现阶段（duàn），虽然区块链的行业（yè）生态已初步成形，但区（qū）块链技术（shù）仍面（miàn）临诸多技术瓶颈（jǐng），具体表（biǎo）现在体系架构、共识机制（zhì）、互操（cāo）作（zuò）性、系统安全等多个方（fāng）面。因此，必（bì）须对区块链关键技术给予高度重视（shì），并集多方力（lì）量突破技术瓶颈，从而为区块链应用（yòng）的全方（fāng）面落地扫清障（zhàng）碍。

2.1共识机制

共（gòng）识机制是（shì）区块链系统能够稳定、可靠运行的核心关键技术。不同于传（chuán）统的中心化（huà）系统（tǒng），区块链（liàn）系统中所有网络节点（diǎn）是自（zì）由（yóu）参与、自主（zhǔ）维护的，不存在一（yī）个可信的中心节点承担网络维护、数据存储等任务。因（yīn）此，如何使众多地理位置（zhì）分散、信任关系薄（báo）弱（ruò）的（de）区块（kuài）链节点（diǎn）维持一致（zhì）性的可信数据副本，并实现系统稳定运行，是区块链共识机制必须（xū）解（jiě）决的难题。

共识机制的（de）主要功能是解决两（liǎng）个基本问（wèn）题：

（1）谁有权写入（rù）数（shù）据。区块链系统中，每一个骨干网络（luò）节点都将各自（zì）独立维护一份区块链账本（即（jí）区块链系统中的数据库）。为了避免不同（tóng）的区块链账本（běn）出现（xiàn）数据（jù）混乱（luàn）的（de）问题，必须要（yào）设（shè）计（jì）公平的挑选机制，每次只（zhī）挑（tiāo）选一个（gè）网络节点（diǎn）负（fù）责写入数据；

（2）其他人（rén）如何同步数据。当被（bèi）挑选的网络节点写入数据后，其他网（wǎng）络节（jiē）点必（bì）须能（néng）够（gòu）准确（què）及时的同步（bù）这些（xiē）数据。为了避免（miǎn）网络（luò）中出现伪造、篡改新增数据的情况，必（bì）须设计可靠的验证机制，使所有网络节点能够快速验（yàn）证接收到的（de）数（shù）据是由被（bèi）挑选的网络节点写入的数据。

一（yī）旦解决这（zhè）两个问题，区块链分布（bù）式网络（luò）中的节点就可（kě）以自发的建（jiàn）立一致性的可信数据副本。首先，每隔（gé）一定时间，经（jīng）过共（gòng）识机制挑（tiāo）选的（de）节点将（jiāng）挑选待入库的（de）交（jiāo）易，构造最（zuì）小的（de）区块链（liàn）数据存储结（jié）构（gòu）“区块”，然后将区（qū）块（kuài）数据（jù）广（guǎng）播到区块链（liàn）网络。其次，全网所有节点将对（duì）接收到的区块数据（jù）进（jìn）行检（jiǎn）测，根据共识机制判断（duàn）区（qū）块数（shù）据是否是由合法的授（shòu）权节点发布。如果区块数据满足共识机制和其他格式需求（qiú），将会被（bèi）节点追（zhuī）加在各自维护的区块链（liàn）账本中，完成一次数据同步。通过重（chóng）复这两项过程，区块链账本（běn）就（jiù）可以稳定、可靠（kào）的实现更新（xīn）和同步（bù），避免数据（jù）混乱、数据伪造等问题。

共（gòng）识机制是区块链的核心技术，与区块链系统的安全（quán）性（xìng）、可扩展性、性能（néng）效率、资源消（xiāo）耗（hào）密切相关。迄今为止，研究（jiū）者已经在共识相关领域做了大量（liàng）研究（jiū）工作，提出了众多不（bú）同的共识机制。从如何（hé）选取记（jì）账（zhàng）节（jiē）点的角度（dù），现有的区块链共识机制（zhì）可以分为（wéi）选举类、证明类、随机类、联盟类和混合类共5种类型：

