现阶段，虽然区（qū）块链的行业生态（tài）已初步成形（xíng），但区块（kuài）链（liàn）技术仍面临诸多技（jì）术（shù）瓶颈，具（jù）体表现在体系架构（gòu）、共识机制（zhì）、互操作性、系统安全等（děng）多个方面。因（yīn）此，必须对区块链关键（jiàn）技术给予高度（dù）重视，并集多方力量突破技术瓶颈，从（cóng）而为区块（kuài）链应用的全方面落地扫清（qīng）障碍（ài）。

2.1共识机制（zhì）

共识机制是（shì）区（qū）块链（liàn）系统能够稳定、可靠运（yùn）行的核心关（guān）键技术。不同于（yú）传统的中心化系统（tǒng），区块链系统中所（suǒ）有（yǒu）网络节点是自由参与、自主维护的，不存在（zài）一个可（kě）信的中心节点承担网络（luò）维护、数据存储等任务。因此，如何使（shǐ）众多地理（lǐ）位置分散、信任（rèn）关系薄弱的区块链节点维持一致性的可信数（shù）据副本，并实现（xiàn）系统稳定运（yùn）行，是区块链共识（shí）机制必须解决的（de）难题。

共识机制的主要功（gōng）能（néng）是解决两个基（jī）本（běn）问题（tí）：

（1）谁有权写（xiě）入数据。区块链系统中，每一个骨干网络（luò）节点都将（jiāng）各自独立维护一份区块链（liàn）账本（即区块链系统中的数据库（kù））。为了（le）避免不同的区块链账本出现（xiàn）数据混乱的问题，必须要设计公平的挑选机制（zhì），每（měi）次只（zhī）挑选一个（gè）网（wǎng）络节点负责写入数据；

（2）其（qí）他人（rén）如何同步数（shù）据（jù）。当被挑选的网络节（jiē）点（diǎn）写入数据后，其他网络节点必须（xū）能够准确及时的（de）同步（bù）这些数据。为了避免网络中出（chū）现伪造、篡（cuàn）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（néng）够快速验证（zhèng）接收到的数（shù）据是由被（bèi）挑选的网络节点写（xiě）入的数据。

一旦解决这两个问题，区块链分布式网络（luò）中的节（jiē）点就可（kě）以（yǐ）自发的建立一致性（xìng）的可（kě）信数据副本（běn）。首先，每隔（gé）一定时间，经过共识机制（zhì）挑选的节点将（jiāng）挑（tiāo）选待入库的交易，构造最小的（de）区块链数据存储结构“区块”，然后将区块数据（jù）广播到区块链网（wǎng）络。其（qí）次（cì），全（quán）网所有（yǒu）节（jiē）点将（jiāng）对接收（shōu）到（dào）的区块数据（jù）进行（háng）检（jiǎn）测，根据共识机制判（pàn）断区（qū）块数（shù）据是否是由合（hé）法的授权节点发布。如果（guǒ）区块数据满足共识（shí）机制和其（qí）他格式需求，将会被节点追加在各自维护的区块链账本中，完成一次数据同（tóng）步（bù）。通过重复这两项过（guò）程，区块链账本就可以（yǐ）稳定、可靠（kào）的实现更新（xīn）和同步，避（bì）免数据混乱、数据伪造等问题。

共识机制是区块链的核心（xīn）技（jì）术，与（yǔ）区块链系统的安全性、可扩展性、性能（néng）效率、资源消（xiāo）耗密切相（xiàng）关。迄今为（wéi）止（zhǐ），研究者已经在共识相关（guān）领（lǐng）域做（zuò）了大量研究工（gōng）作，提（tí）出（chū）了（le）众多不同的共识机制。从如何选取记账（zhàng）节（jiē）点（diǎn）的角度，现有（yǒu）的区块链（liàn）共识机制（zhì）可以分为选举类、证（zhèng）明类、随机类、联盟类和（hé）混合类共5种类型：

