區塊鏈數字資源管理(lǐ)系統

點擊數:0 2019-11-01 來源: 人(rén)民網
習近平總書記在中央政治局第十八次集體學習時強調,“我國在區塊鏈領域擁有良好基礎,要加快(kuài)推動區塊鏈技術和(hé)産業創新發展,積極推進區塊鏈和(hé)經濟社會融合發展”。目前,全球主要國家都在加快(kuài)布局區塊鏈技術發展,區塊鏈技術應用(yòng)已延伸到數字金融、物(wù)聯網、智能制造、供應鏈管理(lǐ)、數字資産交易等多(duō)個領域。積極推進區塊鏈與經濟社會融合發展,不僅有利于拓展區塊鏈技術的(de)應用(yòng)領域和(hé)發展前景,也(yě)将助力我國在全球科技競争取得(de)領先優勢,推動我國經濟實現高(gāo)質量發展。

一、區塊鏈技術概述

區塊鏈技術即分(fēn)布式賬本技術,是一種去中心化(huà)的(de)、由各節點參與的(de)分(fēn)布式數據庫系統。它并不是一款具體的(de)産品,可(kě)以理(lǐ)解爲一種公共記賬的(de)機制(技術方案)。其基本思想是:通(tōng)過建立一組互聯網上的(de)公共賬本,由網絡中所有的(de)用(yòng)戶共同在賬本上記賬與核賬,來保證信息的(de)真實性和(hé)不可(kě)篡改性。而之所以名字叫“區塊鏈”,是因爲它使用(yòng)了(le)一串由密碼學方法相關聯産生的(de)數據塊,每一個數據塊中都包含了(le)過去一段時間内的(de)所有交易信息,用(yòng)于驗證其信息的(de)有效性并産生下(xià)一個區塊。

完備可(kě)追溯、去中心化(huà)和(hé)去信用(yòng)化(huà)是區塊鏈技術的(de)三大(dà)特點,這讓其在金融業中的(de)應用(yòng)潛力巨大(dà),并成了(le)金融科技(Fintech)的(de)核心技術。随著(zhe)以比特币爲代表的(de)虛拟加密貨币不斷地被市場熱炒,區塊鏈技術引起了(le)各界的(de)高(gāo)度關注。盡管比特币等虛拟加密貨币與區塊鏈綁定在一起同時誕生,是目前區塊鏈技術最知名的(de)應用(yòng)。但必須指出的(de)是,虛拟加密貨币并非區塊鏈的(de)唯一應用(yòng),區塊鏈的(de)本質是爲了(le)去中心化(huà),這正是未來市場的(de)發展趨勢。

二、區塊鏈數字資源管理(lǐ)系統概述

傳統的(de)中心化(huà)的(de)數據管理(lǐ)模式促使企業把擁有的(de)數字資産以一個整體的(de)形式存儲在某一城(chéng)市的(de)某個數據中心,不利于資産分(fēn)享和(hé)流通(tōng),一旦數據中心被黑(hēi)客攻破,就會面臨數據整體丢失的(de)風險。基于區塊鏈的(de)數字資産管理(lǐ)系統,其分(fēn)布式存儲冗餘性、去中心化(huà)、高(gāo)安全性和(hé)隐私保護等特點特别适合存儲像圖片、音(yīn)視頻、電子合同和(hé)電子郵件等重要數據,以避免關鍵信息因中心化(huà)設施遭受攻擊或權限管理(lǐ)不當而造成的(de)大(dà)規模數據丢失或洩露。

