比特幣的出現(xiàn)引出了區(qū)塊鏈這項技術，比特幣區(qū)塊鏈一種基于電子虛擬貨幣的去中心化可信任的交易系統(tǒng)。比特幣的出現(xiàn)在金融領域與計算機領域內引起了廣泛的關注，專家和學者們也展開了對區(qū)塊鏈技術的進一步研究。近些年來，隨著區(qū)塊鏈技術的不斷創(chuàng)新進步，在國內外引起了研究區(qū)塊鏈的浪潮?；趨^(qū)塊鏈的應用也從最初的電子貨幣向著智能合約的方向發(fā)展，通過編寫智能合約實現(xiàn)不同的應用，并部署到區(qū)塊鏈中，實現(xiàn)應用的去中心化執(zhí)行。區(qū)塊鏈從本質上看是一套分布式系統(tǒng)，通過共識機制和激勵機制實現(xiàn)了系統(tǒng)的去中心化與安全可信。早期的區(qū)塊鏈技術應用就是利用虛擬電子貨幣實現(xiàn)去中心化的交易。采用數(shù)字加密技術實現(xiàn)點對點的交易的基礎上，將交易與時間戳一并寫入到一個基于隨機哈希工作量證明(Proof of Work，PoW）的區(qū)塊中，將區(qū)塊添加到一個無限延伸的鏈式結構中，并以激勵機制鼓勵全網(wǎng)共同維持該鏈正確的延伸下去。區(qū)塊鏈技術的產(chǎn)生打破了人們對傳統(tǒng)交易的認識束縛，隨著以太坊開發(fā)出一套可以執(zhí)行圖靈完備的腳本語言的虛擬機，并引入智能合約的概念，在以太坊區(qū)塊鏈中可以通過編寫智能合約實現(xiàn)各種去中心化應用（Decentralized ?Application，DApp），這也使得區(qū)塊鏈的應用已經(jīng)不僅僅局限于電子貨幣的交易，基于區(qū)塊鏈的去中心化應用也推動著區(qū)塊鏈技術應用于各行各業(yè)。

而另一方面，人們也逐漸發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈技術所帶來的機遇與創(chuàng)新，人們也不斷的去開發(fā)區(qū)塊鏈技術的商業(yè)價值。美國納斯達克在2015年 12 月首次推出基于區(qū)塊鏈技術的證劵交易平臺Linq，這也是金融證劵市場去中心化趨勢的重要里程碑；2016年9月，區(qū)塊鏈支付公司Cricle與蘋果的iMessage聯(lián)合起來，允許用戶通過i Message短信平臺使用美元、歐元、英鎊和比特幣付款。隨著區(qū)塊鏈應用商業(yè)化，區(qū)塊鏈技術也從公鏈形式向聯(lián)盟鏈、私鏈形式發(fā)展。各個區(qū)塊鏈聯(lián)盟也在近幾年大批涌現(xiàn)，國外R3和Hyper Ledger項目比較出名，致力于全球化賬本的研究與實驗，實現(xiàn)高效低成本的交易。其中R3聯(lián)盟最初是由全球30多家銀行共同組織的機構，目的是利用區(qū)塊鏈技術解決目前銀行之間清算中心化的問題。Ripple網(wǎng)絡更是在2016年10月與R3聯(lián)盟進行了一次去中心化境外轉賬實驗，從而解決現(xiàn)有的境外交易清算慢并且需要集中化清算的問題，R3聯(lián)盟成員通過區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)聯(lián)盟內去中心化，完成去中心化的境外交易處理。聯(lián)盟鏈可以說是區(qū)塊鏈技術商業(yè)化應用的最重要的一個方向，也是現(xiàn)階段區(qū)塊鏈技術研究機構的主要研究方向。