选举（jǔ）类共（gòng）识是指矿（kuàng）工（gōng）节点在（zài）每一轮共识过程中通过“投票选举”的方（fāng）式（shì）选出当（dāng）前轮次的记账节点，首先（xiān）获得半数以上选票的矿工节点将（jiāng）会获得记（jì）账权（quán）。例如PBFT、Paxos和Raft等。PBFT共识机制（zhì）效率高，支持秒级（jí）出块，而且支持强监管节点参与，具备（bèi）权限分级（jí）能力，在安全性、一致（zhì）性、可用（yòng）性方面（miàn）有较强（qiáng）优势。然而，在（zài）PBFT系统，一旦有1/3或以上记账（zhàng）人停止工（gōng）作，系统将无法（fǎ）提供（gòng）服（fú）务，当有1/3或（huò）以上（shàng）记账人（rén）联合作恶（è），且其他所有（yǒu）的（de）记账人被恰好（hǎo）分割为（wéi）两个网络孤岛时，恶意记账人可以使（shǐ）系统出现分叉。

证（zhèng）明类共识被（bèi）称为“Proof of X”类共识（shí），即矿（kuàng）工节点在（zài）每（měi）一轮（lún）共识过程中（zhōng）必须证明自（zì）己具有某种（zhǒng）特定的能力，证明方式通常（cháng）是（shì）竞争性地完成某项难（nán）以解（jiě）决但（dàn）易于验证（zhèng）的任（rèn）务，在竞争中胜（shèng）出的矿工节（jiē）点将获得（dé）记账权（quán）。例如PoW和PoS共（gòng）识算法等。PoW（工作量证明机制）的核心思想是通过分布式节点的算（suàn）力竞争（zhēng）来保证数据的一致性和共识的安全性。PoS（权益证明机制（zhì））的目的是解决PoW中资（zī）源浪费（fèi）的问题。PoS是由具有最高权益的节点获得新区（qū）块的（de）记账权和收益奖励（lì），不需要进（jìn）行大量的（de）算力竞赛。PoS一定程度上解决了PoW算（suàn）力浪（làng）费的问题，但是PoS共识机制（zhì）导致拥（yōng）有权益的参与者（zhě）可以持币获得（dé）利息，容易产（chǎn）生垄断（duàn）。

随机类共识（shí）是指矿工节点根（gēn）据某种随机方式直（zhí）接确（què）定每一（yī）轮的（de）记账节点，例如Algorand和PoET共识算法等（děng）。Algorand共（gòng）识是为（wéi）了解决PoW共（gòng）识协（xié）议存（cún）在的（de）算力浪费、扩展性弱、易分叉、确认（rèn）时间长等不足。Algorand共识的优点（diǎn）包（bāo）括：能耗低，不管系（xì）统中（zhōng）有多（duō）用户（hù），大约（yuē）每1500名用（yòng）户中（zhōng）只有1名（míng）会被系统随（suí）机挑中执（zhí）行长达几（jǐ）秒钟的计算（suàn）；民（mín）主化，不会（huì）出现类似比特（tè）币区块链系统的“矿（kuàng）工”群（qún）体（tǐ）；出现分叉的概率低于10-18。

联盟类共识（shí）是指矿工节点基于某种特定方式（shì）首先（xiān）选举出一（yī）组代（dài）表节点（diǎn），而后由代表节点（diǎn）以轮流（liú）或者选举的（de）方式依次（cì）取（qǔ）得记账（zhàng）权（quán）。这是一种以“代议制”为特点的共识算（suàn）法，例如DPoS等（děng）。DPoS不（bú）仅能够很好（hǎo）地解决PoW浪（làng）费能源和联合（hé）挖矿（kuàng）对系统的去中心化构成威胁的问题（tí），也能够弥补PoS中拥有记账权益的参与者（zhě）未必希望参与记账的缺（quē）点。

混（hún）合类共识是指矿工节点采取（qǔ）多种共（gòng）识算（suàn）法的混（hún）合体（tǐ）来（lái）选择记账节点，例如PoW+PoS混合共（gòng）识、DPoS+BFT共识等（děng）。通过结（jié）合多种共识算法，能够取（qǔ）长（zhǎng）补短（duǎn），解决单（dān）一共识机制存在的能源（yuán）消耗与安全风险问（wèn）题。

