网络安全区块链的优点和缺点

区块链能否增强您的解决方案的安全性？用于保护数据、通信和整个系统的潜在区块链技术很有前景。然而，区块链的网络安全能力需要付出一定的代价。

在本文中，我们将仔细研究区块链安全的基础知识，并分析区块链对不同解决方案的网络安全可能产生的影响。我们还概述了已经将区块链用于网络安全的关键行业。

区块链技术基础

什么是区块链？

区块链是一个去中心化的账本，其中包含有关通过点对点网络执行的所有交易的数据。交易按时间记录并分组到反向链接的区块中，这些区块以加密方式保护并以链的形式组织。这些块中包含的交易数据是不可变的，被认为是可信和安全的。区块链技术允许所有区块链网络用户查看网络上任何人所做的任何交易。

区块链网络架构共有三种常见类型：

· 无需许可访问的公共架构——与不受信任的成员一起运行的网络，例如比特币和以太坊

· 具有许可访问权限的公共架构——仅与受信任成员打交道的网络，例如Ripple

· 具有许可访问权限的私有架构——仅对已定义社区的受信任成员开放的网络，例如Bankchain和FiberChain

根据Forrester的预测，许可区块链将是比无许可区块链更安全、更明智的选择，因为后者引发了太多合规问题。

区块链的关键要素

想要尝试使用区块链的公司可以构建自定义私有区块链或使用甚至部分自定义公共区块链网络以满足其特定需求。无论如何，他们将能够利用区块链在网络安全方面的关键优势，我们将在下面讨论。

区块链安全的基础

区块链本质上是分布式和可复制的。它使用参与者的共识和密码学的最新成果。因此，基于区块链的解决方案比非区块链系统更能抵御网络攻击。

区块链技术的安全性依赖于三个基本要素：

区块链网络安全的支柱

让我们仔细看看这些特征中的每一个：

· 机密性——区块链提供了广泛的功能来确保用户的匿名性。用户密钥是用户与其数据之间的唯一链接。但是，这些密钥也很容易匿名。一些网络还使用非交互式零知识证明（zk-SNARK、zk-STARK 等）来最大化用户的机密性。因此，在开放并为交易跟踪提供丰富机会的同时，区块链允许用户保持前所未有的匿名性。

· 数据完整性——区块链被设计为分类账，其中每个区块都使用加密哈希函数链接到附近的区块。因此，一旦交易记录在区块链上，就无法更改或删除。对已记录数据所做的任何更改都将作为新事务处理。

· 可用性——即使某些节点不可用，拥有大量节点也能确保区块链的弹性。由于网络中的每个节点都有一份分布式账本的副本，因此即使在节点受损的情况下，其他对等方也可以访问正确的区块链。

为了将所有这些特征添加到他们的软件产品中，组织将注意力转向基于区块链的解决方案。然而，区块链技术的技术复杂性引发了对其实施和可持续性的一些担忧。在下一节中，我们将概述使用区块链技术进行网络安全的主要优点和缺点。

使用区块链进行网络安全：利弊

虽然区块链作为一种网络安全措施具有丰富的潜力，但该技术也与一些风险相关。在决定使用该技术加强解决方案的安全性之前，让我们仔细看看您需要考虑的区块链的主要缺点：

使用区块链进行网络安全的缺点

可扩展性挑战——区块链网络有不同的限制，例如块容量和每秒处理的交易数量。因此，您需要检查要用作解决方案基础的区块链平台的可扩展性。 

对于比特币，这些限制目前是1 MB 数据和每秒最多 7 笔交易(TPS)。在以太坊网络上，区块生成限制为 7 到 15 TPS。然而，其他网络声称具有更高的交易能力。例如，Ontology 声称可以达到4,000 到 12,000 TPS，具体取决于环境，而 Futurepia 网络在实验室测试中可以达到 300,000 TPS。

依赖私钥——区块链依赖于私钥的使用：钱包自动生成的长随机数序列。私钥用于与区块链交互，与用户密码相反，无法恢复。如果用户丢失了他们的私钥，所有用它加密的数据很可能无法恢复。

适应性挑战——尽管区块链技术几乎可以应用于任何业务，但公司可能面临整合它的困难。例如，在供应链系统中使用这项技术是相当具有挑战性的，因为使用区块链重新实现供应链逻辑可能需要很多时间。区块链应用程序还可能需要完全替换现有系统，因此公司应在实施区块链技术之前考虑这一点。

网络攻击的风险——区块链技术大大降低了恶意干预的风险，但它仍然不是所有网络威胁的灵丹妙药。区块链也有它的弱点，比如节点通信（日蚀攻击）、共识机制（51%攻击）和代码漏洞。如果攻击者设法利用这些漏洞中的任何一个，它可能会危及整个系统的安全。

高运营和定制成本——区块链需要大量的计算能力和存储容量。与现有的非区块链系统相比，这可能会导致更高的边际成本。

区块链素养——尽管区块链解决方案越来越受欢迎，但仍然没有足够的合格区块链开发人员和密码学专家。区块链开发需要大量技能和不同技术、编程语言和工具的丰富知识。

缺乏治理——区块链技术的运营和使用，特别是分布式账本，在全球范围内没有得到很好的监管。包括马耳他和美国在内的许多国家已经制定或正在制定加密货币法规。美国的几个州也建立了规范区块链和智能合约的法律和商业使用的框架。

