）户的资产就（jiù）会（huì）被盗取。此外，由（yóu）于没有完（wán）善的（de）风险隔离（lí）措（cuò）施（shī）和（hé）人员监督机制（zhì），导致部分拥（yōng）有（yǒu）权限的员工利用监管机（jī）会盗取信息（xī）或代币。

针对（duì）使用（yòng）安全性（xìng）问题，用户需要更（gèng）加（jiā）谨慎保管（guǎn）私（sī）钥，尽量使用与网络（luò）隔离的冷钱包存（cún）储私钥。而交易平台需严（yán）格（gé）进行权限管理，谨慎开放服务器端口，定期进行安全监测，建立完（wán）善的应急处理措（cuò）施。

（5）系统安全

系（xì）统（tǒng）安全是一个整体性（xìng）概念，它受（shòu）到各级安（ān）全因素的共（gòng）同影响。攻击者（zhě）可以综（zōng）合运用网络攻击手段，对算法漏（lòu）洞、协议漏洞、使用漏洞、实现漏（lòu）洞、系（xì）统漏洞等（děng）各（gè）个方面综合利（lì）用，从而达成攻击目的。另外社会工程学攻击的引（yǐn）入也使区块链变（biàn）得更加脆弱。为此，业界需（xū）还（hái）要关注用户自身系统安全性（xìng），包括定期（qī）更新（xīn）补丁、启用设（shè）备防（fáng）火墙、禁用路由（yóu）器中不必要的组（zǔ）件等。

区块链技术已（yǐ）开始获得广泛应用。然（rán）而，现（xiàn）有区块链的（de）安（ān）全问题曾出不（bú）穷，因（yīn）此必（bì）须（xū）对安（ān）全性问题高度重视。目（mù）前对区块链（liàn）安全（quán）性的研究主要（yào）从“攻”与“防”两（liǎng）个角度进（jìn）行。业（yè）界分别从从算法、协议、实现、使用和系统等五个层面发现安全隐患，并（bìng）提出弥补措施。然而，现阶（jiē）段并从根（gēn）本上解决安全问题。因此在（zài）未（wèi）来，必须从区块链体系架构进行创新，从（cóng）本质（zhì）上找到（dào）单一漏（lòu）洞影响系统安（ān）全的原（yuán）因，得到应对区块链（liàn）安全问题的有效机制。

2.4隐私（sī）保护

随着（zhe）区块（kuài）链技术不断发展和广（guǎng）泛应（yīng）用，其面临（lín）的隐（yǐn）私泄露问（wèn）题越来越突出，必须得到研究（jiū）人员（yuán）和工（gōng）业界开发人员的充分重（chóng）视。相对于传（chuán）统的（de）中心化存储架构，区块（kuài）链机制不依（yī）赖特定中心（xīn）节点处理和存储（chǔ）数据，因（yīn）此能够避（bì）免集中（zhōng）式服务器单点崩溃（kuì）和数（shù）据（jù）泄露（lù）的风险（xiǎn）。但是为了在分布式系统中的各节点之（zhī）间达成（chéng）共（gòng）识，区（qū）块链中所有的（de）交易记（jì）录必须公开给所（suǒ）有节点（diǎn），这将显著增加隐私泄（xiè）露的风险。

然（rán）而，区（qū）块链本身分（fèn）布式的特点与传统IT架（jià）构存在显著区别（bié），很多传统的（de）隐（yǐn）私保护方案在区块链应用中不适用，因此分析（xī）区（qū）块（kuài）链隐私泄露缺（quē）陷、研究针对性的隐私保护方法（fǎ）具（jù）有重要（yào）意（yì）义。

根据保护隐私（sī）的对象分类，主（zhǔ）要可以分为3类：网络层（céng）隐私保护、交易层隐（yǐn）私保护和应用层的（de）隐私保护（hù）。网络层的隐（yǐn）私保护（hù），涵盖数据在（zài）网（wǎng）络中（zhōng）传输的过程，包括（kuò）区块（kuài）链节点设置（zhì）模式、节点通信机制、数据传输的协议机制等；交易层的隐私保护，包含（hán）区块链中数据（jù）产（chǎn）生、验证（zhèng）、存储和使用（yòng）的整个过（guò）程，交易层隐私保（bǎo）护（hù）的侧重点（diǎn）是满足区块（kuài）链基本（běn）共识机制和（hé）数据存储不变的条件下，尽可能隐藏数据信息和（hé）数据背后（hòu）的知（zhī）识，防止（zhǐ）攻击者通过分析区块（kuài）数据提取用户画像；应用层的隐私（sī）保（bǎo）护场景，包含（hán）区（qū）块链数据被外（wài）部应用使用的过程等，区块链被外（wài）部使用的过程存在泄露交易隐私（sī）和（hé）身份隐私的威胁，因此，应用层隐私保护的侧重点（diǎn）包括提升用户的安（ān）全意识、提（tí）高区块链服务商的安全防护水平，例如合（hé）理的公私钥保存、构建（jiàn）无漏（lòu）洞的区块（kuài）链服务等（děng）。