現(xiàn)有幾家企業(yè)各自有著本企業(yè)下用戶的賬戶信息，企業(yè)想要通過相互之間聯(lián)合賬戶信息搭建跨企業(yè)用戶的任務發(fā)布平臺，并根據(jù)任務完成情況進行轉賬交易，采用傳統(tǒng)的中心化運行該任務發(fā)布平臺會造成企業(yè)之間的不信任，需要第三方進行監(jiān)管，這樣做勢必會造成一定的開銷浪費，因此，采用區(qū)塊鏈技術有助于這個問題的解決。

1、區(qū)塊鏈發(fā)展現(xiàn)狀

隨著區(qū)塊鏈技術的關注度不斷提高，該技術也在近些年取得了快速的發(fā)展，區(qū)塊鏈的應用場景也從最初的電子虛擬貨幣的發(fā)放交易，延伸到金融領域，到如今已經(jīng)發(fā)展到各行各業(yè)的應用當中。隨著區(qū)塊鏈技術的提高，區(qū)塊鏈1.0、區(qū)塊鏈2.0、區(qū)塊鏈3.0并行的高速發(fā)展，實現(xiàn)真正意義的將去中心化可信系統(tǒng)全行業(yè)覆蓋。

區(qū)塊鏈作為一種分布式系統(tǒng)，在決策權高度分散的去中心化系統(tǒng)中，實現(xiàn)了高效的共識機制，這也是區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)去中心化的核心要素。比特幣采用基于工作量證明的共識機制達成系統(tǒng)的共識，通過算力競爭保證整個系統(tǒng)的一致性和安全性。在比特幣中各個節(jié)點（礦工）共同競爭解決一個求解過程復雜但卻很容易驗證的一個SHA256數(shù)學難題，這個過程稱為挖礦。PoW機制結合比特幣的發(fā)行、交易和驗證，可以抵御節(jié)點的惡意破壞，通過算力競爭來保證系統(tǒng)去中心化可信任的運行。然而PoW共識機制需要節(jié)點間進行算力競爭，因此會造成大量算力資源和電力資源的浪費。而隨著區(qū)塊鏈的應用場景的拓寬，人們對共識機制也在不斷的研究。

與此同時，區(qū)塊鏈的應用從最初的電子虛擬貨幣交易系統(tǒng)向更多的領域的應用發(fā)展。國內外近些年建立了諸多區(qū)塊鏈聯(lián)盟，將區(qū)塊鏈技術應用于現(xiàn)實的生產(chǎn)環(huán)境中去，這也使得各行各業(yè)看到區(qū)塊鏈技術將會帶來的商機，尤其引起了金融相關行業(yè)的關注。其中全球幾大銀行所建立的R3聯(lián)盟便是為了致力于應用區(qū)塊鏈技術，以去中心化的方式提供更優(yōu)質的服務，并提出了基于聯(lián)盟鏈形式的分布式私人賬本Corda，實現(xiàn)聯(lián)盟內的去中心化，并應于金融行業(yè)，但該項目并沒有開源，并僅服務于聯(lián)盟內成員。但是R3聯(lián)盟所取得的成功，引起了區(qū)塊鏈聯(lián)盟的熱潮，不論是由Linux基金會創(chuàng)建的超級賬本聯(lián)盟還是國內建立的中關村產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟都受到了廣泛的關注，而這些聯(lián)盟更加注重對區(qū)塊鏈技術的應用研究，挖掘區(qū)塊鏈技術所支持的去中心化應用場景，并都取得一定的成功，但這些項目仍然處于開發(fā)階段。區(qū)塊鏈的聯(lián)盟鏈發(fā)展是推動區(qū)塊鏈技術不斷進步的重要因素，也是未來幾年內區(qū)塊鏈應用的一個大的方向。但是由于聯(lián)盟鏈剛剛起步，針對于聯(lián)盟鏈場景下的區(qū)塊鏈研究也比較少，如何將比較成熟的基于公鏈的區(qū)塊鏈技術應用于聯(lián)盟鏈場景中還沒有很好地解決方案。因此本文著眼于聯(lián)盟鏈，設計研究基于聯(lián)盟鏈的應用實現(xiàn)具有極大的現(xiàn)實意義和未來價值。