当前现有的共识（shí）机制很难（nán）做到性能和（hé）扩展性的平衡。比特币、以太（tài）坊等公有（yǒu）链使用的共识机（jī）制（如（rú）PoW，PoS等）虽然支持（chí）大（dà）规模节点网络，但共识性能较低，如比特币的TPS（每秒处（chù）理的交易（yì）数）大约只有（yǒu）7。而以Fabric为首的联盟链共识机（jī）制（如PBFT等）虽然有（yǒu）较（jiào）高的（de）TPS，如PBFT的TPS能达（dá）到（dào）1000，但这（zhè）些（xiē）共识算法的扩展性（xìng）较（jiào）差，只支（zhī）持小规模的网络，当节点数量过多（duō）时共识机制就会崩溃，且很多联盟链共（gòng）识算（suàn）法的共识节点是预置（zhì）的，不支持节点的动态（tài）加入与退出。目前区块链系统的共识（shí）效率仍是区块链技术（shù）的（de）瓶颈之一，在一定程（chéng）度上限制着区块（kuài）链技术的发展和相关应（yīng）用的落地。未（wèi）来区块链共（gòng）识算法的（de）研究方向将主（zhǔ）要侧重于共（gòng）识机制的性能（néng）提升、扩（kuò）展性提升（shēng）、安全性提升和新型区块（kuài）链架构下的共识创（chuàng）新。

2.2互操（cāo）作性

区（qū）块链技术已（yǐ）经渗透（tòu）至（zhì）金融、供应链（liàn）等不（bú）同的行（háng）业与场（chǎng）景，有效打（dǎ）破了同一场（chǎng）景（jǐng）下不同参与方间的价（jià）值孤岛。但现阶段（duàn）价值难（nán）以（yǐ）在不同行业、不同场景之间流动。这使得不同区块链的参与方（fāng）成为了一个个封闭的（de）小（xiǎo）团体，这显（xiǎn）然不利于价值的社会化流通。因而，实（shí）现区块（kuài）链的互操作（zuò）性（xìng）势在必（bì）行。目前，区块链的互操作性主（zhǔ）要通过跨链技术实现。依据具体的技（jì）术路线，跨（kuà）链技术可分为公证人技术、侧（cè）链（liàn）技（jì）术（shù）、原（yuán）子交换技术以（yǐ）及（jí）分布式私钥控制技术四类（lèi）。

（1）公证人技（jì）术

在公证（zhèng）人技术中，交易参与方事先选择一（yī）组可信的公证人，以确保交易的有效执行。由Ripple公司提出的InterLedger协（xié）议，是（shì）公证人（rén）技术的一个典型（xíng）案例。InterLedger实现了（le）跨区块链转账，在（zài）A链发送方在向B链接收（shōu）方（fāng）转账前，需（xū）找（zhǎo）到一组连接（jiē）者(Connectors)，由连（lián）接者逐跳地把资金发送至接收方。各连（lián）接者需指定一（yī）组公证人(notaries)，由公证（zhèng）人监督这一（yī）组交易（yì）的有（yǒu）效（xiào）性。

公证人技术的（de）主（zhǔ）要（yào）问题在于需要信任特定的公证人群体，这违背了区（qū）块（kuài）链去（qù）中心化的设（shè）计初衷，并引入一（yī）定的（de）安全性隐患（huàn）。

（2）侧链技术

借助侧（cè）链技术，一条区块链可以读取并验证其他区块链的（de）事（shì）件和（hé）状态。目前，侧链技术（shù）可分为一（yī）对一侧链和星（xīng）形侧链两大类。一对一侧链技术包括以btc Relay、RSK为代表的（de）新（xīn）型区块链。此类区（qū）块链能（néng）够和一（yī）条已有的区块链（如比特币）交互，主（zhǔ）要目的是实现已有区块链的功能拓展。而星形侧（cè）链技术（shù）主要包括以Polkadot、Cosmos为（wéi）代表的跨链基（jī）础（chǔ）设施，其通过构建一（yī）条（tiáo）新区块（kuài）链连接多条其（qí）他区块链，进而（ér）形成一个星形拓扑结构，实现不同区块（kuài）链间的价值（zhí）与信息（xī）流通（tōng）。

（3）原子交换

原子（zǐ）交换的基本（běn）思想是，当位于（yú）两（liǎng）条链上的双方互换（huàn）资产时，交易双方通（tōng）过智能（néng）合约等技术（shù），维护一个相互制约（yuē）的触发器(trigger)以（yǐ）保证资产交换的原子（zǐ）性（xìng）。即A与B之间（jiān）的（de）资产交换或者同时发生，或者（zhě）同时不（bú）发（fā）生，而不会（huì）发生A向B转账完成，而B未向A转账的情况。