基于區塊鏈的(de)數字資産管理(lǐ)系統底層架構由六層組成,自下(xià)而上分(fēn)别是數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層、應用(yòng)層。第一層是數據層。數據層封裝了(le)和(hé)數字資産相關的(de)一些關鍵信息,包括區塊信息、資産信息、賬戶信息、交易信息以及指紋信息等。第二層是網絡層。網絡層封裝了(le)P2P組網機制、數據傳播機制和(hé)數據驗證機制等,以實現不同節點之間區塊數據的(de)同步與驗證。第三層是共識層。該層基于RAFT共識機制,适合私有鏈環境。區塊鏈數字資産管理(lǐ)系統本質上是一種由多(duō)個節點同時運行的(de)分(fēn)布式應用(yòng)程序(DApp),上傳節點所有的(de)事務請求需要經過至少(n/2 + 1)節點的(de)确認才會被記賬節點接受。第四層是激勵層,激勵層包括Token發行機制和(hé)Token分(fēn)配機制,通(tōng)過獎勵那些參與記賬的(de)節點,維持整個區塊鏈網絡的(de)穩定運行。第五層是合約層,該層封裝了(le)預設邏輯時鍾和(hé)智能合約,記賬節點需要按照(zhào)共同的(de)合約規定完成相應的(de)數據記錄和(hé)打包任務。最後一層是應用(yòng)層,這一層被用(yòng)于對外提供操縱鏈上數據的(de)接口,以供賬戶管理(lǐ)、審計追蹤、資産交易以及資産信息的(de)檢索和(hé)查詢等。

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區塊鏈數字資産管理(lǐ)系統底層架構圖


基于區塊鏈的(de)數字資産管理(lǐ)系統采用(yòng)主要由區塊鏈、IPFS系統、上傳節點、管理(lǐ)員、記賬節點、Token激勵機制以及第三方用(yòng)戶等組成的(de)主體架構。

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區塊鏈數字資産管理(lǐ)系統主題架構圖

其中,區塊鏈用(yòng)于對交易數據進行安全存儲;IPFS系統即星際文件系統是一種永久的(de)、去中心化(huà)保存和(hé)共享文件的(de)方法,旨在補充乃至颠覆統治互聯網多(duō)年的(de)HTTP模式,爲用(yòng)戶提供比現有網絡環境更佳的(de)上網體驗,IPFS與區塊鏈在分(fēn)布式存儲、數據加密等方面具有相似的(de)原理(lǐ),用(yòng)于彌補區塊鏈在存儲圖片、視頻等大(dà)文件上的(de)天然缺陷;上傳節點代表普通(tōng)的(de)企業員工,對工作狀态下(xià)産生的(de)數字資産進行上傳操作;管理(lǐ)員的(de)主要職責是對企業數字資産進行管理(lǐ),包括數據的(de)分(fēn)享和(hé)檢驗;記賬節點是通(tōng)過共識機制挑選出的(de)用(yòng)于打包數據塊的(de)節點;Token激勵機制是區塊鏈的(de)創新所在,旨在通(tōng)過經濟激勵機制獎勵參與記賬的(de)節點;第三方用(yòng)戶可(kě)以是企業,也(yě)可(kě)以是個人(rén)。系統的(de)基本運作原理(lǐ)如下(xià):

1) 上傳節點把企業數據中心的(de)數字資産上傳至IPFS系統,由其做(zuò)碎片化(huà)分(fēn)割處理(lǐ)操作并存放在多(duō)個參與節點中,上傳節點隻需保存生成的(de)數據指紋,管理(lǐ)員通(tōng)過這個唯一的(de)哈希值可(kě)快(kuài)速訪問和(hé)下(xià)載所需要的(de)文件;

2) 交易經過共識之後通(tōng)過共識機制選出記賬節點,由他(tā)負責對資産信息、區塊信息、用(yòng)戶信息、指紋信息以及交易信息等關鍵信息進行打包和(hé)上鏈操作,經過最終确認的(de)區塊會被同步到其他(tā)參與節點,并以區塊鏈副本的(de)形式存放在本地中以作備用(yòng),避免數據丢失事件的(de)發生;

3) 把新生成的(de)區塊挂載到IPFS系統,目的(de)是由IPFS系統完成點對點的(de)通(tōng)信和(hé)數據查詢,但不影(yǐng)響區塊鏈網絡的(de)功能實現和(hé)最終處理(lǐ)結果;

