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基于私有区块链的分布式信息安全系统设计

2021-04-30陆明远张帆

电子设计工程 2021年7期

陆明远,张帆

(天津大学管理与经济学部,天津 300000)

大数据时代的到来使数据成为人力、资本、能源外的第四类社会发展关键资源,如何实现状态、行为、交易、特征等数据的安全、有序管理成为挖掘信息资源价值的前提。伴随着数据爆炸时代的来临,集中式数据管理不堪重负,为缓解服务器压力、提高效率,越来越多的领域接受了分布式记录数据的方式,即将任务分割交给不同的节点[1-3]。但是,分布式系统的应用需要基于不可信的互联网环境实现可信、准确、充分的身份认证[4]。中本聪创立的比特币,其背后的技术支持体系——区块链技术为分布式环境中的共享技术设计提供了新思路[5]。区块链的每个区块由哈希指针顺序连接,每一哈希指针中的哈希值由上一区块的所有内容计算得出,实现区块排列的链式结构。更改某一区块中的一点,需要更改哈希指针中的哈希值。区块链技术基于POW、POA等共识机制实现了去中心化或弱中心化的分布式系统,让所有节点都可以共享同一本“账本”,从而实现了大规模数据管理的高速率、安全性、不可篡改性[6]。

1 私有区块链的特点

区块链按照去中心化程度分为公有链(Public blockchains)、联盟链(Consortium blockchains)、私有链(Private blockchains)3 种类型,不同类型区块链的特点如表1 所示。公有链最大的优势是完全去中心化、匿名化带来的公开透明,所有节点权限均等地参与区块数据读取并公平竞争写入数据的机会;私有链采取部分中心化或弱中心化的方式,仅对特定个人或组织开放,数据读、写及共识机制设计都遵从私有链管理者的规定,能最大限度维护敏感数据不被非法访问、篡改;……

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