吴登伟 裴宜春

【摘要】    区块链技术的应用主要涉及到计算机编程和密码学等学科，是一个分布式数据库，与传统信息技术相比，区块链在信息公开透明方面具有显著的技术优势。将区块链技术用于信息安全领域，结合技术的应用特点，基于DNS架构抵御DDOS攻击行为，使技术在边缘计算机保护、数据保护、隐私保护、崩溃恢复中发挥重要作用，通过与PKI（Public Key Infrastructure）技术结合，提高技术应用效果。

【关键词】    区块链技术    信息安全    物联网    用户身份认证

引言：

互联网信息技术的发展给信息安全工作同时带来机遇与挑战，特别是涉及到核心机密，有利于加大信息安全保护力度。为避免信息泄露和被盗，将区块链技术用于其中，有利于提升信息安全效果，对计算机设备与数据进行保护，在DNS架构下抵御攻击行为，针对网络交易和电子资产记录采用分布式公开账本，保证信息使用安全。

一、区块链技术在信息安全领域的应用重要性

（一）区块链技术概述

为提高数据安全，保证数据透明度，区块链技术是基于密码算法产生的数据块构成。实际上，区块链内记录了一段时间内的数据与比特币网络交易记录，以此验证信息有效性，并生成下一个块区，再用数据块代替第三方机构，从而达到数据传输自我证明的效果，确立“去中心化”信用模式[1]。在数据方面，区块链保证数据应用的安全性，区块链的分布式不仅仅是针对数据的存储与备份，也针对数据的记录，即由所有节点一同参与数据维护，如果某个节点中的数据发生篡改或破坏，此时区块链中存储的数据不会受到任何影响。

（二）重要性分析

首先，保护用户隐私数据。经过用户身份信息认证之后，他人无法轻松盗取用户信息。完成身份信息认证后，区块链就为其创造了相应的管理系统，他人无法冒充本人获取信息，一旦试图获取信息，区块链技术就会立即发出预警，完成对身份信息的保护。

其次，保证数据使用的完整性。信息保护受数据完整性影响，区块链技术的应用能及时发现黑客入侵的痕迹，并防止其侵入系统，保证数据完整。

最后，对数据进行存储保护。区块链技术应用下，系统结构十分严密，其中包含众多链条，每个链条都属于一个相对完整的区块，如果发生数据攻击问题，区块链技术能够在最短时间内发现攻击行为，并对产生的漏洞自动修复[1]。

（三）技术应用特点

区块链技术在应用期间主要呈现出以下几种特征：

1.去中心化特征。这是技术的本质特征，互联网中所有节点都不具有中央处理节点，对单一节点上的数据更改将无法对整个区块数据造成影响。所有节点的权利与义务是相同的，都要在密码箱规则下维护网络数据记录，在数据存储时以其他节点批准为条件。

2.去信任与匿名性特征。区块链内各个节点无需依赖第三方就能形成信任关系，交易可以在匿名环境下展开，同时采用非对称加密技术，交易时双方告知加密地址就可以。用户使用对方公钥就能完成信息发送，且对信息加密处理，接收方收到加密信息后，应用私钥就能解密并查看信息。采用公钥与私钥相结合的方式优化了匿名交易模式。

3.不可篡改的特点。区块链内的信息经过审核与验证后，一旦被写入区块链，信息将无法被篡改。

二、区块链主要核心技术

当前互联网金融行业发展态势下，区块链技术不断完善。区块链核心技术主要体现为以下几方面：

（一）共识机制。应用共识机制解决互联网的双方信任问题，区块链内记录的信息与时间一致，一个区块会被永久性存储，所以信息与时间无法更改。

（二）分布式存储方式。区块链技术应用下，信息存储方式已经突破了原本的计算机集中存储方式，完整的信息被拆分，有效保證了数据安全性和完整性。

（三）P2P网络协议。点对点技术应用推动了数据的高效传输，且各节点之间属于相互对等的关系，没有层次差异，数据传输效果更好。

（四）加密算法。采用非对称加密算法与哈希算法，保证数据使用的准确性。

（五）智能合约。在数据无法更改的情况下，利用预先设定的规则处理数据，提高数据应用质量[2]。

三、区块链技术在信息安全领域的实践应用

（一）基于DNS架构，缓解DDOS攻击行为

基于区块链的技术支持进行交易，整个过程不会出现篡改的行为，将IP地址和域名相应的操作记录于区块链技术内，并在整个互联网内达成共识，将信息完整的存储在域名服务器内。经实践验证发现，采用去中心化的区块链技术后，与传统服务器相比，域名服务器的安全性能显著提升，且不会出现任何缓存投毒的现象。

目前信息安全领域存在着分布式拒绝服务攻击的问题，即采用计算机联机的方式，复制、篡改信息，计算机在识别信息之后有可能做出错误判断，认为该项请求是合法的，无形中造成主机资源消耗的问题。面对这一情况，可应用区块链技术，在分布式网络中缓解攻击行为，并应用出租额外带宽的办法解决过流量的问题[3]。