此（cǐ）类跨链方案（àn）的典（diǎn）型案例是（shì）Blocknet。在原子交换的（de）基（jī）础（chǔ）上，Blocknet增加了订单匹配（pèi）、交易撮合等功（gōng）能，以实现去中心化跨链货币兑换（huàn）。然而（ér），原子交换技术（shù）的应用范围较为狭窄，仅限于跨（kuà）链转账领域，无法满足其他跨链（liàn）需求。

（4）分布式私钥控制技术

分布式（shì）私钥（yào）控制技术旨在（zài）通过分布式私（sī）钥（yào）生成与控制技术，将各（gè）种数字资产映（yìng）射到（dào）一条新的区块链（liàn）上，从而在同一条区块链上实现不同数字资产的自由交（jiāo）换。

Fusion是（shì）分布式私钥控制技（jì）术的代表性项目。其核心思想将各条区块链上的（de）数字资产映（yìng）射到Fusion构建的（de）公共（gòng）区块链上。简单来说，就像（xiàng）不同区块链用（yòng）户将数字资产存入“银行”，银行内的数字（zì）资产可以进行自由的流通与兑换，并实（shí）时更新用户账（zhàng）户余额，用户（hù）从（cóng）“银行（háng）”提款时以最后的账户余额为准。

分（fèn）布式私钥控制技术与原子（zǐ）交换（huàn）技术（shù）类似（sì），仅（jǐn）能完（wán）成跨链资产转移，尚不能进行更复杂（zá）的跨链互操作。如（rú）果后续（xù）无法对其功（gōng）能（néng）完（wán）成进一步的拓展，那（nà）么分布式私钥（yào）控制技术的应用范围将远达不到预期的效果。

可以（yǐ）看（kàn）到，已有区块链互操作性方案存在（zài）明（míng）显（xiǎn）不足（zú）。首先，应用范围窄（zhǎi）。例（lì）如，BTC Relay只能（néng）完成比特币到以（yǐ）太坊的单（dān）向操（cāo）作（zuò），而InterLedger和（hé）Fusion等仅能完（wán）成跨链转账，无法进（jìn）行（háng）其他类型的操（cāo）作。其次，兼（jiān）容（róng）性（xìng）差。例如，Cosmos等系统（tǒng）仅支（zhī）持结构相同区块链的互（hù）联（lián）互通（tōng）。总之，现有各种跨链与互操作性方案仍处在起步阶段，距离实际（jì）应用还有很长一（yī）段距离。针（zhēn）对此类问（wèn）题（tí）进行优化，也（yě）是区块链（liàn）互操（cāo）作性的未来演进（jìn）方（fāng）向。此外，区块链的互操作性研究（jiū）直接关系到区块（kuài）链通信的接口标准。然而，目前最具影响力的跨链方案均由国外的（de）企业和研究机构提出。相关实体在设计跨链（liàn）方案时，首先考虑的（de）将是自身经济利益。因（yīn）此，我国（guó）应尽快推动区（qū）块链互操作性研究，积极参（cān）与跨（kuà）链标准的制定，从而为国内的区块链产（chǎn）业争取更多话语权（quán）。

2.3安全（quán）性

目（mù）前，区块（kuài）链（liàn）技术（shù）已在金融、政务甚至国（guó）防领域获得初步应（yīng）用。这些场景（jǐng）对安全性的要求极高（gāo），然而很多区（qū）块链均发生过严重的（de）安全问题。截至2018年4月，区（qū）块链已（yǐ）发生超过200起（qǐ）重大（dà）安全事件，造成的经（jīng）济损失已超过（guò）36亿（yì）美元。因此，对区块链安全性的研究势在必行。

现阶段，业界侧重于从不同角度提（tí）出针对区（qū）块链系统的（de）攻防措施（shī），进而对区（qū）块（kuài）链安（ān）全性进行全方位探（tàn）索。研究表明（míng），任何（hé）违反区块链安全性的行为，都（dōu）可（kě）以归结为（wéi）从算法安全（quán）、协议安全、实现安（ān）全、使用安全（quán）和系统安（ān）全等五个层面进行的（de）破（pò）坏（huài）、更改和泄露。

