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区块链应用开发技术思考及探索

来源:本站原创 浏览:99次 时间:2022-03-19

一、至信链



谈到区块链,不得不说一个很经典的问题:区块链的数据到底可不可以更改呢?刚才有人回答说可以,有回答说不可以。其实这两个答案从不同角度解释都是对的。


区块链是分布式的系统,单独对一个节点的数据修改是无法改变整个网络的数据状态的,这些修改必须达成全局共识,才能在区块链中生效。同时它是链式结构,后面的区块会包括前面区块的哈希,对前面区块的任何修改都会导致后面数据块全部需要修改。这些区块链特性,都保证了对于已存在链上的数据很难被修改。



基于以上,怎么理解链上数据既不可以更改又可以更改呢?区块链其实可以类比我们的人生,如果把每天当成一个区块的话,这一天一旦结束,昨天的数据就是无法修改的。但是我们能够在今天把昨天想做的事情做得更好一点,也即我们可以在昨天的区块后再附上一个新的区块。


所以说区块链既不可以修改,又可以修改,不可修改主要是对于已经存在的数据,可以修改主要是指可以附加新的区块,整个历史可追溯。


区块链的技术特性包含以下几个部分:


第一个是分布式共识,通过分布式共识,确保单个节点无法直接写入数据,需要多个节点共识后数据才能写进去。


第二是块链式结构,增加了区块的修改难度,保证数据的完整性。


第三是智能合约,有了在链上的智能合约以后,用户就可以把企业间合作的业务逻辑放在链上,结合链上可信的数据和透明的业务逻辑,加速整体业务流转。


最后一个是密码学技术,包括对称、非对称、零知识,同态加密等来保证链上的数据可信及交易隐私。



区块链的数据难篡改,全程可追溯,全网透明等特性,天然适合应用在存证领域。随着信息互联网的发展,现在的信息越来越多,每天都有海量的信息在网络上产生,这些信息有部分可能会被用来做案件的电子证据。


我们来看一下统计数据,2018年全国受理的总计2800万件的案件中,有73%的案件涉及到了电子数据,仅7%电子证据被认定。这背后的根本原因是什么?电子数据存在以下几个问题:首先它们大多是中心化的,很容易受到篡改。其次这些数据的量很大,很难有足够的人力去处理。另外电子数据的归属问题也难以解决。


从电子数据到电子证据,这中间需要一些必要的转化过程,那么区块链是否可以助力实现这样的过程呢?


从政策方面看,司法端在积极拥抱区块链技术,比如杭州互联网法院基于区块链做的一些判例,最高法对区块链的存证方式也表示了认可。区块链存证既满足合规的需求,同时也有实际的应用需求,这就是至信链落地的背景。


    

区块链应用是一个分布式的应用,需要多个组织共同加入维护。我们选择跟一些公信力机构合作,包括网安、北明、工信部一所等权威机构,让他们也成为区块链的节点,来共同维护链上的数据。


另外我们也跟司法端进行打通,至信链的节点会部署到一些法院,比如四川高院、前海法院等。


在满足存证的基本需求后,紧接着就会衍生一系列其他的需求。比如存证以后是不是有能力鉴别一下有没有侵权发生?是不是具备侵权监测的能力?如果侵权发生以后是不是能够取证?做完取证以后是不是还能及时的把数据上传到法院......


结合区块链技术,整个内容保护的生态形成了闭环。在整个闭环中,我们会在擅长的领域发力。同时我们也积极接入了其他的能力合作方,比如取证方,版权服务方等。


目前至信链整个内容生态已经加入了很多成员,比如腾讯系的企鹅号、腾讯音乐等,还有很多外部合作方,比如贝壳、得到等。


我们每个人每天在网上都会产生大量的信息,有些信息是有价值的。对于有价值的信息,我们需要及时保护,维护自己的利益。


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在至信链中,我们主要是用区块链来做存证。当用户产生数据以后,用户对数据进行哈希处理,然后存储在至信链上。哈希可以保证一个文件到哈希值是一对一的关系,而且很难从哈希值再反推回原文件,如果对原文件做任何修改也都会导致哈希值发生巨大变化。



当用户认为某个数据很重要,比如一张图片很重要,用户可以把它哈希存储到至信链上。但是单纯的哈希值只能证明这个作品已存在,还不能证明它属于谁,所以还需要加上一些电子签名,同时附带上时间戳。这样我们就能知道:什么时候是谁拥有了什么东西。


虽然无法知道在这个用户存证之前这张照片是否已经存在,但至少可以保证:如果你是照片拥有方,第一时间上链基本上就可以保证你的权益。


当上链以后,如果发现这张图片被其他人盗用了,版权拥有方就可以起诉侵权方。版权拥有方提交证据原文到法院端,法院端可以跟至信链打通进行链上的校验,保障版权拥有方的权益。至信链其实和我们的生活息息相关,它服务的不仅是供应链、金融,也包括我们个人的版权。


二、联盟治理



1. 区块链部署方式


区块链是一个多中心的分布式网络。当我们需要搭建一个区块链以及在区块链上做业务的时候,第一个遇到的问题就是:我们该怎么搭建这条链?


