區(qū)塊鏈存證系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？

目錄

區(qū)塊鏈存證核心技術(shù)
（1）共識機(jī)制
（2）簽名驗簽
（3）鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)
（4）P2P通訊

區(qū)塊鏈存證相關(guān)技術(shù)

（1）電子身份認(rèn)證    
（2）時間戳服務(wù)    
（3）數(shù)據(jù)加解密
（4）數(shù)據(jù)存儲
（5）智能合約

區(qū)塊鏈具有的適用于電子數(shù)據(jù)存證的能力，來源于區(qū)塊鏈系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)包括兩方面，核心技術(shù)和相關(guān)技術(shù)。區(qū)塊鏈的核心技術(shù)包括：共識機(jī)制、存儲結(jié)果、通信方式等，用于保障區(qū)塊鏈的多方參與、難篡改、難丟失的特性。區(qū)塊鏈的相關(guān)技術(shù)包括：可信存儲、電子身份、可信時間等，為區(qū)塊鏈系統(tǒng)的多種應(yīng)用場景提供支持。

1、核心技術(shù)

（1）共識機(jī)制

共識算法用于協(xié)調(diào)區(qū)塊鏈全網(wǎng)中各節(jié)點數(shù)據(jù)的一致性。共識算法通過制定達(dá)成共識的規(guī)則，實現(xiàn)節(jié)點選舉、數(shù)據(jù)一致性驗證和數(shù)據(jù)同步控制等功能。一般來說共識算法有如下功能：

1）參與共識的節(jié)點在互不信任的條件下達(dá)成共識；

2）支持節(jié)點獨立進(jìn)行算法運(yùn)算，不依賴任何其他節(jié)點數(shù)據(jù)和狀態(tài)；

3）保證各節(jié)點對上鏈數(shù)據(jù)打包區(qū)塊的計算能收斂并達(dá)到最終一致性；

4）聲明在一定規(guī)模的節(jié)點環(huán)境下達(dá)成共識所需的理論時間；

5）應(yīng)有明確的抗惡意攻擊指標(biāo)。

（2）簽名驗簽

數(shù)字簽名是使用非對稱密鑰加密技術(shù)與數(shù)字摘要技術(shù)，用于鑒別數(shù)字信息的方法。主要用于確定消息確實是由發(fā)送法簽名并發(fā)出來，并確定接收到的消息的完整性，沒有在傳輸過程中被篡改。

數(shù)字簽名技術(shù)是將摘要信息用發(fā)送者的私鑰加密，與原文一起傳送給接收者。接收者只有用發(fā)送者的公鑰才能解密被加密的摘要信息，然后用哈希函數(shù)對受到的原文產(chǎn)生一個摘要信息，與解密的摘要信息對比。如果相同，則說明收到的信息是完整的，在傳輸過程中沒有被修改，否者說明信息被修改過，因此數(shù)字簽名能夠驗證信息的完整性。

（3）鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)

鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)是將一段時間內(nèi)發(fā)生的事務(wù)處理以區(qū)塊為單位進(jìn)行存儲，并以密碼學(xué)算法將區(qū)塊按時間先后順序連接成鏈條的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。由于后一個區(qū)塊中包含著前面區(qū)塊的特征信息，因此如果想要修改其中一個區(qū)塊中數(shù)據(jù)，需要將鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)中的后序區(qū)塊全部修改。而隨著區(qū)塊中區(qū)塊數(shù)量的不斷增加，修改難度也不斷增大。因此鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)有效的提高了存儲其中的數(shù)據(jù)的防篡改和防偽造能力。

（4）P2P通訊

P2P（點對點）市值網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點的地位都是對等的，每個節(jié)點既充當(dāng)服務(wù)器，為其他節(jié)點提供服務(wù)，同時也享用其它節(jié)點提供的服務(wù)。P2P網(wǎng)絡(luò)中的資源和服務(wù)分散在所有的節(jié)點上，信息的傳輸和服務(wù)的實現(xiàn)都直接在節(jié)點之間進(jìn)行，可以無需中間環(huán)節(jié)和服務(wù)器的介入，避免了可能的瓶頸，凸顯了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性、健壯性等方面的優(yōu)勢。區(qū)塊鏈中的各節(jié)點是典型的相互平等，部分主次的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，通過P2P通訊機(jī)制可以實現(xiàn)節(jié)點間數(shù)據(jù)的就近快速同步的效果。同時也提高了整個區(qū)塊鏈的抗網(wǎng)絡(luò)攻擊的能力。