（1）算法安（ān）全

算法安全通常是（shì）指密码算法（fǎ）安全，既包括用于（yú）检验（yàn）交（jiāo）易的哈希算法、签（qiān）名算法（fǎ），也包括（kuò）用于某些智能（néng）合约中的复杂密码算法。

一（yī）般来说多数区块（kuài）链中使（shǐ）用的（de）通用标准密（mì）码算法在（zài）目前是安全的，但（dàn）是这（zhè）些算法从间接和（hé）未来（lái）看也存在安（ān）全隐患。首先从间接（jiē）来看（kàn），SHA256算法（fǎ）对应的（de）ASIC矿机以及矿（kuàng）池的出现（xiàn），打破了原有“一CPU一票”的理念，使得全网节点减少（shǎo），权力日趋集中，51％攻击（jī）难度变小（xiǎo），对应的区块链（liàn）系统受到安全性威胁。其次从（cóng）未（wèi）来（lái）发展看（kàn），随着量子计算的兴起，实用（yòng）的（de）密码体制均存在被攻破的威胁。

此外，对于新（xīn）型密码（mǎ），由于其没有经（jīng）过足够的时间（jiān）检验和（hé）充分的攻防考验，其在实际（jì）应用中更容易成为短板。比如麻（má）省理工学院（yuàn）发现新兴区块链IOTA的（de）哈希（xī）算法中（zhōng）存在致命漏洞（dòng），使得IOTA团（tuán）队紧急更换算法。某（mǒu）些未（wèi）经检验的随机数（shù）生成器（qì）也可能存在漏洞（dòng），利用生（shēng）日攻击会产生相（xiàng）同随机数，进而威（wēi）胁（xié）区块链安全。

为（wéi）了防（fáng）止ASIC过度使用（yòng）造成（chéng）区块链中心化问题，设计（jì）不利于并行计算的哈希算法（fǎ）势在必（bì）行（háng）。目（mù）前，莱特币的scrypt算法（fǎ）和暗（àn）黑（hēi）币X11算法均从增加内存消耗方面提高（gāo）了ASIC开发难度。为防范量子计算威胁（xié），传统密码算法需要尽早替换（huàn）为抗（kàng）量子密码（mǎ）算法（fǎ），目前业界已提（tí）出了基于格上困难（nán）问题的密码算（suàn）法（fǎ）和基于纠错（cuò）码的密码算法等。为了防范不（bú）成熟密码造成的安全漏洞（dòng），必须对（duì）于（yú）未经（jīng）验证的密（mì）码算法谨慎使用。另外随机数（shù）生成器也必须从伪（wěi）随机向真随机过渡（dù），如采用基于混沌的随机数（shù）发生（shēng）器129J和基于量子的随机数发生器（qì）等。

（2）协议安全

协议是通信双（shuāng）方（fāng）为了实现（xiàn）通信而设（shè）计的约定或（huò）通（tōng）话（huà）规（guī）则，包括网络层面的通信（xìn）协议和上层的区块链共（gòng）识协议。

协议安全在网络层面表现为P2P协议（yì）设计安全。攻击者（zhě）利用网络协议漏洞可以进行日蚀攻击（jī）(Eclipse Attack)和路由攻击(Routing Attack)。攻击（jī）者利用网络节点的连接数限制可（kě）以用日（rì）蚀攻击将节点（diǎn）从主网中隔离，而路由（yóu）攻（gōng）击则是通过控制路由基础设（shè）施将区块链网络分区而进行的攻击（jī）。攻（gōng）击者还可以发起（qǐ）DDoS攻（gōng）击，目前对于DDoS攻（gōng）击（jī）只能依靠收取交易费和浪费算力来控制。

协（xié）议安（ān）全在（zài）区块链共识层（céng）面表现为共识协议（yì）安全（quán）。首（shǒu）先（xiān）各（gè）类共识协议均有容错（cuò）能力限制，如PoW存在51％算力攻击（jī），PoS存在51％币天攻击，而DPoS还存在着中心化（huà）风险。其次，共（gòng）识（shí）协议（yì）容易受到外（wài）部攻击影响。例（lì）如，针（zhēn）对PoW共（gòng）识已出现了自私（sī）挖矿(Selfish Mining)和顽固（gù）挖矿(Stubborn Minging)等多种攻（gōng）击。自私（sī）挖矿可（kě）以使攻击者获得多出自身算（suàn）力占（zhàn）比的收益；而顽（wán）固挖矿是（shì）对自私（sī）挖矿的（de）拓展（zhǎn），可（kě）以使攻击者收（shōu）益率比自私挖矿提高（gāo）13.94%。PoS共（gòng）识（shí）则存在“无利（lì）害（hài）关（guān）系(Nothing at Stake)”问题，即区块链发生分叉时，矿工可能会在多个分叉上（shàng）同时（shí）下注，以谋（móu）取不当（dāng）利益。

