比特幣的出現引出了區塊鏈這項技術，比特幣區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。比特幣的出現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塊鏈技術的進一步研究。近些年來，隨著區塊鏈技術的不斷創新進步，在國內外引起了研究區塊鏈的浪潮。基于區塊鏈的應用也從最初的電子貨幣向著智能合約的方向發展，通過編寫智能合約實現不同的應用，并部署到區塊鏈中，實現應用的去中心化執行。區塊鏈從本質上看是一套分布式系統，通過共識機制和激勵機制實現了系統的去中心化與安全可信。早期的區塊鏈技術應用就是利用虛擬電子貨幣實現去中心化的交易。采用數字加密技術實現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）的區塊中，將區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共同維持該鏈正確的延伸下去。區塊鏈技術的產生打破了人們對傳統交易的認識束縛，隨著以太坊開發出一套可以執行圖靈完備的腳本語言的虛擬機，并引入智能合約的概念，在以太坊區塊鏈中可以通過編寫智能合約實現各種去中心化應用（Decentralized ?Application，DApp），這也使得區塊鏈的應用已經不僅僅局限于電子貨幣的交易，基于區塊鏈的去中心化應用也推動著區塊鏈技術應用于各行各業。

而另一方面，人們也逐漸發現區塊鏈技術所帶來的機遇與創新，人們也不斷的去開發區塊鏈技術的商業價值。美國納斯達克在2015年 12 月首次推出基于區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，區塊鏈支付公司Cricle與蘋果的iMessage聯合起來，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。隨著區塊鏈應用商業化，區塊鏈技術也從公鏈形式向聯盟鏈、私鏈形式發展。各個區塊鏈聯盟也在近幾年大批涌現，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，實現高效低成本的交易。其中R3聯盟最初是由全球30多家銀行共同組織的機構，目的是利用區塊鏈技術解決目前銀行之間清算中心化的問題。Ripple網絡更是在2016年10月與R3聯盟進行了一次去中心化境外轉賬實驗，從而解決現有的境外交易清算慢并且需要集中化清算的問題，R3聯盟成員通過區塊鏈技術實現聯盟內去中心化，完成去中心化的境外交易處理。聯盟鏈可以說是區塊鏈技術商業化應用的最重要的一個方向，也是現階段區塊鏈技術研究機構的主要研究方向。

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

1、區塊鏈發展現狀

隨著區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展，區塊鏈的應用場景也從最初的電子虛擬貨幣的發放交易，延伸到金融領域，到如今已經發展到各行各業的應用當中。隨著區塊鏈技術的提高，區塊鏈1.0、區塊鏈2.0、區塊鏈3.0并行的高速發展，實現真正意義的將去中心化可信系統全行業覆蓋。

區塊鏈作為一種分布式系統，在決策權高度分散的去中心化系統中，實現了高效的共識機制，這也是區塊鏈技術實現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的共識，通過算力競爭保證整個系統的一致性和安全性。在比特幣中各個節點（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數學難題，這個過程稱為挖礦。PoW機制結合比特幣的發行、交易和驗證，可以抵御節點的惡意破壞，通過算力競爭來保證系統去中心化可信任的運行。然而PoW共識機制需要節點間進行算力競爭，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，區塊鏈的應用從最初的電子虛擬貨幣交易系統向更多的領域的應用發展。國內外近些年建立了諸多區塊鏈聯盟，將區塊鏈技術應用于現實的生產環境中去，這也使得各行各業看到區塊鏈技術將會帶來的商機，尤其引起了金融相關行業的關注。其中全球幾大銀行所建立的R3聯盟便是為了致力于應用區塊鏈技術，以去中心化的方式提供更優質的服務，并提出了基于聯盟鏈形式的分布式私人賬本Corda，實現聯盟內的去中心化，并應于金融行業，但該項目并沒有開源，并僅服務于聯盟內成員。但是R3聯盟所取得的成功，引起了區塊鏈聯盟的熱潮，不論是由Linux基金會創建的超級賬本聯盟還是國內建立的中關村產業聯盟都受到了廣泛的關注，而這些聯盟更加注重對區塊鏈技術的應用研究，挖掘區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階段。區塊鏈的聯盟鏈發展是推動區塊鏈技術不斷進步的重要因素，也是未來幾年內區塊鏈應用的一個大的方向。但是由于聯盟鏈剛剛起步，針對于聯盟鏈場景下的區塊鏈研究也比較少，如何將比較成熟的基于公鏈的區塊鏈技術應用于聯盟鏈場景中還沒有很好地解決方案。因此本文著眼于聯盟鏈，設計研究基于聯盟鏈的應用實現具有極大的現實意義和未來價值。