（二）区块链技术在边缘计算机设备保护中应用

由于边缘计算机网络环境比较复杂，为设备提供完整的隔离保护方式尤为关键，但也会给隔离设备带来较大工作压力，同时增加运行成本。为避免边缘计算机设备受到攻击，有必要建立边缘计算体系，其中包含终端设置与身份认证体系，防止不法分子进入恶意终端内传播软件与病毒。应用区块链技术对边缘计算内的终端设备、域名分发数字证书，同时设置数据与功能权限，为数据提供安全的运行环境。依靠区块链技术，边缘计算可以为设备提供身份认证体系，数据上传时，用户需要通过身份认证才能完成数据传输与计算。

（三）区块链技术在数据保护中应用

由于区块链中的分布式账本无法改动，可以采用增加权限控制的方式，或者通过设置密码保护数据，提高信息机密性。对数据采取加密的方法，使数据在传输期间不会被恶意篡改，在分布式记账技术的作用下对信息进行签名，转变以往的签名方式，此时攻击者无法盗取或伪造数据。由于区块链技术是一个数据存储链条，各环节紧密相连，新环节加入后，前面的数据特征值将会被完整记录，再经过验证后实现数据连接。

（四）区块链技术与PKI技术结合应用

目前人们常用到的信息加密技术主要以PKI为基础，依赖于中心化特征，第三方需要提供出存储用户证书，谨防黑客攻击，避免不法分子采用CA伪造的办法骗取用户身份。将区块链技术和PKI技术结合在一起，同时应用非对称加密技术对用户信息加密处理，再经过动态发动密钥的办法识别身份信息，信息通过验证后就会进入区块链，并在去中心化的方式下保证数据证据的使用安全。

（五）区块链技术在隐私保护与系统崩溃恢复中应用

在隐私保护方面，区块链技术可以凭借着技术的匿名性、可追溯性特点对隐私信息加以保护。一般情况下，用户所设置的隐私数据一般会采取随机分布的方式，数据被统一记录在账本内，攻击者无法以单一节点的入侵方式获得数据，从而防止数据泄露。

凭借着区块链技术可追溯的特点，将数据从数据计算到数据采集等环节记录于区块链内，提高信息安全程度，依靠技术的支持，各节点数据以地址为基础展开交换，双方交易时会应用匿名的办法，因此大多数个人隐私信息都能得到区块链的有效保护。

将区块链技术用于崩溃恢复中，区块链中的数据会被分布在对等节点内，随后形成维护数据完整副本，这样做虽然有可能增加数据冗余，但也会提高数据可靠性与容错性。节点受到攻击后，其他区域的网络不会受到影响。

（六）区块链在物联网信息安全领域中应用

物联网是现代信息技术的一项代表技术，凭借着GPS、射频识别和激光扫描等设备，将物体和互联网连接并信息交互，完成对物体的定位与识别。目前物联网中主要存在着以下几种信息安全风险：1.感知层风险。感知层处于最底层，主要应用传感器和RFID读写器识别物体，由于传感器节点分布广且数量多，无法被集中管理，所以数据容易遭受泄露和篡改。2.网络层风险。该层主要包含移动通信层和互联网，负责传递并处理从感知层传来的信息，由于信息量庞大，数据交互频繁，攻击者会伪装为合法用户截取数据包，从而导致网络崩溃与拥堵现象。3.应用层风险。该层位于物联网的最顶层，负责向数据提供应用服务。应用层内存储了海量数据，一旦中心服务器遭到了恶意攻击，用户隐私将有可能泄露，用户数据也会面临着篡改的风险。

针对物联网信息安全问题，区块链技术的应用需要从以下几方面入手：1.感知层的信息安全保护。传感器节点采集信息时会将信息传输到相应节点处，此时区块链技术可以将采集到的数据分为不同区块，同时与上一区块相连，使数据存储在区块链内，且数据不能被篡改。2.网络层的信息安全保护。在网络层应用区块链，依据P2P协议，将数据传输到系统各节点处存储，如果部分节点被攻击而失效，其他节点仍然可以保持高效联通的关系，整个系統能够平稳运行。3.应用层的信息安全保护。将物联网应用层的数据存储于区块链节点中，保障信息的完整性，提高数据保密性，使数据信息的真实性得到保证，依据用户需求提供区块链技术支持。比如区块链内存储着交易记录，可按照需求对记录追本溯源，以便用户做好数据监管。4.身份认证。将区块链技术与物联网身份认证技术相结合，使身份信息被存储在区块链内，依靠技术的共识机制验证身份，提高验证效率，降低维护成本。

四、结束语

总而言之，经过对区块链技术的核心技术分析，了解技术应用优势，分析区块链技术在信息安全领域的应用措施，为技术的未来发展提供建议。随着网络技术的逐渐深入，在计算机设备、数据以及用户隐私保护中应用区块链技术，恢复系统运行状态，通过与PKI技术的融合应用优化身份认证方式，保证数据使用安全，从网络层与应用层入手加大对信息的保护力度。

作者单位：吴登伟    裴宜春    国家计算机网络与信息安全管理中心青海分中心

参  考  文  献

[1]李翌昊.区块链技术在物联网信息安全领域应用的分析[J].网络安全技术与应用，2021（06）：17-18.

[2]张彦林，张昭.区块链技术在信息安全领域的应用[J].网络安全技术与应用，2021（03）：14-15

[3]董力强，李妍.区块链技术及其在信息安全领域的应用分析[J].财经界，2021（01）：48-49.