选举（jǔ）类共识是指矿工节点在每一轮共（gòng）识过程中通（tōng）过（guò）“投票选（xuǎn）举”的方（fāng）式选出当（dāng）前轮次的记账节（jiē）点，首先获得半（bàn）数以上选票的矿工节点将会（huì）获得记账（zhàng）权。例如PBFT、Paxos和（hé）Raft等。PBFT共（gòng）识机制效率高，支持秒级出块，而且支持强监管节点参与（yǔ），具备（bèi）权（quán）限分级能（néng）力，在安全性、一致性、可（kě）用性方（fāng）面有较强优势。然而（ér），在PBFT系统，一旦有1/3或以（yǐ）上记账人停止工作（zuò），系（xì）统将无法提供服务，当有1/3或以上记账人联（lián）合作恶，且其他（tā）所有的记（jì）账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账（zhàng）人可以使系统出现分叉（chā）。

证明（míng）类共识被称（chēng）为“Proof of X”类（lèi）共识，即矿工节点在每一轮共识过程中必须证（zhèng）明自己具（jù）有某（mǒu）种特定（dìng）的能力，证明方式通常是（shì）竞争性（xìng）地完成某项难以解决但易（yì）于验证的任务（wù），在竞争中（zhōng）胜（shèng）出的矿工节点将获得记账权。例如PoW和PoS共（gòng）识算法等（děng）。PoW（工作量证明机制）的核心思想（xiǎng）是通过（guò）分布（bù）式节点的算（suàn）力竞争来（lái）保（bǎo）证数（shù）据的一致（zhì）性（xìng）和（hé）共识的（de）安（ān）全性。PoS（权益证（zhèng）明机制）的目的是解决PoW中资源浪费的（de）问（wèn）题。PoS是由具有最高权（quán）益（yì）的节点获得新区块的（de）记账权和收（shōu）益奖励，不（bú）需要进行大（dà）量的算力竞赛（sài）。PoS一定程度上解决（jué）了（le）PoW算力浪费的问题，但是PoS共（gòng）识机制（zhì）导致拥有权（quán）益（yì）的参与者可以（yǐ）持（chí）币获得利息（xī），容易（yì）产生垄断。

随机（jī）类共识是指（zhǐ）矿工（gōng）节（jiē）点根据（jù）某种随机方式直（zhí）接确定每（měi）一（yī）轮的记账节（jiē）点，例如Algorand和（hé）PoET共（gòng）识算（suàn）法等。Algorand共识是（shì）为了（le）解决（jué）PoW共识协议（yì）存在的算力浪费、扩展（zhǎn）性弱（ruò）、易分叉、确认（rèn）时间长等不（bú）足。Algorand共识的优点包括：能耗低（dī），不管系统中有多用（yòng）户（hù），大（dà）约每（měi）1500名用户中只有（yǒu）1名会被（bèi）系统随机挑（tiāo）中执行长达（dá）几秒钟的计算；民主化（huà），不会（huì）出现类似比（bǐ）特（tè）币（bì）区块链系统的“矿（kuàng）工”群体；出现分叉的概率低于（yú）10-18。

联（lián）盟（méng）类共识是指矿工（gōng）节点基于（yú）某（mǒu）种（zhǒng）特定方式首（shǒu）先选举出一组代表节点，而（ér）后由代表（biǎo）节点以轮流（liú）或（huò）者（zhě）选举的方（fāng）式依次取得记账（zhàng）权。这（zhè）是（shì）一种（zhǒng）以（yǐ）“代议制”为特点（diǎn）的（de）共识（shí）算（suàn）法，例如DPoS等。DPoS不仅（jǐn）能够很好地解决PoW浪费能源（yuán）和联（lián）合挖矿对系统的去中心化构成威胁的问题，也能够弥（mí）补PoS中拥有记账权益的（de）参与者（zhě）未必希望参（cān）与记账的缺点。

混（hún）合类共识是指矿工节点采取多种（zhǒng）共识算法的混合体来选择记账节点，例如PoW+PoS混（hún）合共识、DPoS+BFT共（gòng）识等。通（tōng）过结合（hé）多种共识（shí）算法，能够取长补短，解决单（dān）一共识机制（zhì）存在的（de）能源消耗与安全风险问题。

