区块链怎么保护人类(区块链是如何保护个人隐私的)

发布网友 发布时间：2024-09-30 01:33

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热心网友 时间：7小时前

区块链本身解决的就是陌生人之间大规模协作问题，即陌生人在不需要彼此信任的情况下就可以相互协作。那么如何保证陌生人之间的信任来实现彼此的共识机制呢？中心化的系统利用的是可信的第三方背书，比如银行，银行在老百姓看来是可靠的值得信任的机构，老百姓可以信赖银行，由银行解决现实中的纠纷问题。但是，去中心化的区块链是如何保证信任的呢？

实际上，区块链是利用现代密码学的基础原理来确保其安全机制的。密码学和安全领域所涉及的知识体系十分繁杂，我这里只介绍与区块链相关的密码学基础知识，包括Hash算法、加密算法、信息摘要和数字签名、零知识证明、量子密码学等。您可以通过这节课来了解运用密码学技术下的区块链如何保证其机密性、完整性、认证性和不可抵赖性。

基础课程第七课区块链安全基础知识

一、哈希算法（Hash算法）

哈希函数（Hash），又称为散列函数。哈希函数：Hash(原始信息)=摘要信息，哈希函数能将任意长度的二进制明文串映射为较短的（一般是固定长度的）二进制串（Hash值）。

一个好的哈希算法具备以下4个特点:

1、一一对应：同样的明文输入和哈希算法，总能得到相同的摘要信息输出。

2、输入敏感：明文输入哪怕发生任何最微小的变化，新产生的摘要信息都会发生较大变化，与原来的输出差异巨大。

3、易于验证：明文输入和哈希算法都是公开的，任何人都可以自行计算，输出的哈希值是否正确。

4、不可逆：如果只有输出的哈希值，由哈希算法是绝对无法反推出明文的。

5、冲突避免：很难找到两段内容不同的明文，而它们的Hash值一致（发生碰撞）。

举例说明：

Hash(张三借给李四10万，借期6个月)=123456789012

账本上记录了123456789012这样一条记录。

可以看出哈希函数有4个作用：

简化信息

很好理解，哈希后的信息变短了。

标识信息

可以使用123456789012来标识原始信息，摘要信息也称为原始信息的id。

隐匿信息

账本是123456789012这样一条记录，原始信息被隐匿。

验证信息

假如李四在还款时欺骗说，张三只借给李四5万，双方可以用哈希取值后与之前记录的哈希值123456789012来验证原始信息

Hash（张三借给李四5万，借期6个月）=987654321098

987654321098与123456789012完全不同，则证明李四说谎了，则成功的保证了信息的不可篡改性。

常见的Hash算法包括MD4、MD5、SHA系列算法，现在主流领域使用的基本都是SHA系列算法。SHA（SecureHashAlgorithm）并非一个算法，而是一组hash算法。最初是SHA-1系列，现在主流应用的是SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512算法（通称SHA-2），最近也提出了SHA-3相关算法，如以太坊所使用的KECCAK-256就是属于这种算法。

MD5是一个非常经典的Hash算法，不过可惜的是它和SHA-1算法都已经被破解，被业内认为其安全性不足以应用于商业场景，一般推荐至少是SHA2-256或者更安全的算法。

哈希算法在区块链中得到广泛使用，例如区块中，后一个区块均会包含前一个区块的哈希值，并且以后一个区块的内容+前一个区块的哈希值共同计算后一个区块的哈希值，保证了链的连续性和不可篡改性。

二、加解密算法

加解密算法是密码学的核心技术，从设计理念上可以分为两大基础类型：对称加密算法与非对称加密算法。根据加解密过程中所使用的密钥是否相同来加以区分，两种模式适用于不同的需求，恰好形成互补关系，有时也可以组合使用，形成混合加密机制。

对称加密算法（symmetriccryptography,又称公共密钥加密，common-keycryptography），加解密的密钥都是相同的，其优势是计算效率高，加密强度高；其缺点是需要提前共享密钥，容易泄露丢失密钥。常见的算法有DES、3DES、AES等。

非对称加密算法（asymmetriccryptography，又称公钥加密，public-keycryptography），与加解密的密钥是不同的，其优势是无需提前共享密钥；其缺点在于计算效率低，只能加密篇幅较短的内容。常见的算法有RSA、SM2、ElGamal和椭圆曲线系列算法等。对称加密算法，适用于大量数据的加解密过程；不能用于签名场景：并且往往需要提前分发好密钥。非对称加密算法一般适用于签名场景或密钥协商，但是不适于大量数据的加解密。