2、相關(guān)技術(shù)

（1）電子身份認(rèn)證

電子身份是一種數(shù)字化唯一身份標(biāo)識，用于在IT系統(tǒng)中對人、組織、現(xiàn)實主體等進(jìn)行唯一標(biāo)注。電子身份認(rèn)證使用各種驗證手段來校驗現(xiàn)實主體與電子身份間的合法對應(yīng)關(guān)系，如帶有智能芯片的身份卡、指紋、虹膜、語音等。電子身份認(rèn)證的核心是數(shù)字簽名技術(shù)，他保證了用戶身份的唯一性和合法性。

電子身份認(rèn)證是司法存證主體以及用戶到反欺詐認(rèn)證的基礎(chǔ)，使用電子身份可以準(zhǔn)確的記錄行為方主體、操作人員信息，是電子數(shù)據(jù)有效性的基礎(chǔ)保障。電子身份認(rèn)證可以通過權(quán)威機(jī)構(gòu)信息認(rèn)證、大數(shù)據(jù)、人工智能方式對行為人的真實性進(jìn)行驗證，也可以直接在區(qū)塊鏈上進(jìn)行構(gòu)建。

（2）時間戳服務(wù)

時間戳是一個能夠表示一份電子數(shù)據(jù)在一個特點時間點已經(jīng)存在的完整的可驗證的數(shù)據(jù)。主要提供一份電子證據(jù)，以證明某個電子數(shù)據(jù)的產(chǎn)生時間。在實際應(yīng)用上，它可以使用在包括電子商務(wù)、金融活動的各個方面，尤其可以用來支撐公開密鑰基礎(chǔ)設(shè)施的“不可否認(rèn)”服務(wù)。

可信時間戳是將電子數(shù)據(jù)摘要和權(quán)威時間源綁定，由國家授時中心負(fù)責(zé)授時和守時，并由可信的時間戳服務(wù)機(jī)構(gòu)對電子數(shù)據(jù)摘要和權(quán)威時間記錄進(jìn)行數(shù)字簽名生成時間戳。通過可信時間戳可以確定電子文件生成的精確時間，并防止電子文件被篡改。為電子數(shù)據(jù)提供可信的時間證明和內(nèi)容真實性、完整性證明，作為證據(jù)使用具有權(quán)威性和可信賴性，符合《電子簽名法》要求，在法律上具備證明效力。

（3）數(shù)據(jù)加解密

數(shù)據(jù)加解密是使用加密算法將明文數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o法直接讀取并理解的密文數(shù)據(jù)，擁有解密權(quán)限的人可以通過解密算法將密文恢復(fù)為明文數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)加解密應(yīng)用在數(shù)據(jù)的傳輸、存儲環(huán)節(jié)，保證數(shù)據(jù)在傳輸、存儲中的安全性。加解密也是電子數(shù)據(jù)存證系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)隱私保護(hù)的重要支撐。

（4）數(shù)據(jù)存儲

區(qū)塊鏈鏈上通常為了控制數(shù)據(jù)傳輸量，只記錄原始數(shù)據(jù)的哈希值，以達(dá)到電子數(shù)據(jù)保全的目的。還需對在區(qū)塊鏈上固化的電子數(shù)據(jù)原文進(jìn)行安全存儲。數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)使用安全的存儲方式，同時擁有數(shù)據(jù)高并發(fā)、動態(tài)擴(kuò)容等能力。

（5）智能合約

智能合約以代碼的方式實現(xiàn)既定的復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯，智能合約由合約參與方共同制定和維護(hù)，一旦部署則自動執(zhí)行。智能合約具有自動執(zhí)行的特性，可降低人為干擾和人工成本。智能合約技術(shù)為區(qū)塊鏈用于復(fù)雜業(yè)務(wù)場景，支持垂直行業(yè)業(yè)務(wù)提供了支撐。

相關(guān)閱讀：電子存證的司法解釋

（以上內(nèi)容來源：可信區(qū)塊鏈推進(jìn)計劃）