当前现有的共识（shí）机制（zhì）很难做（zuò）到性能（néng）和扩展性的平衡。比特币、以太坊等（děng）公有链使（shǐ）用的共识机制（如PoW，PoS等）虽然支持大规（guī）模节点（diǎn）网络，但共识性能较低（dī），如比（bǐ）特（tè）币的TPS（每（měi）秒处理的交易数（shù））大约只有7。而以Fabric为首的联（lián）盟链共识机（jī）制（如PBFT等（děng））虽然有较（jiào）高的TPS，如（rú）PBFT的TPS能达到1000，但这些共识算（suàn）法的扩展性（xìng）较差，只支持小规模的网络，当节点数量（liàng）过多时共识（shí）机制就会崩溃，且很（hěn）多联（lián）盟链（liàn）共识（shí）算（suàn）法（fǎ）的共识节点是预置的，不（bú）支持节点（diǎn）的动态加（jiā）入与退出（chū）。目前区块链系统的共识效率仍是（shì）区块链技术的瓶颈之一，在（zài）一定程（chéng）度上（shàng）限（xiàn）制着区块链技术的发展和相关应用的落地（dì）。未来区块链共识算法的研（yán）究方（fāng）向将主要侧重于共（gòng）识（shí）机（jī）制的（de）性能提（tí）升（shēng）、扩展性（xìng）提（tí）升、安全性提升和新型区块链架构下（xià）的共识创新。

2.2互（hù）操作性

区块链技术已经渗透至金（jīn）融、供应（yīng）链等不（bú）同的行业与场景，有效打破了同一场景下不同参与方间的价值（zhí）孤岛（dǎo）。但现阶段价（jià）值难以在不同行业、不同场景之间流动（dòng）。这使得不同（tóng）区块链的参与（yǔ）方成为了一个个封闭（bì）的小（xiǎo）团体（tǐ），这显然不利于价值的社会化流（liú）通。因而（ér），实现区块链（liàn）的互（hù）操（cāo）作性势在必行。目前（qián），区块链（liàn）的互操作性主要通过跨（kuà）链技术（shù）实（shí）现。依据具体（tǐ）的技术路线，跨链技术可分为公证人（rén）技（jì）术、侧链技术、原子交换技术以及（jí）分布式私钥控制（zhì）技（jì）术四类。

（1）公证人技（jì）术

在公证人技术中，交易参与方事先选择一组可信的公证（zhèng）人，以（yǐ）确保交易的有（yǒu）效执（zhí）行。由Ripple公司提出的InterLedger协（xié）议，是公证人技（jì）术的一个典（diǎn）型（xíng）案（àn）例。InterLedger实现了跨区块（kuài）链转账，在A链（liàn）发送方在向B链（liàn）接收（shōu）方转账前，需找到一组连接者(Connectors)，由连接者逐跳（tiào）地把资金（jīn）发（fā）送至接收方。各连接者需指（zhǐ）定一组公证（zhèng）人(notaries)，由公证人监督这一组交易的（de）有（yǒu）效性。

公证（zhèng）人技（jì）术的（de）主要问题在（zài）于需要信（xìn）任特定的（de）公证人群体，这违背了区块链（liàn）去（qù）中心化的（de）设计初衷，并引入一定的（de）安（ān）全性隐患。

（2）侧链技术

借助侧链技术，一（yī）条区块链可以读（dú）取并验证其他区块链的事件（jiàn）和状态。目前，侧（cè）链技术（shù）可分为（wéi）一对一侧链和（hé）星形侧链（liàn）两大类。一对一侧链技术包（bāo）括以btc Relay、RSK为（wéi）代表的新型区块链（liàn）。此类区（qū）块链能够和一条已有的区块链（liàn）（如（rú）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）链技术主要包括以（yǐ）Polkadot、Cosmos为代（dài）表的跨链（liàn）基础设施，其（qí）通过构建一条（tiáo）新（xīn）区块链连接多条其他区块链，进而形（xíng）成一个（gè）星形拓扑结构，实现（xiàn）不同区块链间的（de）价值与信息流通。

（3）原子交换（huàn）

原子交换的基本（běn）思想（xiǎng）是，当位（wèi）于两条链上的双（shuāng）方互换资产时，交（jiāo）易双方通过智能合约（yuē）等技（jì）术，维（wéi）护一个相互制约的触发器(trigger)以保证资产（chǎn）交换的原子性。即A与B之间（jiān）的资产交换或（huò）者同时（shí）发生，或者同时不发生，而不会发生A向（xiàng）B转账完成，而B未向A转账的情况。