4) 通(tōng)過Token激勵機制,對完成記賬任務的(de)節點給予一定數量的(de)Token獎勵,并以此作爲企業員工效績認證的(de)憑證,按掌握Token數量的(de)多(duō)少劃算(suàn)成一定的(de)比例給予實際工資獎勵,通(tōng)過這種方式不僅可(kě)以維持區塊鏈網絡的(de)穩定運行,也(yě)極大(dà)激發了(le)員工的(de)工作熱情,爲企業創造更多(duō)的(de)效益;

5) 管理(lǐ)員通(tōng)過比對原始數據的(de)Hash值和(hé)鏈上數據指紋是否一緻,對資産内容的(de)一緻性和(hé)完整性進行校驗,保障企業重要文件的(de)安全;

6) 管理(lǐ)員通(tōng)過身份驗證和(hé)數據加密等技術手段授權第三方用(yòng)戶訪問想要的(de)數據,以實現企業之間數據的(de)分(fēn)享,爲後續搭建企業級聯盟鏈奠定基礎。

三、區塊鏈數字資産管理(lǐ)系統的(de)作用(yòng)

基于區塊鏈的(de)企業數字資産管理(lǐ)(Digital Asset Management)系統可(kě)以解決傳統企業數字資産管理(lǐ)系統的(de)諸多(duō)弊端,如版權糾紛、隐私洩露、數據丢失、惡意篡改、單點故障等。區塊鏈技術作爲一種分(fēn)布式賬本技術,通(tōng)過加密算(suàn)法、共識機制、多(duō)點維護等技術手段能夠保證鏈上數據的(de)可(kě)信賴性和(hé)可(kě)驗證性,降低中心化(huà)管理(lǐ)模式帶來的(de)風險。

四、區塊鏈數字資産管理(lǐ)系統的(de)不足

基于區塊鏈的(de)數字資産管理(lǐ)系統是具有很大(dà)的(de)優勢,但一方面對于企業來說這是一項非常具有挑戰性的(de)工程,它需要前期做(zuò)大(dà)量的(de)準備,例如:制定合理(lǐ)的(de)數字資産管理(lǐ)規範;對企業内部員工進行技術培訓;加大(dà)系統的(de)研究和(hé)投資力度等,這些都将會耗費大(dà)量的(de)人(rén)力和(hé)物(wù)力。而且傳統的(de)數字資産管理(lǐ)平台已趨于穩定,如果不出現比較嚴重的(de)事故,用(yòng)戶不會輕易選擇其他(tā)數字資産管理(lǐ)系統。

另一方面,區塊鏈作爲一門新興技術,理(lǐ)論雖然較爲成熟,但還存在很多(duō)缺陷:

1) 交易速率低,比如比特币系統隻有每秒7筆的(de)交易,以太坊最快(kuài)也(yě)不過幾十筆每秒,效率低下(xià)是區塊鏈所面臨的(de)最大(dà)缺陷;

2) 缺乏對智能合約的(de)安全審計與維護,其存在的(de)漏洞安全問題時有發生;

3) 每個區塊的(de)容量都是有限的(de),緻使區塊鏈存在存儲缺陷;

4) 數據完整性威脅,例如雙花攻擊、日蝕攻擊、賄賂攻擊、扣塊攻擊等;

5) 随著(zhe)量子計算(suàn)機的(de)迅速發展,很有可(kě)能攻破密碼學算(suàn)法(ECDSA、RSA、DSA等);

6) 用(yòng)戶身份無法監督,業務結合難等。因此,基于區塊鏈的(de)數字資産存證在實現業務的(de)同時,還需要在開源的(de)解決方案之上,對框架本身做(zuò)适當的(de)修改和(hé)改造。

内蒙古奇略信息技術有限公司是内蒙古自治區最早進行區塊鏈相關技術研發的(de)企業,并和(hé)區内外相關研究機構建立了(le)長期聯系,在區塊鏈技術研發方面具有良好的(de)技術和(hé)人(rén)才基礎,此次習總書記的(de)講話是對區塊鏈技術的(de)一次重大(dà)促進,也(yě)是企業進行區塊鏈技術深入研發和(hé)實際應用(yòng)的(de)重要契機。


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