基于區塊鏈技術的網絡安全應用技術研究

彭 鵬

（重慶信科設計有限公司，重慶 401121）

1 關于區塊鏈技術及網絡安全應用技術的概述

1.1 區塊鏈技術的基本介紹

區塊鏈指的是在對等的網絡環境下構造的塊鏈式數據結構，具有一定的可追溯性，能夠防止不法人員偽造和篡改[1]。區塊鏈技術由相互關聯的數據信息塊構成，屬于鏈式算法設計中的一類，通過利用區塊鏈算法設計可以有序地輸送和查驗數據信息。本質上看，區塊鏈是具有獨特管理方式的去中心化數據庫，能夠實現各個領域的共同協作，其中所包含的核心技術可以大致分為共識機制、網絡協議、隱私保護、加密算法、智能合約以及數據存儲。隨著各個模塊的不斷優化和創新，區塊鏈技術取得了更快的發展。

1.2 區塊鏈技術在網絡安全中的主要應用優勢

在網絡安全技術應用過程中，區塊鏈具有明顯的安全優勢。首先，區塊鏈技術能夠有效交換不被信任的網絡信息問題，在安全性方面提供了保障。其次，應用區塊鏈能夠保證網絡中的各個節點都能依照相應的規則開啟自我防護功能，對網絡安全問題起到了很好的抵御效果。再次，相較于其他同類型技術而言，區塊鏈技術能夠更好地適應網絡安全環境，實現與其他安全技術的兼容與對接，從而進一步促進網絡安全管理工作的開展。最后，區塊鏈技術通常具有極高的安全性，不會受外界某些因素的干擾，進一步提升了系統的獨立性。在用戶使用過程中，系統可以根據區塊鏈地區的分布式特點，建立起相應的程序系統來抵御攻擊，具有較強的安全優勢。

2 關于區塊鏈技術的特點及核心技術

2.1 關于區塊鏈技術的基本特點

第一，區塊鏈技術具有一定的開放性。作為系統的基本特性，區塊鏈除部分私人信息內容外，基本對外保持數據公開狀態，即大部分系統數據都可以由相應的端口途徑進行查詢。第二，數據鏈技術往往采用節點化的管理模式，具有一定的數據庫功能，能夠實現大量數據的共享傳輸。第三，區塊鏈技術的匿名性相對較強。在區塊鏈技術的應用過程中，為了提升數據信息的安全性，在一般的網絡交易環節中往往需要加密重要數據，而此時各節點之間通常表現為匿名狀態，體現了區塊鏈技術的匿名性。第四，區塊鏈安全機制的運行過程中，想要確保其他各類安全技術能夠更好地融入安全機制中，各個領域的網絡安全技術人員需要依照行業的根本特性來制定不同的網絡安全保障機制。在此類優勢的基礎上，區塊鏈技術技術的網絡兼容性得到了明顯提升，推動了網絡安全管理工作的開展。第五，區塊鏈技術具有一定的自治性，通過采用自治管理機制和分布式架構機制，確保區塊網絡中所有節點都能依照相應的規則要求來開啟自我防護功能，從而實現對外部攻擊的有效抵御。第六，區塊鏈技術的實際應用過程中，相關信息數據往往是不可隨意變動的，因此信息數據在經過系統存儲后具有極高的穩定性。

2.2 關于區塊鏈技術的主要核心技術分析

2.2.1 跨鏈技術的內容介紹

由于在區塊鏈技術的應用過程中，各個鏈區網絡之間具有一定的異構化，使得網絡之間相對比較獨立，很難實現數據信息的高效聯通。隨著區塊鏈網絡之間協作難度的逐漸提升，區塊鏈的發展受到了嚴重限制，跨鏈技術的出現和應用，能夠妥善解決這一問題。所謂跨鏈技術，可以理解為一類協議，能夠合理調整各個鏈接功能狀態及資產情況，加強不同鏈之間數據信息的交換傳遞及轉移工作。總的來看，跨鏈技術的科學應用能夠有效增強區塊鏈網絡的擴展能力，從根本上解決了各個區塊鏈之間的交易阻礙問題。