这里有几种方式,第一是私有化。对于开发能力和运维能力很强的联盟,可能想要自己部署区块链网络把参与方的各个节点打通,同时所有的运维监控,包括智能合约部署全部都由自己的技术人员来负责。


这样操作是可行的,但是也会带来一些问题。主要问题是区块链的应用还没有正式开展的时候,就已经投入了大量的人力物力在区块链底层上,这也相对延缓了上链的进程。


另外一个方式是公有云,每个云厂商现在都提供了区块链整套的解决方案,只需要在公有云上轻轻地点击就可以帮助部署自己的区块链网络,包括部署智能合约,同时会自动的对区块链网络进行运维监控。


用户不用关心底层链到底怎么实现,只需要关心业务层怎么转化成区块链认可的智能合约。这种方式相对比较快。


随着业务的发展,会渐渐引入一些机构,这些机构或许对数据有一些合规性的要求,这个时候,可以在公有云上再拉一个节点到用户的IDC里面做混合云的解决方案。



2. 数据上链


当我们的网络已经部署好了以后,就需要考虑数据的问题。我们在做区块链应用的时候需要考虑:到底要将哪些数据放到链上?


区块链本身的计算能力和存储是有限的,所以不要浪费有限的计算和存储,只需要把一些关键的信息上链即可,而且关键信息如果很大的话,也可以把关键信息摘要进行上链。


另外对于有争议数据,比如是你单方产生的数据,但是其他方要使用,这时候建议上链;还有多方共同产生的数据,也建议放在链上;对于重要的数据,数据的整个生命周期都应在链上留痕;第三个是多方共同维护的不可拆分的数据也建议上链。


    

当这些数据上链以后,所有节点都有账本,所有的参与方都可以看到上链的数据。


区块链的透明性是一把双刃剑,所有节点都可以看到就意味着隐私性无法得到保护。这就要考虑怎么在数据上链和隐私安全之间做一个权衡。


数据上链有几种方式。第一种方式是明文上链,数据只要制度上保证联盟参与方不泄露,且不涉及到用户隐私是可以明文上链。


如果明文上链不可行,还可以选择密文上链。数据的原文参与方是看不到的,而且它是不可操作的,并且缺少明文和对应的私钥也是无法验证的。密文上链的典型场景是存证,哈希存证就是密文上链。当然也可以用对称、非对称的方法加密上链。


还有一些涉及到账户操作的,比如虽然是密文,但是需要对它进行加减操作。这时候可以引入同态加密的方式。链上的数据都是加密的,这些加密的数据可以和其他一些数据直接操作,比如密文跟明文相加,或者密文跟密文相加,得到的是密文的结果。持有相关私钥的用户,可以解出正确的结果。区块链在其中负责运算的过程,这就可以做到密文可操作。


密文可操作的缺点在于不可验证。比如用户在链上转了100的资产,这时候其实并不知道用户是否具有100的资产,区块链只是单纯的做了资产相减的操作。这时候希望密文除了可操作,并且还要做到可验证。


例如说链上资产需要减去100,这个时候不需要知道具体的资产数额,但只要能证明链上资产大于100就可以满足要求了。我们可以引入零知识来满足对应的需求。




这些加密算法并不是说每个应用都要全部使用到,主要是根据业务场景需求。在遇到这些场景的时候再结合云厂商提供的方案一起整合到智能合约里,让开发更加顺畅。

    

3. 数据膨胀


数据上链以后,另外一个挑战就是关于数据膨胀的问题。区块链是一个链式结构,数据存上去以后,后面会不停增加新的区块,它必然会导致大量数据的膨胀,该如何处理呢?


这里有几个解决方案:


第一个方案是:减少区块本身的大小。这样做一方面是优化区块链底层,在区块链底层引擎里把一些不必要的数据去掉或者存储在另外一个地方,只要能证明该区块的有效性就可以。


另一方面是

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