这些是您在决定实施该技术以提高产品的网络安全时需要考虑的主要区块链缺点。但是，可能的缺点的最终范围将根据您所经营的行业以及您希望借助区块链解决的其他任务而改变。

现在让我们仔细看看使用区块链进行网络安全的主要优势：

  使用区块链进行网络安全的好处

安全的数据存储和处理——区块链记录是不可变的，记录在区块链上的任何更改都是透明且不可删除的。因此，存储在区块链上的数据比传统的数字或纸质记录受到更好的保护。 

安全的数据传输——区块链可以实现快速、安全的数据和财务交易。智能合约等功能允许在多方之间自动执行协议。

无单点故障——无需许可的区块链系统是去中心化的，因此比传统系统更具弹性。单个节点的妥协不会影响整个区块链的运行或安全。这意味着即使在 DDoS 攻击的情况下，由于账本的多个副本，系统仍将正常运行。然而，私有区块链无法为您提供这种优势。

数据透明度和可追溯性——区块链上的所有交易都经过数字签名和时间戳，因此网络用户可以轻松追踪交易历史并在任何历史时刻跟踪账户。此功能还允许公司拥有有关资产或产品分布的有效信息。

用户机密性——区块链网络参与者的机密性很高，因为使用了对用户进行身份验证的公钥密码学。然而，一些基于区块链的初创公司更进一步，改进了这项技术。例如，Guardtime开发了无密钥签名基础设施 (KSI)，允许用户在不泄露密钥的情况下验证其签名有效性。

增加客户信任——区块链提供数据隐私和透明度，可以帮助企业获得客户的信任。此外，在当今的许多区块链网络中，数据所有者可以被授予对其个人数据的完全控制权，并决定谁可以访问它以及何时访问它。

下面让我们看看哪些行业可以在区块链技术的帮助下提高其产品的网络安全性。

网络安全的顶级区块链用例

由于其性质，区块链为在不同领域运营的初创公司和企业提供了有前途的网络安全选择。可以从将区块链应用于网络安全中受益最多的行业列表包括：

行业使用区块链进行网络安全

让我们仔细看看这些区块链网络安全用例中的每一个。

金融

在金融领域，区块链的最大价值在于其数据不变性和交易透明性。在区块链上存储交易比保留传统的数字或纸质记录更加透明和安全。一些银行组织，例如ING 集团，使用区块链，特别是零知识范围证明解决方案来保护客户信息的机密性。Q2是一个虚拟银行平台，使用区块链和机器学习来加强用户数据保护。

许多区块链网络提供的智能合约允许在满足这些协议的所有条件时自动执行多方之间的协议。此类协议的常见示例包括质押协议和存款。

卫生保健

与金融部门一样，医疗机构可以从使用区块链安全存储和快速传输医疗数据中受益匪浅。例如，BurstIQ是一个基于区块链的平台，可帮助医疗机构安全地存储患者数据并在不同部门和机构之间近乎实时地共享。

区块链还可以帮助建立安全的消息传递服务，以便在管理和非紧急医疗案例上实现快速、舒适的患者机构通信。

房地产

今天的房地产平台使用区块链来解决两个主要任务：确保安全的数据存储和自动化关键流程，例如验证财产所有权和转移资金。 

区块链允许维护不可变和透明的财产所有权和支付历史。StreetWire和ShelterZoom使用这项技术来简化房地产企业的数据管理。

区块链还提供可靠性和自动化，这对于房地产业务的成功运营至关重要。SMARTRealy和Propy等公司利用智能合约来出售、购买或出租房产。智能合约可确保多方之间快速、安全和全自动地执行协议。

供应链

沃尔玛、宝马和联邦快递等全球巨头部署区块链以提高数据安全性和运营透明度。区块链可以存储所有操作、交易和货运数据的防篡改记录，以简化对供应链效率和操作的分析。 

区块链平台也可用于验证资产。根据 Gartner的说法，组织正在将重点转移到基于算法而不是集中式权威的信任模型上。而区块链就是这种模式的完美例子。

治理

区块链还有助于提高许多政府流程的安全性和透明度：税收、信息治理、选举等。加拿大政府拥有基于区块链的政府支出分析平台Cartena 。

在选举的情况下，可以使用区块链来加快计票速度并确保结果的准确性。由于所有数据记录都是不可变的，因此篡改区块链上的电子投票几乎是不可能的。然而，在验证选民身份的同时保持选民选择的匿名性可能是一个挑战。

如您所见，不同行业可以使用区块链来提高其数据、金融交易和通信的安全性。

结论

由于可靠的数据加密机制、数据完整性、网络弹性和可扩展性，区块链为维护高水平数据安全提供了丰富的机会。因此，从传统系统切换到基于区块链的系统可能对几乎所有行业的组织都有利。

但就像任何革命性的解决方案一样，组织在使用区块链来改善其产品的网络安全时，应该准备好应对许多缺点和复杂性。主要挑战包括对私钥的依赖、适应性问题和缺乏专业知识。