基于區塊鏈的電子檔案信息安全防護研究

文/太原市熱力集團有限責任公司 郝睿

作為一種多技術結合的數據庫技術方法，區塊鏈技術采用分布式存儲方式，在密碼學算法、共識機制、點對點傳輸等信息化技術支持下，區塊鏈技術可實現一種無需信任、去中心化的分布式數據賬本，具備高可靠性、可追溯、防篡改、去中心化等特征。為保證區塊鏈技術服務于電子檔案信息安全防護，本文圍繞該課題開展具體研究。

一、區塊鏈在電子檔案信息安全防護中的優勢

（一）提升容災和恢復能力。隨著大數據時代的來臨，無法滿足海量數據檢索和存儲需要的傳統存儲模式將不斷被淘汰，應用區塊鏈技術的分布式存儲系統建設不斷推進。保存在中心節點的傳統分布式系統元數據很容易受到攻擊或故障威脅。作為檔案信息安全的基礎，元數據安全帶來的影響極為深遠，直接關系著檔案信息的完整性、真實性、長期可讀性。對于區塊鏈技術來說，數據量少但價值高的元數據與其有限的存儲較為契合，因此可以在分布式存儲系統中引入區塊鏈技術，在區塊中保存檔案元數據并鏈接成鏈。基于各分布節點冗余區塊鏈存儲，共同維護、相互驗證的各節點即可有效保障元數據的可用性和可靠性。如出現存在問題的中心節點，區塊鏈技術即可用于元數據恢復，電子檔案信息的安全、穩定存儲可由此實現，檔案信息資源的利用基礎也能夠有效夯實。

（二）有效保護邊緣設備。在區塊鏈技術的應用中，各分布式節點可在共識機制支持下達成共識，整個網絡系統在認可鏈上的操作及內容后，才能夠最終被區塊鏈承認，否則將受到網絡總體力量抵抗。在大數據時代，為存儲和檢索海量檔案數據，分布式檔案系統的受關注程度不斷提升，但受限于成本等因素制約，安全防護薄弱的邊緣設備將因此出現，單點突破問題也可能隨之發生。如區塊鏈技術能夠引入分布式系統，邊緣設備保護可基于共識安全機制實現，安全防護薄弱節點的攻擊代價可由此大幅提升，惡意攻擊、操作的幾率可有效降低，電子檔案信息安全防護可獲得有力保障。

（三）信息多重加密保護。對于采用公鑰加密、哈希算法、數字簽名等多種密碼學技術的區塊鏈技術來說，其能夠服務于電子檔案信息的多重加密保護。電子檔案管理中的哈希算法應用可滿足數據的可驗證和不被篡改的安全需求。在哈希算法應用中，不同的哈希值可通過輸入任意長度的消息獲得，由于每一區塊均會負責前一區塊的哈希值存儲，哈希值可實現鏈上數據的相互驗證，實現篡改行為的根本抑制。數字簽名和公鑰密碼技術可用于電子檔案傳輸過程的身份驗證和加解密，檔案信息來源的可靠性可由此得到保障。

（四）遏制契約中的越權行為。區塊鏈技術在智能合約中屬于其核心技術，用戶可通過該技術對所需業務邏輯的計算機程序進行定義。智能合約在區塊鏈技術支持下能夠獲得可信執行環境，且這一過程無需獲得中心機構支持，計算機可在觸發條件達到后基于預設規則自動執行，公開透明的執行過程與合約內容無法進行單方面更改，具備更高的安全可靠性。在用戶、檔案機構間，智能合約可用于某些具體業務，任何一方均不會影響合約執行過程，客觀準確執行的合約可有效遏制越權行為，業務流轉中檔案數據的安全風險也能夠隨之降低。

二、區塊鏈在電子檔案信息安全防護中應用路徑

（一）明確電子檔案信息安全防護的目標和方向。為保證電子檔案信息安全防護能夠科學應用區塊鏈技術，必須結合區塊鏈技術中心，對現階段電子檔案信息管理、利用、數據準確率等需要進行分析，并實現對相關安全問題的準確把握。在細化分析的過程中，即可明確電子檔案信息安全防護方向，確定“短、中、長”期目標，以此科學細化目標，區塊鏈技術即可更好地服務于安全建設工作的高效開展。對于實際工作中出現的信息安全問題，必須針對性應用區塊鏈技術，以此強化電子檔案信息安全防護。

（二）建立健全檔案安全建設制度。為更好開展電子檔案信息的安全檢查和監督工作，必須基于區塊鏈技術制定檔案安全建設制度。科學制度直接關系著電子檔案信息安全防護水平，以此充分結合區塊鏈技術的特征、內涵、優勢作用等基礎，即可通過檢查、監督、評價、改進等方面的制度為電子檔案管理的區塊鏈技術應用提供保障，個人隱私、信息安全等方面的問題均可順利解決。檢查和監督工作必須在制度落實過程中重點開展，以此對區塊鏈技術的各環節應用開展系統化、立體化、全方位監督，電子檔案安全建設過程中區塊鏈技術的應用情況可得到全過程監控，技術應用中存在的問題可由此明確和有效處理，電子檔案信息安全防護可進一步強化。