针对协议安（ān）全性问题（tí），为防（fáng）止网络层面的（de）攻击，需要开（kāi）发者谨慎选择区块链的网络协议。而为了防（fáng）止（zhǐ）区块链共识层面（miàn）的攻击，则需设（shè）计适当的激励与惩罚措施（shī），从而降低攻击者获得的收益（yì）。

（3）实现安全

在区（qū）块链系统的实现过（guò）程中，程（chéng）序（xù）员（yuán）可能会有意或无意（yì）留下漏洞，从而导致（zhì）区（qū）块链的安全性受（shòu）到（dào）损（sǔn）害。具体表现在以下两个方面。

首先，众（zhòng）多区块链引入了图灵完备的智能合约机制。用户可以利用智能（néng）合约编写自动化程序，完成资产（chǎn）分配等操作。然而，在编写智能（néng）合约（yuē）时很可能会引入安（ān）全性漏洞。例（lì）如，某些合约可能会错误地把资产发送到不受控的地址，或者资产无限期（qī）锁死，导致全网可用代币（bì）减（jiǎn）少等（děng）。

其次（cì），区（qū）块链的底层源码（mǎ）也可（kě）能存在整数溢出漏洞、短地址（zhǐ）漏洞和公开函数漏洞（dòng）等各种漏洞。例如，比特币0.3.11之前版本可以（yǐ）违规生成大量比特（tè）币，而以太坊的短（duǎn）地（dì）址（zhǐ）漏洞（dòng）可以使交（jiāo）易者从交易所违规获得256倍（bèi）甚至更多的利益。

针对智能（néng）合约等程序在实现上的安（ān）全（quán）问题，业界已提出一系（xì）列的（de）形（xíng）式化（huà）验证和安全测试技术，从（cóng）而在产品上线之前（qián）发现（xiàn）其（qí）可能存在（zài）的（de）漏洞。此（cǐ）外，诸多区块链的产品开发者已开始（shǐ）定期进行代码（mǎ）审计（jì），包括交易安全审查（chá）和访问控制审查等，从而（ér）争（zhēng）取在攻（gōng）击（jī）者（zhě）发现漏（lòu）洞之前修复安全问（wèn）题。

（4）使用安全

在区块链中，“使用安全（quán）”特指（zhǐ）用户（hù）私（sī）钥的安（ān）全。私钥代表了用（yòng）户的资产所有权（quán），是资产安全的前提。然而在传统（tǒng）的区块链中，私钥均由用（yòng）户自己生产并保管，没有第三（sān）方的参与（yǔ），所以私钥一旦丢失或被盗，用户就会遭受资产（chǎn）损失。

在现实（shí）使（shǐ）用中（zhōng），某些交易平台会代替用户管理私钥，但是（shì）很多平台往往采用联网的“热钱包”管（guǎn）理（lǐ）私钥（yào），一（yī）旦“热钱包”被黑客（kè）破解，用（yòng）户的资（zī）产就（jiù）会（huì）被盗取。此外，由于（yú）没有（yǒu）完（wán）善的风险隔离措施（shī）和（hé）人员（yuán）监督机制，导致部分（fèn）拥（yōng）有权限的（de）员工利用监管机（jī）会盗取信息或代币。

针（zhēn）对（duì）使（shǐ）用安全性问题，用户需要更加谨慎保管（guǎn）私（sī）钥，尽量使（shǐ）用与网络隔（gé）离的冷钱包（bāo）存（cún）储私（sī）钥。而交易平（píng）台需严格（gé）进行权限（xiàn）管理，谨慎开放服（fú）务器端（duān）口，定期进行安（ān）全监（jiān）测，建立完善的应急处理措施。