2.2.2 加密算法的內容介紹

區塊鏈技術的實際應用過程中，通常需要用到以下兩類密碼學算法。一類是非對稱加密算法，該類算法在解密及加密過程中所采用的密匙并不相同，即同時存在私有密匙和公開密匙。一般情況下，某一方在信息交換過程中進行加密后，需要由另一方的公匙或私匙來解密，常常應用于數字簽名和重要數據的加密過程中。另一類是哈希算法，該類算法具有較高的準確性和高效性，能夠將較長的字符串轉化為固定長度的字符串，其應用能夠有效提升區塊鏈系統的安全性，常被應用于交易確認環節和區塊的構建過程。

2.2.3 分片部分的內容介紹

分片技術主要通過分塊管理數據庫有效提升系統的性能，從而進一步達到擴容的效果。通過在區塊鏈網絡中運用分片技術能夠合理分攤任務，形成一定數量可以并行存在的小型任務，并由自由專門的節點進行操作。在實際交易過程中，利用多個網絡設備分片處理網絡能夠有效提升交易處理的數量和效率，給整個交易過程帶來極大的便利。

3 網絡安全問題的基本現狀分析

3.1 數據傳輸過程中存在的安全問題

網絡運行過程中，數據傳輸是所有任務中的最后一步，一旦遭到惡意攻擊，將極易導致數據信息被竊取或惡意篡改[2]。通常情況下，黑客攻擊行為往往發生在數據傳輸過程中，通過攔截相關數據非法入侵用戶電腦，從而導致用戶信息被竊取，給用戶帶來極大的損害，甚至可能引發更加嚴重的問題。同時，傳統網絡安全技術通常采用信任加密技術及相應的邊界防護模式，存在極大的漏洞，對于大部分網絡攻擊無法及時做出準確判斷，極易導致重要系統遭受外界攻擊帶來不必要的損失問題。對于數據傳輸安全問題，技術人員應積極加強相關安全技術的研發和創新，建立起科學可靠的安全防御機制，從而為用戶數據安全提供更多的保障。

3.2 網絡連接過程中存在的安全問題

網絡連接過程中，常見的安全問題主要表現為系統提示網絡發生錯誤或網絡連接失敗等形式。此類問題的出現，大部分是由于網絡設備連接過程中遭受了人為破壞，導致站點交匯出現問題而出現網絡卡頓和中斷等。網絡連接問題的出現將導致系統網絡無法正常運行，甚至會導致系統出現部分數據丟失的現象，從而給用戶帶來較差的使用體驗，造成不必要的損失。此外，由于部分系統功能設置存在漏洞，導致計算機使用存在較大的風險問題，甚至一度出現系統大面積癱瘓的問題，給用戶帶來嚴重的網絡安全威脅。因此，相關技術人員需要重視網絡安全問題，全力提高網絡運行環境的穩定性，為廣大用戶帶來更高質量的網絡服務。

3.3 各個節點應用過程中存在的安全問題

隨著網絡信息技術水平的不斷提升，各類無線傳感器網絡相繼得到了廣泛的應用和發展，在此過程中，網絡節點的數目日漸龐大。由于各個網絡節點的分布范圍極廣且數量極多，往往很難得到統一的調整和配置，因此在網絡運行過程中，節點部分常常會出現不同的細節問題，如新舊節點交接過程受到阻礙和某個節點遭受惡意物理攻擊等問題。目前來看，雖然技術人員積極展開了網絡安全管理工作，但整體效果并不理想，網絡安全問題仍待進一步給予解決。

4 基于區塊鏈技術的網絡安全應用技術優化策略

4.1 提高網絡通信安全系數

通信網絡系統中合理應用區塊鏈技術能夠提升通信過程的可靠性[3]。首先，通過利用區塊鏈技術能夠幫助系統快速完成對各個數據的排序及發送，確保數據能夠迅速準確地到達其對應的節點位置，從而有效提升信息傳輸過程的可靠性。其次，由于區塊鏈系統具有一定的中心化性質，當系統中某個節點遭受攻擊、發生故障以及出現其他問題時，整個系統依然能夠處于穩定運行狀態，而其他節點仍舊可以進行數據傳輸工作。最后，當外界病毒對部分區塊鏈系統發動攻擊后，可以通過相應的協議確保數據傳輸工作照舊進行。科學利用區塊鏈技術能夠從根本上提升通信系統的安全系數，逐步實現由中心認證機制向區塊鏈共識機制的轉換。從理論上來看，應用區塊鏈節點共識機制能夠直接回避相應的信任平臺，并在通過節點認證的情況下完成數據的寫入和記錄，極大程度上提升網絡攻擊的難度，從而有效降低網絡惡意攻擊的概率，具有較高的應用價值。