此类跨链方案的典（diǎn）型案例是Blocknet。在原子交换的基础上，Blocknet增（zēng）加了（le）订（dìng）单匹（pǐ）配、交易（yì）撮合等功能，以（yǐ）实（shí）现去中心化跨链货币兑换。然而，原子交（jiāo）换技术的应用范围（wéi）较为狭窄，仅限于跨（kuà）链转账领域，无（wú）法满（mǎn）足其（qí）他（tā）跨（kuà）链需求。

（4）分布（bù）式（shì）私钥控制技术

分布（bù）式私钥控制技术（shù）旨在通（tōng）过分（fèn）布式私（sī）钥生成与控制（zhì）技术，将各种数（shù）字资产映（yìng）射到（dào）一条新的（de）区块（kuài）链（liàn）上，从（cóng）而在同一条区块链上实现不同数字资产的自由交换。

Fusion是分布式（shì）私钥控（kòng）制技术的代表（biǎo）性项目。其核心思想将（jiāng）各条区块链上的数（shù）字（zì）资产映（yìng）射到（dào）Fusion构（gòu）建的公共区块链（liàn）上（shàng）。简单来说（shuō），就（jiù）像不同（tóng）区块链用（yòng）户将数字资产存入“银行”，银行（háng）内的数字资产可（kě）以进行自（zì）由的流通与兑换（huàn），并实（shí）时更（gèng）新用户账户余（yú）额，用户从“银行”提（tí）款（kuǎn）时以最后的（de）账户余额为（wéi）准。

分布式（shì）私钥控制技术与原子交换技术类似，仅能完（wán）成（chéng）跨链资产转（zhuǎn）移，尚不能进行更（gèng）复杂的跨链互（hù）操作。如（rú）果后续（xù）无（wú）法对其功能完成进（jìn）一步的拓展（zhǎn），那么分布式私钥控制技术的（de）应用范围将远达不到预期的效（xiào）果。

可以看到，已（yǐ）有区（qū）块链互操作性方案存在明（míng）显不（bú）足。首先，应用范围（wéi）窄。例如（rú），BTC Relay只能完成（chéng）比特（tè）币（bì）到以太坊的单向操作，而InterLedger和Fusion等仅（jǐn）能完成跨链转账，无（wú）法进行其他类型的操作。其次，兼容性差。例如，Cosmos等系统仅支（zhī）持结（jié）构（gòu）相（xiàng）同区块链的互联互通（tōng）。总（zǒng）之，现有各种跨链与（yǔ）互操作性方案仍处（chù）在起步阶段，距离实际应用还有（yǒu）很长一（yī）段（duàn）距离。针对（duì）此类问（wèn）题进行优化（huà），也是（shì）区块链互（hù）操作性的未（wèi）来（lái）演进方向。此外，区块链的互（hù）操作性研究（jiū）直接关系到区块链通信的接口标准。然（rán）而（ér），目（mù）前最具影响力的（de）跨链方案均由国外的企业和研（yán）究机构提出。相关实体在（zài）设（shè）计跨链方案时，首先（xiān）考虑的将是自身经济利益。因此，我国应尽快推动区块链互操作（zuò）性研究，积极参与跨链标准（zhǔn）的（de）制（zhì）定，从而为国内的区块链产业争（zhēng）取（qǔ）更多话语权。

2.3安全（quán）性（xìng）

目（mù）前，区块链技术已在金融（róng）、政务甚至国防领域获得初步应用。这些场景（jǐng）对（duì）安全性的要求极（jí）高，然而很多区块链均发生过（guò）严重的安全问题。截（jié）至2018年4月（yuè），区块链已发生超过200起（qǐ）重大安全事件，造成（chéng）的（de）经济（jì）损失（shī）已（yǐ）超过36亿美元（yuán）。因（yīn）此，对区（qū）块链安全性（xìng）的研究势在必行（háng）。

现阶段，业界（jiè）侧重于从不（bú）同角度提出（chū）针对区块（kuài）链系统的攻（gōng）防措施（shī），进而对区块链安全性进行（háng）全方位探索。研究表明，任何违反（fǎn）区块（kuài）链安全性的行为（wéi），都可以归结为（wéi）从算法安全、协议安全、实现安全、使（shǐ）用（yòng）安全和系（xì）统（tǒng）安全等五个层面进行的破坏（huài）、更改（gǎi）和泄露。