（5）系（xì）统安（ān）全（quán）

系统安全是（shì）一个整体性（xìng）概念，它受到各（gè）级安全因素的共同影响。攻击者可以综合运用（yòng）网（wǎng）络攻击手段（duàn），对算法（fǎ）漏洞、协议（yì）漏洞、使用漏洞、实现（xiàn）漏洞、系统漏洞等各个方面综合利用，从而达（dá）成攻（gōng）击目的。另外社（shè）会工程学攻击（jī）的引（yǐn）入也使区块链变得更加脆弱（ruò）。为此，业界需还要关（guān）注用户自身系（xì）统安全性（xìng），包括定期更新（xīn）补丁、启用设备防（fáng）火（huǒ）墙、禁用（yòng）路由器中不必要的组件（jiàn）等。

区块链技术已开始（shǐ）获得广泛（fàn）应（yīng）用。然而，现（xiàn）有区块链的安全问题曾出不穷，因此必须对安全性问题高度重视。目前对区块（kuài）链安全性的研究主要从“攻”与（yǔ）“防（fáng）”两（liǎng）个角度（dù）进行。业界分（fèn）别从从算法、协议、实（shí）现、使用（yòng）和系统（tǒng）等五（wǔ）个层（céng）面发现安全隐患，并提出弥补措施。然而，现阶（jiē）段并从根（gēn）本上解决安全问题。因（yīn）此在未来，必须从区块链体系（xì）架构进行（háng）创（chuàng）新，从（cóng）本（běn）质（zhì）上找（zhǎo）到单一漏洞影响（xiǎng）系统安全的原因（yīn），得到应对区块链安全问题（tí）的有效（xiào）机制。

2.4隐私保护（hù）

随着区块链技（jì）术不（bú）断发展和（hé）广泛应用，其面（miàn）临的隐私泄露问（wèn）题（tí）越来越突出，必须（xū）得到研究人员和（hé）工业界开发人（rén）员（yuán）的充（chōng）分重视（shì）。相对（duì）于传统的中心化存储架构，区（qū）块链机制不依赖（lài）特（tè）定中心（xīn）节点处理和存储数据，因此（cǐ）能够避免集中式服务器单点崩溃和数据泄露的风险。但是为了在分布式系统中的各节点之间达成共识，区块链中所有的交易记录必须公开给所（suǒ）有节点，这（zhè）将显著增加隐私泄露的风险。

然而，区块链本（běn）身分布式的特点与传统IT架构存在（zài）显著区别（bié），很多传统的隐私保（bǎo）护方案在（zài）区（qū）块链应用中（zhōng）不适用，因此分析区块链隐私泄露（lù）缺陷、研究针对性的隐私保护方法具有重要意义。

根（gēn）据保护隐私的对象分（fèn）类，主要可以（yǐ）分为3类（lèi）：网络层隐私保护、交易层隐（yǐn）私保护和（hé）应用层的隐私保护。网（wǎng）络层的隐（yǐn）私保护，涵盖数（shù）据（jù）在网络中传输的（de）过程，包括区块链节点设置模式、节点（diǎn）通信机制、数据传输的协议机制等；交（jiāo）易层的隐私保护，包含区块（kuài）链中数据产生、验证、存（cún）储和使用的整个过程，交易层隐私保护的侧重点是满足（zú）区（qū）块链基本共识机制和数据存储不（bú）变的条件下，尽可能（néng）隐（yǐn）藏数据信息和数（shù）据背后的（de）知识，防止攻击者通过分（fèn）析区块（kuài）数据提（tí）取用户画（huà）像；应用层的隐私保护场景，包含区块链（liàn）数（shù）据被外部应用（yòng）使用的过程（chéng）等（děng），区块链被外部（bù）使用（yòng）的过程存在泄露交易隐（yǐn）私和（hé）身份隐（yǐn）私（sī）的（de）威胁（xié），因此，应用层隐私（sī）保护的侧重点包括提升用（yòng）户的安全意识、提高区块链（liàn）服务商的安全防护水（shuǐ）平，例如合（hé）理的公私（sī）钥保（bǎo）存、构（gòu）建无漏洞的区块链服（fú）务（wù）等。