三、信息摘要和数字签名

顾名思义，信息摘要是对信息内容进行Hash运算，获取唯一的摘要值来替代原始完整的信息内容。信息摘要是Hash算法最重要的一个用途。利用Hash函数的抗碰撞性特点，信息摘要可以解决内容未被篡改过的问题。

数字签名与在纸质合同上签名确认合同内容和证明身份类似，数字签名基于非对称加密，既可以用于证明某数字内容的完整性，同时又可以确认来源（或不可抵赖）。

我们对数字签名有两个特性要求，使其与我们对手写签名的预期一致。第一，只有你自己可以制作本人的签名，但是任何看到它的人都可以验证其有效性；第二，我们希望签名只与某一特定文件有关，而不支持其他文件。这些都可以通过我们上面的非对称加密算法来实现数字签名。

在实践中，我们一般都是对信息的哈希值进行签名，而不是对信息本身进行签名，这是由非对称加密算法的效率所决定的。相对应于区块链中，则是对哈希指针进行签名，如果用这种方式，前面的是整个结构，而非仅仅哈希指针本身。

四、零知识证明（ZeroKnowledgeproof）

零知识证明是指证明者在不向验证者提供任何额外信息的前提下，使验证者相信某个论断是正确的。

零知识证明一般满足三个条件：

1、完整性（Complteness）：真实的证明可以让验证者成功验证；

2、可靠性（Soundness）：虚假的证明无法让验证者通过验证；

3、零知识（Zero-Knowledge）：如果得到证明，无法从证明过程中获知证明信息之外的任何信息。

五、量子密码学（Quantumcryptography）

随着量子计算和量子通信的研究受到越来越多的关注，未来量子密码学将对密码学信息安全产生巨大冲击。

量子计算的核心原理就是利用量子比特可以同时处于多个相干叠加态，理论上可以通过少量量子比特来表达大量信息，同时进行处理，大大提高计算速度。

这样的话，目前的大量加密算法，从理论上来说都是不可靠的，是可被破解的，那么使得加密算法不得不升级换代，否则就会被量子计算所攻破。

众所周知，量子计算现在还仅停留在理论阶段，距离大规模商用还有较远的距离。不过新一代的加密算法，都要考虑到这种情况存在的可能性。

现在也有很多公益机构开始运用区块链的技术，后疫情时代，数字经济三驾马车分别是新在线经济爆发、智能制造稳步发展、无接触经济兴起。新基建已成为两会热议的话题和未来一段时间的增长点，而区块链在赋能生态环境保护方面有得天独厚的优势。

构建数字积分奖励机制：居民环保意识的建立与实际行动不成正比，譬如：普遍认识到环保的重要性，在“垃圾分类”中因为分类难、流程难、管理难等“难题”，收效甚微。而利用区块链技术可以建立积分奖励制度，使每一个参与到环保事业中的人都能创造可见的“价值”，带动人民积极性。而区块链点对点的传输方式，不仅保障积分安全，还避免以往“从上而下”的传统方式带来的贪污等问题以及人力资源的消耗；

环保治理全程追溯：在垃圾分类，旧物回收方面，之前我们也做了多年努力，并没有起到良好效果，原因是垃圾完成分类但是垃圾车依旧装在一处或者垃圾运输到处理厂，依旧一同烧毁，使得垃圾分类回收毫无意义。而在区块链中，垃圾分类中的每一样物品信息全程透明可追溯，确保我们的环保工作落到实处。

链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径，推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革，构建应用型、复合型人才培养体系。

区块链是什么

区块链有两个含义：

1、区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

2、区块链是比特币的底层技术，像一个数据库账本，记载所有的交易记录。这项技术也因其安全、便捷的特性逐渐得到了银行与金融业的关注。

狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

区块链如何带来个人数据保护“革命”

美国媒体当地时间17日晚间披露说，深陷滥用个人隐私数据丑闻的英国“剑桥分析”公司原本计划推出个人隐私数据存储服务，并通过区块链技术以加密货币的形式出售。个人信息加密货币化的概念其实并不新鲜，这个设想的关键在于每个人对个人信息的自主权。一些业内人士认为，区块链技术可能带来个人数据保护“革命”。

大数据时代，个人的数据被认为是黄金般珍贵。个人数据泄漏令人担忧，但绝大部分人不可能因为害怕数据被收集而切断与互联网的联系，而现阶段有责任保管个人信息的企业、学校、酒店、社交网站等往往担责不力。专家们认为，区块链技术作为一种带有加密、信任、点对点、难篡改等特征的“中间件”，有望解决这个难题。

区块链技术的出现令个人数据掌控权从互联网公司转移到用户自己手中，使人人掌控自己的个人数据成为可能。通过它，用户个人数据可以与个人数字身份证相关联，用户可以选择数字身份证是匿名、化名或公开，还可以随时随地从任何设备访问区块链应用平台，控制他们的互联网个人数据。