2、區(qū)塊鏈技術的安全特性

首先，它具有去中心化特性。因為整個網(wǎng)絡沒有中心統(tǒng)治者。系統(tǒng)依靠的是網(wǎng)絡上多個參與者的公平約束，所以任意每幾個節(jié)點的權利和義務都是均等的，而且每一個節(jié)點都會儲存這個區(qū)塊鏈上所有數(shù)據(jù)。即使該節(jié)點被損壞或遭受攻擊，仍然不會對賬簿造成任何威脅。

其次，得確保信息或合約無法偽造。賬簿在某個人或某幾人手上，造假的可能性就非常高，但每個人手里都有一本賬簿，除非整個游戲里超過51%的人都更改某一筆賬目，否則任何的篡改都是無效的，這也是集體維護和監(jiān)督的優(yōu)越性。

第三，區(qū)塊鏈上的信息必須不可撤銷，不能隨意銷毀。系統(tǒng)是開源的，整個系統(tǒng)都必須是公開透明的，因此某筆交易被全網(wǎng)廣播以后，達到6個確認以上就成功記錄在案了，且不可逆轉不可撤銷。

第四，區(qū)塊鏈的基本結構，不加上基于此的任何應用和平臺，區(qū)塊鏈就可以增加數(shù)據(jù)安全性。從整體安全角度考慮，區(qū)塊鏈的零信任本質就意味著用戶無需依靠第三方來完成交易。最重要的是，從數(shù)據(jù)角度看，區(qū)塊鏈上發(fā)生的一切都是加密的。黑客悄悄篡改區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)而不被他人發(fā)現(xiàn)這種事絕對不可能發(fā)生。作為高度去中心化的系統(tǒng)，區(qū)塊鏈天生比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)更安全。在大多數(shù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)都集中放置的時候，區(qū)塊鏈的分布式特性就代表著其更難以被黑。沒有單一組織管控，意味著不會發(fā)生單點故障

第五，區(qū)塊鏈可以是公有的也可以是私有的。討論區(qū)塊鏈和數(shù)據(jù)安全的時候，必須區(qū)分公共鏈和私有鏈。無論公共鏈還是私有鏈都具備上面所說的分布式網(wǎng)絡、加密賬簿等固有安全特性，但公共鏈是任何人都能訪問，而私有鏈則只有特定用戶才可以加入。從根本上，私有鏈就比公共鏈更安全，對數(shù)據(jù)安全的顛覆性也就更大。鏈上所存數(shù)據(jù)的類型也是需要的考慮的事項之一。設立公共鏈的人通常提供匿名性，而私有鏈則依賴用戶的身份來驗證訪問權限，也就是說用戶身份信息必須是公開的。于是，公共鏈的匿名性可為一些人提供額外的數(shù)據(jù)安全性。

最后，區(qū)塊鏈信息必須是可驗證的。他人可以經(jīng)過信息提取來判定某筆記錄是真實的還是偽造的。區(qū)塊鏈技術的核心是沿時間軸記錄數(shù)據(jù)與合約，并且只能讀取和寫入，不能修改和刪除。在應用層面，區(qū)塊鏈的安全、透明、高效等優(yōu)勢，使其特別有助于規(guī)范互聯(lián)網(wǎng)金融的發(fā)展，以及促進物聯(lián)網(wǎng)和共享經(jīng)濟的普及與創(chuàng)新；在資本市場，采用分布式數(shù)據(jù)庫和智能合約還可以大幅減少人工核對工作，為金融機構節(jié)省成本。它將在以下領域有廣闊的應用前景：