（1）算法安全

算（suàn）法安全通常（cháng）是指（zhǐ）密码（mǎ）算法安（ān）全（quán），既（jì）包（bāo）括用于检验交易的哈希算法、签名算法，也包（bāo）括用于某些智能合约中的复杂（zá）密码算法。

一般（bān）来说多数（shù）区块链中使用的通用标准密码算法在（zài）目前是安全（quán）的，但是这些（xiē）算法从间接和未来看（kàn）也存在安全隐（yǐn）患。首先从间（jiān）接来看，SHA256算法对（duì）应（yīng）的ASIC矿机以及矿（kuàng）池的出现，打破了原有“一CPU一票”的理念，使得全网节点减少，权力日趋（qū）集中，51％攻击难度变小，对应的区块链系统受到安全性威胁（xié）。其次从未（wèi）来发展看（kàn），随着量子计算的兴起，实（shí）用的密（mì）码体制均存在被（bèi）攻（gōng）破的（de）威胁（xié）。

此外，对于新型密码，由于其没有（yǒu）经过足够的（de）时间检（jiǎn）验和充分的攻防考验，其在实际（jì）应用中（zhōng）更容（róng）易成为短板（bǎn）。比如麻省理工学院发现新兴区块链IOTA的哈（hā）希（xī）算（suàn）法中存（cún）在致命漏（lòu）洞，使得IOTA团（tuán）队紧急更换算法。某些未（wèi）经检验的随机（jī）数生成器也可能存在漏洞，利用（yòng）生（shēng）日（rì）攻击会产生相同（tóng）随机数，进而（ér）威胁区块链（liàn）安全。

为了防（fáng）止ASIC过度（dù）使用造成区块链（liàn）中心化问（wèn）题，设（shè）计不利于并行计算的哈希算（suàn）法势在必行。目前，莱特（tè）币的scrypt算法和暗黑（hēi）币X11算法均从增加内存（cún）消（xiāo）耗方面提高了ASIC开发难度。为防范（fàn）量子计算威胁（xié），传统密码算法需要尽早替换为（wéi）抗量子密码算法，目前业界（jiè）已提出了基于格上困难问题的密码算法和基于纠错码的（de）密码（mǎ）算法（fǎ）等。为了防范不（bú）成（chéng）熟密码造成的安全漏洞，必须对于未经验证的密码算法谨慎使用（yòng）。另外随机（jī）数（shù）生成器也必（bì）须从伪随机向真随机过（guò）渡，如采用基于混（hún）沌的随机数（shù）发生器129J和基于量子的随机（jī）数发生器（qì）等（děng）。

（2）协议安全

协议是通信双方为（wéi）了实现通信而设计的约定或（huò）通话规则，包括网络层面的通信协议和上层的区块链共识协议。

协议安全在（zài）网络层（céng）面表现为P2P协议设计安全。攻（gōng）击者利用网（wǎng）络协议漏洞可以进（jìn）行（háng）日蚀攻击(Eclipse Attack)和路由攻击(Routing Attack)。攻击者利用网络节点（diǎn）的连接数限制可以用日蚀攻击将（jiāng）节（jiē）点从主网中隔离，而路由攻击（jī）则是通（tōng）过控制路由基础（chǔ）设施将区块链网络分区而进行的攻击。攻（gōng）击者还可以发起DDoS攻（gōng）击，目前对于DDoS攻击只能依（yī）靠收取交易费和浪费算力来控制。

协议安全在区（qū）块链（liàn）共识（shí）层面表（biǎo）现为共识协议安全。首先各类共识协议均（jun1）有容错能力限制（zhì），如PoW存在51％算力攻击，PoS存在（zài）51％币天攻（gōng）击，而DPoS还存在着（zhe）中（zhōng）心化风（fēng）险。其次，共识（shí）协（xié）议容易受到外（wài）部攻击（jī）影响。例如，针对PoW共识已出（chū）现了自私挖矿(Selfish Mining)和顽固挖矿(Stubborn Minging)等（děng）多种（zhǒng）攻击。自私挖矿可以使攻击者获得多（duō）出（chū）自身算力占比的收益；而顽固（gù）挖矿是对自私挖矿的拓展，可（kě）以使攻击者（zhě）收益率比自私挖矿提高13.94%。PoS共识则存在“无利害关（guān）系（xì）(Nothing at Stake)”问题，即区块链发生分叉时，矿（kuàng）工可能会在多个分叉上同时（shí）下注（zhù），以谋取不当（dāng）利益。