举例来说，某人的身份证号码在区块链上的信息可能被转换为一串密文，人脸图像信息也被加密。他在酒店办理入住时，仅需通过应用将身份证号码密文发送给酒店，酒店将信息同区块链应用上的加密数据比对，不需要知道他的任何真实信息，但只要加密数据比对结果相符就可以保证入住。

与此同时，大数据及人工智能开发需要大量用户数据资源，用户可以将个人数据作为加密货币选择性出售，同时收到一定回报。例如，如果电商需要用户数据开发一个新应用，用户可以选择出售自己的购物历史数据，但自己的地址账号等信息仍可以保密。

在基因测序领域，区块链应用已经开始让传统基因测序公司出售个人数据的“生财之道”受到挑战。

近年来，面向普通人的基因测序服务备受追捧。以美国“23与我”染色体生物技术公司为例，消费者仅需不到100美元和几口唾液就能得到家族遗传信息，如果再付80美元，就能在原始数据基础上获得遗传健康风险等方面的深度解析。然而这家企业并不满足于测序服务收入，还将自己掌握的数百万份客户遗传数据分类打包卖给制药公司，仅2015年初出售的帕金森病数据就高达6000万美元。不少类似的生物技术公司一边从消费者获得服务收入，一边转卖消费者的数据“挣双份钱”。

今年2月，美国哈佛大学遗传学家乔治·彻奇创建了“星云基因”公司，希望通过区块链技术打破这个格局。该公司计划以低于1000美元的价格完成全基因组测序，这一费用由客户承担，作为回报，客户在直观了解自身遗传信息对应疾病风险的同时，也拥有对测序数据的自主权。遗传信息将通过区块链技术保障安全，同时加密货币化，按照顾客的意愿进行存储出售等交易。

这家公司计划推出一种“星云币”作为交易媒介，顾客可以将自己的遗传信息兑换为“星云币”，也可以用“星云币”支付自己的测序费用，制药公司可以用传统货币购买“星云币”来获得普通人的遗传信息数据，整个交易买卖过程都通过区块链平台完成，加密透明且安全。

彻奇表示，在综合测序花费、遗传信息保护、数据管理及基因组大数据处理等多方面因素后，区块链技术让更多人真正地“拥有”自己的遗传信息。

简而言之，区块链是一种基于社区的技术，它可以使价值交换更加安全。区块链就是它们的名字。

区块链技术被认为是继蒸汽机、电力和互联网之后的下一代颠覆性核心技术。如果蒸汽机释放了人们的生产力，电力解决了人们的基本生活需求，互联网彻底改变了信息传递的方式，那么区块链作为建立信任的机器，可能会彻底改变整个人类社会的价值传递方式。区块链对我们的影响，就像20年前互联网的出现一样，必然是一场颠覆性的革命，尽管这是一个渐进的过程。

区块链也扮演了很多角色，并得到了广泛的应用。例如：如果区块链应用于食品行业，人们将不再担心食用有害食品。如果区块链被用于钻石生产，消费者将不再担心购买假钻石。如果将区块链应用于教育产业，可以加强知识产权保护。如果将区块链应用于保险业，可以缓解保险业务的信息不对称，有助于提高保险业务的安全性。

区块链和人工智能对普通人有着巨大的影响。基于此，国际投行瑞士信贷将区块链技术的发展分为“概念形成”、“概念验证”、“原型”、“测试”、“生产并行”和“生产”七个阶段。其中，“生产”第七阶段后的2025年是主流社会采用区块链的时点。按照分工，我们还处于区块链技术发展的“半山腰”，即从第三阶段“原型”到第四阶段“实验”的过渡期。

所以，连锁经营对老百姓产生了巨大的影响，为企业创造了最大的价值，给老百姓带来了更多的便利。

在区块链技术中，数字加密技术是其关键之处，一般运用的是非对称加密算法，即加密时的密码与解锁时的密码是不一样的。

简单来说，就是我们有专属的私钥，只要把自己的私钥保护好，把公钥给对方，对方用公钥加密文件生成密文，再将密文传给你，我们再用私钥解密得到明文，就能够保障传输内容不被别人看到，这样子，加密数据就传输完毕了。同时，还有数字签名为我们加多一重保障，用来证明文件发给对方过程中没有被篡改。

作为底层加密技术，区块链加密技术能够有效保障数据安全，改变当下数据易泄露、易被利用的现状，让个人信息数据得到全面的保护，也有望给物联网、大数据、信用监管、移动办公等领域带来亟需的改变。