3、區(qū)塊鏈技術在車聯(lián)網(wǎng)的應用

無論是保護數(shù)據(jù)完整性，還是利用數(shù)字化識別技術來防止車聯(lián)網(wǎng)設備免受DDoS攻擊，區(qū)塊鏈技術都可以發(fā)揮關鍵作用，至少現(xiàn)在它已經(jīng)顯示出了這種能力。愛丁堡龍比亞大學計算機學院的教授Bill Buchanan表示：“區(qū)塊鏈可以彌補我們在安全實踐方面的信任缺失度，在2018年，我們對任何數(shù)據(jù)都要進行加密，這是必須的。但是目前來說，我們沒辦法判斷你的電子郵件有沒有被其他人看過或者修改過，我們甚至還無法驗證郵件是否真的是你朋友發(fā)過來的。但是在區(qū)塊鏈技術的幫助下，我們可以記錄并驗證我們的（交易）行為。雖然現(xiàn)在大家一提到區(qū)塊鏈，可能首先想到的就是各種加密貨幣，但區(qū)塊鏈技術其實還可以為我們的數(shù)字服務構造更加值得信任的基礎設施。

區(qū)塊鏈技術能夠提升車聯(lián)網(wǎng)通信過程中數(shù)據(jù)的保密性和完整性。雖然區(qū)塊鏈最初的設計并沒有考慮到具體的訪問控制，但是現(xiàn)在某些區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)已經(jīng)解決了數(shù)據(jù)保密以及訪問控制的問題了。在這個任何數(shù)據(jù)都有可能被篡改的時代，這顯然是個嚴重問題，但是完整的數(shù)據(jù)加密惡意保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中不被他人通過中間人攻擊等形式來訪問或篡改。

區(qū)塊鏈技術能夠確保車聯(lián)網(wǎng)用戶的隱私。存儲在區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)通過加密技術進行保護，并且所使用的公-私密鑰加密技術確保了數(shù)據(jù)僅由申請數(shù)據(jù)的目標接收。加密技術還可以幫助用戶在通過網(wǎng)絡發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時保持半匿名，從而保護隱私。由于其去中心化架構和其設計中使用的加密編碼，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡從數(shù)學運算角度上講非常難以入侵，就算該系統(tǒng)可以入侵，成本也會飆升，其中存儲在每個節(jié)點上的數(shù)據(jù)與整個數(shù)據(jù)庫正確同步。

區(qū)塊鏈技術能夠使車聯(lián)網(wǎng)用戶的數(shù)據(jù)永久保存。區(qū)塊鏈成為想要以數(shù)字方式存儲數(shù)據(jù)而不用擔心數(shù)據(jù)丟失風險的用戶的一種使用選擇。存儲于區(qū)塊鏈之中的數(shù)據(jù)將始終存在，并且無法以任何方式進行編輯或篡改。 新增或更新的數(shù)據(jù)只能附加于隨后的區(qū)塊鏈之中。

區(qū)塊鏈技術可能取代公鑰基礎設施（PKI）。公鑰基礎設施是用于保證電子郵件、消息應用程序、網(wǎng)站和其他通信形式的公鑰加密系統(tǒng)。然而，大多數(shù)實現(xiàn)都依賴于集中的第三方證書頒發(fā)機構（CA）來發(fā)布、撤銷和存儲密鑰對，而攻擊者可以針對這些密鑰來破壞加密通信并偽造身份。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中發(fā)布密鑰理論上來說可以消除這種安全風險，并允許應用程序驗證其他通信程序的合法身份。

4、總結

區(qū)塊鏈技術目前仍在發(fā)展中，各行業(yè)也在積極探討區(qū)塊鏈的應用，區(qū)塊鏈的安全特性，能夠在車聯(lián)網(wǎng)V2X中發(fā)揮巨大的作用，也為車聯(lián)網(wǎng)安全帶來了新的技術方向。

（via:廈門雅迅網(wǎng)絡股份有限公司）