目前的公有链项（xiàng）目（mù）中，各参与方都能够获得完整数（shù）据备份（fèn），所有数据对于参与方来讲是透明的（de），任何人都可以在链上查询到上链数据（jù）。比特币项目只是通过隔断交易地址和地址持有人真（zhēn）实身（shēn）份（fèn）的关联，达（dá）到（dào）匿名效果，攻击者能够看到每一笔转账记录的发送（sòng）方（fāng）和接受方的地址，但无（wú）法（fǎ）对应到现（xiàn）实世界中的（de）具体某个（gè）人（rén）。尽管如此（cǐ），攻（gōng）击者仍可（kě）以（yǐ）通过多个层面的（de）攻击（jī）达到窃取隐私的目的，例如网络层、交（jiāo）易层和应用层发（fā）动（dòng）不同形式的攻击。对于联盟链而言，带有CA性质的监管（guǎn）角（jiǎo）色虽然可以保证接入（rù）节点的可信，但如（rú）果（guǒ）区块链（liàn）要承载更多的业务（wù），比如实际场景中登记实名资产、通过智（zhì）能合约实现具体（tǐ）借款合同的同时保（bǎo）证验证（zhèng）节点在不知晓具体合同信息的情况下如何执行（háng）合（hé）同（tóng）等等，基于密（mì）码学、零知识（shí）证明等技术的研究正在（zài）不断推（tuī）进，只有不断完善区块链（liàn）技术本身的（de）多层面隐私保护机制，才能让区（qū）块链实际赋能传统行业，发挥其既定（dìng）的优势。

2.5可监管性（xìng）

当（dāng）前（qián）以数字（zì）货币为（wéi）首的各（gè）类区块链应用发展迅（xùn）速，与此同时（shí），区块（kuài）链（liàn）中潜在的监管问题也逐渐（jiàn）显现。一方面，区块链数字货币为洗钱、勒索（suǒ）病毒等犯（fàn）罪活动提（tí）供了（le）一条安全稳定的资金渠道（dào），促进（jìn）了地（dì）下黑市的运行。以比特币为（wéi）例，著名的勒索病毒WannaCry通过比特币来实现对用户资产的勒索（suǒ），地下（xià）黑市网站“丝（sī）绸之路”利（lì）用（yòng）比（bǐ）特币进行非法买卖，很快受到了地下人（rén）群的追捧。另一方面，区块链（liàn）数字货币使（shǐ）跨（kuà）国（guó）境（jìng）的资金转移变得（dé）更为简单，将有可（kě）能损（sǔn）害各国（guó）的金融主（zhǔ）权，影响（xiǎng）金融市场的稳（wěn）定。与此同时，由于区（qū）块链去中心化（huà）、不可篡（cuàn）改等特性，使得（dé）区块链（liàn）常被用于敏感信息（xī）的存（cún）储与传播。有些（xiē）人将（jiāng）敏感有害（hài）信息保存在比特币（bì）和以（yǐ）太坊区块链的交易中，而这（zhè）些信息并不能从区（qū）块链中（zhōng）删除。同时，由于区块链的匿名性，监管方也不能通过这些敏感信息和涉及违法犯罪的交易的（de）发送方地址找到发（fā）送方的真实身份。此类事件严重危害国家安（ān）全和稳定，给网络监（jiān）管机构带来了（le）极（jí）大的挑（tiāo）战和威胁。

当前对（duì）公有链的监（jiān）管刚刚处于起步阶（jiē）段，研（yán）究方向不全面，研究技术也（yě）不成熟。然而，对公（gōng）有链（liàn）的监管需求又是十分必要（yào）且紧急的。因此，监（jiān）管成（chéng）为了（le）公有链领域急需解决的问题，也成为（wéi）了当前公（gōng）有链项目（mù）落地的（de）最大挑战。联盟链由于其自（zì）身（shēn）特点，使得联盟链能够很好的支持对节点（diǎn）和链（liàn）上数据的监管。因此，如何设计监管友（yǒu）好的联盟链基础架构，在保护隐（yǐn）私的前提下实现监管功（gōng）能，是（shì）联盟链监管中（zhōng）需要研究（jiū）的主要问题。任何（hé）技（jì）术的（de）发展都离不开（kāi）对技（jì）术本身的监管，我（wǒ）们需要加强对区块链监管的研究，只有这样才能够保证区块链行业的健康和可持（chí）续发展。