目前的公有链项目中（zhōng），各参与方都能够（gòu）获得完整数据备份，所有数（shù）据对于参（cān）与方来讲是透明的，任（rèn）何人都可以在链上查询到上（shàng）链数据。比特币项目（mù）只是通过隔断交（jiāo）易地（dì）址和地址（zhǐ）持（chí）有人真实身份的关联，达到（dào）匿名效果，攻击者能够（gòu）看到（dào）每一笔转账记（jì）录的发送方和接受方的地址，但（dàn）无法对应到现实世（shì）界中的具体某个人。尽管如此，攻（gōng）击（jī）者仍（réng）可以通（tōng）过（guò）多个层面（miàn）的攻击（jī）达到窃取隐私的目（mù）的，例如网络层、交易层和应用层发动不同形（xíng）式的攻击。对于（yú）联盟（méng）链而言（yán），带有（yǒu）CA性（xìng）质的监管角色虽然可以保证（zhèng）接入（rù）节点的可信，但如果区（qū）块链（liàn）要（yào）承载更多的（de）业务（wù），比如实际（jì）场景中登记实名资产、通过智能合约实（shí）现（xiàn）具（jù）体借款合（hé）同的同时保证验证节点在不（bú）知晓具体合同信息的（de）情（qíng）况下如何执（zhí）行合同等等，基于密码学、零知（zhī）识证明等技（jì）术的研究正在不断推进，只有不断完善区块链技术本身的多层面隐私（sī）保护机制，才（cái）能让区块链（liàn）实际（jì）赋能传（chuán）统行业（yè），发挥（huī）其既定的优（yōu）势。

2.5可监管性

当（dāng）前以数字货币为首的（de）各类区（qū）块（kuài）链应用发展（zhǎn）迅（xùn）速，与此同时，区块（kuài）链中（zhōng）潜在的监管问（wèn）题也逐（zhú）渐显现。一（yī）方面，区块链数（shù）字（zì）货币为洗钱、勒索病毒等犯罪活动（dòng）提供了（le）一条安全（quán）稳定的资（zī）金渠道（dào），促进了地下黑（hēi）市的运（yùn）行。以比特币为例，著名的勒索（suǒ）病（bìng）毒WannaCry通过比特（tè）币来实现对用户资产的勒（lè）索，地下黑市（shì）网站“丝绸之路”利用（yòng）比（bǐ）特币进（jìn）行非法买卖，很快受到了地下（xià）人群的（de）追捧。另一（yī）方（fāng）面，区块链数字（zì）货币使跨国境的资金转移变（biàn）得更为简单（dān），将有可能损害（hài）各国的金融主权（quán），影响金融（róng）市场的稳定。与此（cǐ）同时，由于区块链去中（zhōng）心化、不可篡改等特性，使（shǐ）得（dé）区块（kuài）链常被用于敏感信息的存储与传播。有（yǒu）些人将敏（mǐn）感有害信（xìn）息保存在比特币和以太坊（fāng）区块（kuài）链的（de）交（jiāo）易（yì）中，而这些信息并不（bú）能（néng）从区块链中删（shān）除。同时（shí），由于区块链的匿名性，监管方也（yě）不能通过这些敏感信（xìn）息和涉及违（wéi）法犯罪（zuì）的交（jiāo）易（yì）的发送方地址找到发送方的真实（shí）身份。此类事件严重危害国家安全和（hé）稳定，给网络监管机构带来了极大的挑战和威胁。

当前（qián）对公有链的（de）监管刚刚处于起步阶段，研（yán）究方向不全面，研究技术也不成熟。然（rán）而，对公有链的监（jiān）管需（xū）求又是十分必（bì）要（yào）且紧急的。因（yīn）此，监（jiān）管成为了公有链领域急需解决的问题，也（yě）成为了当前公有链项目落地的最大挑战（zhàn）。联盟链由（yóu）于其（qí）自身特点，使（shǐ）得联盟链能够很好的支持（chí）对节点和链上数据的监（jiān）管。因此，如何设（shè）计监管友好的联（lián）盟链基础架构，在（zài）保护隐私的（de）前提下实现监管功能（néng），是联盟链监管中需要研究的主要问题。任何技术的（de）发展都离（lí）不（bú）开对（duì）技术（shù）本身的监管（guǎn），我们需要加强对区块链监管（guǎn）的研究，只有这样才（cái）能够保（bǎo）证区块链行业（yè）的健康（kāng）和可持续发展（zhǎn）。