针对协议安（ān）全性问题，为防（fáng）止网络（luò）层面的攻击，需要开发者（zhě）谨（jǐn）慎选择区（qū）块链的（de）网络协（xié）议。而为了防止区块链（liàn）共识层面的攻击，则需（xū）设计适（shì）当的激励与惩罚措（cuò）施，从而降低攻（gōng）击者获得（dé）的收益。

（3）实现安全

在（zài）区块链系统的实现过（guò）程中，程序（xù）员可能（néng）会有意或无意留（liú）下漏洞，从而导致区块链的安（ān）全性（xìng）受到损害（hài）。具体表现在（zài）以下两个方（fāng）面。

首先，众多区块链引入了图（tú）灵完（wán）备的智能合约机制。用户（hù）可以利用智能合约编写自（zì）动化程（chéng）序，完成资（zī）产分（fèn）配等操（cāo）作（zuò）。然而，在编写（xiě）智能合约时很（hěn）可能会引入安全性漏洞。例如，某些合约可能会错误地把资产发送到（dào）不受控的（de）地址，或（huò）者（zhě）资产（chǎn）无限期锁（suǒ）死，导（dǎo）致全网可用代币减少（shǎo）等。

其次，区块链的底层（céng）源码（mǎ）也可能存在整（zhěng）数溢出漏洞、短（duǎn）地址漏洞和公（gōng）开（kāi）函数漏洞等各种漏洞。例如，比特币（bì）0.3.11之前版本可（kě）以违规生（shēng）成大量比特币，而以太（tài）坊的短地址漏洞（dòng）可以使交易者从交易所违规获得256倍甚（shèn）至更（gèng）多的利（lì）益。

针（zhēn）对智能合约等程序在（zài）实现上（shàng）的（de）安全问题，业界已（yǐ）提出一系列（liè）的形式（shì）化（huà）验（yàn）证和安全测试技（jì）术，从（cóng）而在产品上线之前发现其可能存（cún）在（zài）的漏洞。此外，诸多区块（kuài）链（liàn）的产品开发者已（yǐ）开始定期（qī）进行（háng）代码审计，包括交（jiāo）易（yì）安（ān）全审（shěn）查和访问（wèn）控制审查等（děng），从而争取在（zài）攻（gōng）击（jī）者发（fā）现漏洞之前（qián）修（xiū）复安全（quán）问题（tí）。

（4）使用安全

在（zài）区（qū）块链中（zhōng），“使用安（ān）全”特（tè）指（zhǐ）用户（hù）私（sī）钥（yào）的安全。私钥代表了用（yòng）户的（de）资（zī）产所有权，是（shì）资产安全的前提。然而（ér）在传统的区（qū）块链中，私钥均由用户自己生产（chǎn）并保管（guǎn），没有第三方的（de）参（cān）与，所以私钥一旦丢失或（huò）被盗（dào），用户就会（huì）遭受资产损失。

在（zài）现实使用中，某些（xiē）交（jiāo）易平（píng）台会代（dài）替用（yòng）户管理私（sī）钥，但是很多平台往（wǎng）往（wǎng）采用联网的“热钱包”管理私（sī）钥，一旦“热钱包”被黑客破解，用户的资产（chǎn）就会被盗取。此外，由于没有完善的风险隔离措施和人员监督（dū）机（jī）制，导致部（bù）分拥有权限的员工利用监管机（jī）会盗（dào）取信息或代币。

针（zhēn）对使用安全性问题，用（yòng）户需要更加谨慎保管私钥，尽量使用与网络（luò）隔离（lí）的冷钱包存储私钥。而交易平台需严格进行权限管理（lǐ），谨慎（shèn）开放服务器端口（kǒu），定期进行安全监测，建立完善的应（yīng）急处理措施。