4.2 加強網絡資產安全管理

區塊鏈系統中，網絡資產管理通常分為兩大模塊。一是針對無形資產的管理。利用區塊鏈技術不可隨意更改的基本特性，它能夠實時監管和控制各個領域，包括福彩管理和知識產權等內容，從而為數據的穩定性和唯一性提供保障。二是針對有形資產的管理。通過有機結合物聯網技術和區塊鏈技術，完成對有形資產的標注和管理。該類管理方式具有較強的可控性和可靠性，因此可在車輛和房產等資產管理過程中得到充分的應用。利用區塊鏈技術能實時監控物流流通過程，并全面記錄和分析產品的來源和去向，從而有效實現產業的公開化和透明化，為消費者的權益提供安全保障[4]。

4.3 保證網絡數據完整性

完整的網絡數據是確保網絡系統能夠穩定持續運行的重要前提。以往的網絡數據保護工作中，技術人員基本都是采用邊界防護系統，通過確定信任對象并加密相關數據，進一步提升數據應用的安全系數。此類方法雖然能夠在一定程度上躲避外界的惡意攻擊，但在實際應用過程中仍存在較大的缺陷。相較于傳統網絡安全保護技術，在區塊鏈技術的支持下，網絡安全應用技術能夠達到脫離信任對象和加密技術的狀態，并通過共識機制和反向連接數據為網絡數據安全提供保障。此外，在網絡安全防護過程中利用區塊鏈技術能夠全面監控系統內部數據。在此過程中，網絡數據可以不再依賴于邊界防護系統，相關的虛假數據也能及時得到識別和刪除，從而為數據信息的完整性提供保證。合理應用帶有時間戳的鏈式區塊結構，能存儲網絡數據。鏈式區塊結構的應用過程中，通過適當調整數據記錄時間維度，可以有效提升數據的可追溯性和可驗證性。而當某個區塊中的部分信息被更改時，將會引起一系列的區塊數據變化，也會大幅提升篡改數據的整體難度。

4.4 隔離保護邊緣計算設備

一般情況下，邊緣計算網絡環境及相關的網絡體系具有一定的復雜性，若不及時采取針對性防護措施，邊緣設備極易遭受攻擊，并對內部網絡構成威脅[5]。在此過程中，想要對邊緣計算設備展開有效的保護，往往需要增設一定數量的網絡隔離設備，而這將給整個系統帶來極大的工作量且需要巨額的成本。同時，某些邊緣計算設備中并未安裝身份認證機制，使得網絡攻擊者可以隨意對其進行入侵，從而導致系統網絡出現癱瘓問題，給用戶的正常工作生活帶來困擾。科學利用區塊鏈技術，能夠有效解決以上各類問題，通過向不同的設備終端發送相應的數字證書，來實現對數據權限及功能權限的合理控制，從而為邊緣計算設備提供安全和穩定的運算存儲環境。此外，利用區塊鏈技術還能為邊緣設備提供有針對性的身份認證體系，進一步提升網絡系統數據傳輸過程的安全性。

5 結 論

綜上所述，區塊鏈技術的應用和發展在一定程度上提高了網絡環境的安全性，有效填補了以往網絡安全技術應用過程中存在的技術漏洞，有效保護了用戶隱私。但目前來看，區塊鏈技術在穩定性和經濟性等方面仍處于初級發展水平，需要相關技術人員不斷推進技術研發創新工作，從根本上加快推進區塊鏈技術的優化升級，為網絡安全應用技術的發展創造更好的條件，從而進一步保證廣大網絡用戶的數據安全，為其個人權益提供保障。