2、區塊鏈技術的安全特性

首先，它具有去中心化特性。因為整個網絡沒有中心統治者。系統依靠的是網絡上多個參與者的公平約束，所以任意每幾個節點的權利和義務都是均等的，而且每一個節點都會儲存這個區塊鏈上所有數據。即使該節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督的優越性。

第三，區塊鏈上的信息必須不可撤銷，不能隨意銷毀。系統是開源的，整個系統都必須是公開透明的，因此某筆交易被全網廣播以后，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，區塊鏈的基本結構，不加上基于此的任何應用和平臺，區塊鏈就可以增加數據安全性。從整體安全角度考慮，區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，從數據角度看，區塊鏈上發生的一切都是加密的。黑客悄悄篡改區塊鏈上數據而不被他人發現這種事絕對不可能發生。作為高度去中心化的系統，區塊鏈天生比傳統數據安全系統更安全。在大多數現有數據安全系統都集中放置的時候，區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，意味著不會發生單點故障

第五，區塊鏈可以是公有的也可以是私有的。討論區塊鏈和數據安全的時候，必須區分公共鏈和私有鏈。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，對數據安全的顛覆性也就更大。鏈上所存數據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據安全性。

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

3、區塊鏈技術在車聯網的應用

無論是保護數據完整性，還是利用數字化識別技術來防止車聯網設備免受DDoS攻擊，區塊鏈技術都可以發揮關鍵作用，至少現在它已經顯示出了這種能力。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，我們對任何數據都要進行加密，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過來的。但是在區塊鏈技術的幫助下，我們可以記錄并驗證我們的（交易）行為。雖然現在大家一提到區塊鏈，可能首先想到的就是各種加密貨幣，但區塊鏈技術其實還可以為我們的數字服務構造更加值得信任的基礎設施。

區塊鏈技術能夠提升車聯網通信過程中數據的保密性和完整性。雖然區塊鏈最初的設計并沒有考慮到具體的訪問控制，但是現在某些區塊鏈技術實現已經解決了數據保密以及訪問控制的問題了。在這個任何數據都有可能被篡改的時代，這顯然是個嚴重問題，但是完整的數據加密惡意保證數據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。

區塊鏈技術能夠確保車聯網用戶的隱私。存儲在區塊鏈上的數據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據僅由申請數據的目標接收。加密技術還可以幫助用戶在通過網絡發送和接收數據時保持半匿名，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，區塊鏈網絡從數學運算角度上講非常難以入侵，就算該系統可以入侵，成本也會飆升，其中存儲在每個節點上的數據與整個數據庫正確同步。

區塊鏈技術能夠使車聯網用戶的數據永久保存。區塊鏈成為想要以數字方式存儲數據而不用擔心數據丟失風險的用戶的一種使用選擇。存儲于區塊鏈之中的數據將始終存在，并且無法以任何方式進行編輯或篡改。 新增或更新的數據只能附加于隨后的區塊鏈之中。

區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、網站和其他通信形式的公鑰加密系統。然而，大多數實現都依賴于集中的第三方證書頒發機構（CA）來發布、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。在區塊鏈網絡中發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

區塊鏈技術目前仍在發展中，各行業也在積極探討區塊鏈的應用，區塊鏈的安全特性，能夠在車聯網V2X中發揮巨大的作用，也為車聯網安全帶來了新的技術方向。

（via:廈門雅迅網絡股份有限公司）