（5）系统安（ān）全

系统安全是一个整体性概（gài）念，它受到各级安（ān）全因（yīn）素的共（gòng）同影响。攻击者可以综合运用网（wǎng）络攻击手段，对算（suàn）法（fǎ）漏洞（dòng）、协（xié）议漏洞、使（shǐ）用漏洞（dòng）、实现漏洞、系统（tǒng）漏洞等各个方（fāng）面综合利用，从（cóng）而达（dá）成（chéng）攻击（jī）目的。另外社会工程学攻（gōng）击的引入也（yě）使区块链变得更加脆（cuì）弱。为此（cǐ），业界需还要关注用户自身系统安全性，包括定期更新补丁、启（qǐ）用（yòng）设备防（fáng）火墙、禁用路由器中（zhōng）不必（bì）要的组（zǔ）件等。

区块链技术已（yǐ）开始获得广泛（fàn）应用。然而，现有区块链的安（ān）全问（wèn）题曾（céng）出不穷（qióng），因此必须对（duì）安全性问（wèn）题高度重（chóng）视。目前（qián）对区块链安（ān）全性（xìng）的（de）研（yán）究（jiū）主要从“攻”与“防”两个角（jiǎo）度进行。业界分（fèn）别从从算法（fǎ）、协议、实现、使用和系（xì）统等五个层面发（fā）现安全隐患，并（bìng）提出弥补措（cuò）施。然而，现阶段并（bìng）从（cóng）根本上解决安全问题。因此在未来，必须（xū）从区块链体系架构进行（háng）创新，从本质上找到单一（yī）漏洞影响系统安全的原因，得到应对（duì）区块链安全问题的（de）有效机制。

2.4隐私保护

随着区块链技（jì）术不断（duàn）发（fā）展和（hé）广泛应（yīng）用，其（qí）面临的隐（yǐn）私泄露问题越来越突出，必须得到（dào）研究人（rén）员（yuán）和（hé）工业界开发（fā）人员的充分（fèn）重视。相对（duì）于传统（tǒng）的中心化存储架（jià）构，区块链（liàn）机制不依赖特定中心节点处理和存（cún）储数（shù）据，因此能（néng）够避免集中式服务器单点崩溃（kuì）和（hé）数（shù）据泄露（lù）的风险。但是为了（le）在分布式系统中的（de）各（gè）节（jiē）点之间达成共（gòng）识，区块链中所（suǒ）有的交易记录（lù）必须公（gōng）开给所（suǒ）有（yǒu）节点，这将（jiāng）显著增（zēng）加隐私泄露的风险。

然而，区块链本身分布（bù）式的特点与传统IT架构存在显著区别，很多传统（tǒng）的隐私保护方案在（zài）区块链应（yīng）用（yòng）中不适（shì）用，因此分析区块链隐私（sī）泄露缺陷、研究针对性的隐私保（bǎo）护方法具有重要意义。

根（gēn）据保护隐（yǐn）私（sī）的对象分类，主要（yào）可以分为3类：网络层隐私（sī）保（bǎo）护、交易层隐私保护和应用层的隐私保护。网络（luò）层的隐私保护，涵盖数据（jù）在网（wǎng）络中传输的过程（chéng），包括区块链（liàn）节（jiē）点（diǎn）设置模式、节点通信机（jī）制（zhì）、数（shù）据传输的协议机制等；交易层的隐私保护（hù），包含区块链（liàn）中（zhōng）数据产生、验证、存储和使用的整个过程，交易层隐私保护的侧重点是满足区块链基本共识机制和数据存储不（bú）变的条件下，尽可能（néng）隐藏数据信息和数据背后的（de）知识，防止攻击者通（tōng）过（guò）分析区块数据提取（qǔ）用户画像；应用层的隐私（sī）保护场景，包含区块链数（shù）据（jù）被外部应（yīng）用使用的（de）过程等，区块链（liàn）被外部使（shǐ）用的过（guò）程存（cún）在泄（xiè）露交易隐私和身份隐（yǐn）私的威胁，因（yīn）此，应（yīng）用层隐（yǐn）私保护的（de）侧重点包括提升用户的（de）安全意识、提高区块（kuài）链（liàn）服务商的安全防（fáng）护水（shuǐ）平，例如合（hé）理的公私钥保（bǎo）存、构（gòu）建无漏洞的区块链（liàn）服（fú）务等（děng）。