（三）打造電子檔案安全建設系統。基于電子檔案信息安全防護需要，在應用區塊鏈技術的過程中，應同時應用互聯網技術、計算機技術、大數據技術、安全入侵檢測技術、防火墻技術，通過技術間的優勢互補實現電子檔案安全建設系統的搭載，該系統需要以隱私保護、信息安全等問題作為出發點，設置數據庫、功能模塊、資源共享平臺，實現電子檔案安全建設成效提升。系統建設過程需要深化電子檔案信息安全風險的診斷、評估、預測、預警、防控、處理，結合數據庫的更新實現對電子檔案中關鍵性數據的動態、實時挖掘，在實時反饋、動態跟蹤下，電子檔案的安全建設質量可在區塊鏈技術高效利用過程中提升，輔以針對性的信息過濾、訪問權限設置，電子檔案信息的安全性可進一步提升。在具體實踐中，可依托數據層、合約層、共識層、應用層、網絡層針對性開展電子檔案信息安全防護框架的建設，以此對電子檔案信息的全過程安全防護提供支持。數據層主要具備數據讀取與安全性保證、檔案數據存儲兩方面功能，具體功能實現需應用鏈式結構和基于區塊鏈技術的數據區塊，并通過哈希函數、數字簽名等密碼學技術實現數據讀取和安全性保證。網絡層負責各個網絡節點的信息交互和連接建立，涉及數據驗證、數據傳播、P2P組網等技術。共識層負責各類共識機制算法在檔案網絡節點中的封裝，去中心化的決策權能夠與舊檔案數據快速達成共識，誰來記錄數據交互由共識機制算法負責確定，系統的安全性和可靠性可由此更好得到保障，股份授權證明機制、權益證明機制、工作量證明機制等共識算法則屬于其中代表。合約層能夠實現可編程特性實現，基于圖靈完備的算法、腳本、智能合約，電子檔案體系的整體安全可信性即可更好得到保障。應用層負責系統利用功能封裝，對于需要讀取電子檔案數據的各節點，系統即可由此基于數據安全、操作權限、用戶身份等方面予以保護。

（四）優化電子檔案存儲與權限設置。電子檔案涉及信息較為多樣化，且對保密性、安全性的要求較高，為適應大數據時代各類信息的爆發式增長趨勢，在基于云計算、互聯網、大數據等深化發展探索中，必須關注涉及范圍不斷擴大的各類型電子檔案平臺，并重點關注隨之出現的多樣化安全問題，區塊鏈技術需要結合電子檔案管理現狀做到科學應用，智能手機、筆記本電腦等智能終端所具備的打破時空限制功能也需要充分利用，以此更為方便地進行信息數據的上傳、下載等操作，信息數據的智能化、動態化采集也不容忽視，電子檔案數據存儲環節可由此不斷優化完善，電子檔案信息能夠依托分布式數據庫高效、實時存儲，這一過程需關注區塊鏈訪問權限的科學設置，在私鑰和公鑰完成的基礎上，用戶方可對區塊鏈中的電子檔案信息數據進行訪問。私鑰指的是個人設置的訪問權，公鑰是對不同部門和單位設置的訪問權，以此系統全面了解區塊鏈中存儲的各方面數據，通過科學設置區塊鏈權限并優化數據存儲路徑，電子檔案信息安全防護即可更好得到保障。

（五）電子檔案去中心化與隱私保護。電子檔案信息數據可依托區塊鏈技術進行采集、處理、整理、存儲、應用等環節的優化，通過在區塊鏈中及時存儲電子檔案信息，公開的密鑰可選擇QR二維碼，相關人員可基于二維碼進行身份識別，在輸入相關信息后即可進行電子檔案信息查詢，相關信息可由此獲取，而結合去中心化的基礎，即可保證電子檔案信息安全。對于電子檔案涉及的個人隱私，隱私保護問題也需要在電子檔案信息安全防護中解決，因此區塊鏈技術需關注個人隱私保護。通過綜合應用多簽名技術、數據加密技術、區塊鏈技術，即可及時授權定義區塊鏈中存儲的各類檔案信息數據，授權權限的規范化設置可由此實現，管理人員需按照具體規定和規范化操作訪問區塊鏈中的檔案信息數據。此外，還需要關注區塊鏈實際情況，在隱私保護實踐中，做好多私鑰、單私鑰的科學設置，復雜時空下的多人授權、單人授權也不容忽視，同時在電子檔案的存儲、傳輸、驗證、利用等環節引入加密技術，通過對電子檔案信息數據來源的高效把控，傳輸過程中感染病毒、黑客攻擊帶來的影響即可降到最低，信息數據丟失、篡改、攔截等問題可由此規避，電子檔案信息數據安全系數提升、優質檔案服務提供、電子檔案的高效利用均可更好得到保障。

三、結語

本文涉及的明確電子檔案信息安全防護的目標和方向、建立健全檔案安全建設制度、打造電子檔案安全建設系統、優化電子檔案存儲與權限設置、電子檔案去中心化與隱私保護等內容，則提供了可行性較高的區塊鏈技術應用路徑。為更好地服務于電子檔案信息安全防護，密碼學技術失效、用戶密鑰管理不善、共識風險、應用環境不理想等挑戰的針對性應對需要得到重視。