目前的公有链项（xiàng）目中（zhōng），各（gè）参与方都能够获得（dé）完整数据（jù）备（bèi）份，所有数（shù）据对于参与方来（lái）讲是（shì）透（tòu）明（míng）的，任（rèn）何人都可以在链（liàn）上查询到上链数据。比特币（bì）项目（mù）只是通过隔断交易（yì）地址和地址（zhǐ）持有人真实（shí）身（shēn）份的（de）关（guān）联，达到匿名效果，攻击者能够看到（dào）每一笔转账记录的发（fā）送（sòng）方和接受方的地址，但无（wú）法（fǎ）对应到现实世界中（zhōng）的具体（tǐ）某个（gè）人。尽管如此，攻击者仍可以通（tōng）过多（duō）个（gè）层面（miàn）的攻击达到窃取（qǔ）隐私的目的，例如网络层、交易（yì）层和应用层发动不同形式（shì）的攻（gōng）击。对于联盟（méng）链而言，带有CA性质的监管角色虽然可以保证接（jiē）入（rù）节（jiē）点的可信，但如果区块链要承载更多的业务（wù），比如实（shí）际场景中登记实名资产、通过智能合约实（shí）现（xiàn）具体（tǐ）借款合同的同时保（bǎo）证验（yàn）证节点在（zài）不知晓具体合（hé）同信息的情况下（xià）如（rú）何执（zhí）行合（hé）同等等（děng），基于密（mì）码学（xué）、零知识证明等技（jì）术的研究（jiū）正在不断推（tuī）进，只有不断完善区块链技术本身的（de）多（duō）层面隐私保护机制，才（cái）能让区块链实际赋能传统行业，发挥其既定的优势。

2.5可监管性

当前以数字货币为首（shǒu）的各类区块链（liàn）应用发展迅速，与此同时，区块（kuài）链中潜在（zài）的监管问题也逐渐显现。一方面（miàn），区块链数字货币为洗钱（qián）、勒索病（bìng）毒等犯罪活（huó）动提（tí）供了一（yī）条安全稳定的资金渠道，促进了地下黑（hēi）市的（de）运行（háng）。以比特币为例，著名的勒索病毒WannaCry通过（guò）比（bǐ）特币来实现对用户资产的勒索，地下黑（hēi）市（shì）网站“丝绸之路”利用比特币进行（háng）非法买卖，很快受到了地下人群的追捧。另（lìng）一方面，区（qū）块链数（shù）字货币使跨国（guó）境的资金转移变得（dé）更为简单，将有可能损（sǔn）害各国的（de）金融主权（quán），影响金融市场（chǎng）的稳定。与此同时（shí），由于区块链（liàn）去中心化（huà）、不可篡改等特（tè）性，使（shǐ）得区块链（liàn）常被用于（yú）敏感信息的存储与传（chuán）播（bō）。有些（xiē）人将敏（mǐn）感有害信息保存在比特币和以太坊区（qū）块链的交（jiāo）易中，而这些信（xìn）息并不能从（cóng）区（qū）块链中删除。同时（shí），由于区块链的匿名性，监管方（fāng）也不能通过这些敏感信息和涉及违法（fǎ）犯罪的交（jiāo）易的发送方地址找到发送（sòng）方（fāng）的真实身（shēn）份。此类事（shì）件严重危害国（guó）家安全（quán）和稳定，给网（wǎng）络监管机构带来了（le）极大（dà）的（de）挑战和威胁。

当前（qián）对公有链的监管刚刚（gāng）处于起步（bù）阶段，研究方向不（bú）全（quán）面，研究技（jì）术也（yě）不成熟。然而，对公有链的监管需求又是十分必要且紧（jǐn）急的。因此，监管（guǎn）成为了（le）公有链领域急需解决的问（wèn）题，也成为了当前公有（yǒu）链项目落地的最大挑战（zhàn）。联盟链（liàn）由于其自身特点，使得联盟链能够很好的支持对节点（diǎn）和链（liàn）上数（shù）据的监管（guǎn）。因此（cǐ），如何设计监管友好的（de）联盟（méng）链基础（chǔ）架构，在保护隐私的前提下实现监（jiān）管功能，是（shì）联盟链监管中需要研究的主要（yào）问题。任何技术的发展都（dōu）离（lí）不开（kāi）对技术本（běn）身的监管，我们需（xū）要加（jiā）强对（duì）区块链监管的研究，只有这样（yàng）才能够保证区（qū）块链行业的健康和（hé）可持续（xù）发展。