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基于區(qū)塊鏈的零信任網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)

作者:莫裕清來源:《河南經(jīng)濟(jì)報(bào)》日期:2024-09-06人氣:203

網(wǎng)絡(luò)安全問題是一個持續(xù)的、值得深入研究的問題,近二十年來,每年在國內(nèi)外都會出現(xiàn)不同頻次的網(wǎng)絡(luò)安全事件,并且在各個領(lǐng)域都出現(xiàn)的是事先不可預(yù)知和不可控的網(wǎng)絡(luò)安全事件,在國家和社會層面都形成較大的負(fù)面影響。隨著一些新興領(lǐng)域的興起,新興產(chǎn)品自身存在的安全問題,造成互聯(lián)網(wǎng)安全因素缺乏,可能給整個網(wǎng)絡(luò)帶來不安全性,從而引發(fā)各種網(wǎng)絡(luò)安全問題和事件,因此在互聯(lián)網(wǎng)開放領(lǐng)域已經(jīng)沒有絕對的網(wǎng)絡(luò)安全,隨時都有可能面臨已知和未知的網(wǎng)絡(luò)安全攻擊,從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓、信息泄露甚至導(dǎo)致硬件故障等。

在很長一段時間國內(nèi)外都在探究如何實(shí)現(xiàn)絕對的網(wǎng)絡(luò)安全,當(dāng)很多大型的網(wǎng)絡(luò)安全企業(yè)在面臨不能絕對的保障網(wǎng)絡(luò)安全情況下,探究一種通過誠信上網(wǎng),即從道德層面來約束上網(wǎng)者的上網(wǎng)行為,將人性放到了最高境界,這屬于一種理想境界,靠人性的約束是無法改變和解決技術(shù)層面的東西的。網(wǎng)絡(luò)安全問題它是一個技術(shù)層面的問題,解決其存在的根本問題最終還得從技術(shù)層面來處理。構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的零信任網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu),探索遺傳基因加密技術(shù),從技術(shù)底層上進(jìn)行身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)加密,保證數(shù)據(jù)的唯一性和安全性,從而實(shí)現(xiàn)鏈上數(shù)據(jù)的絕對安全。

一、零信任網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)

區(qū)塊鏈。具有共識機(jī)制、智能合約和身份校驗(yàn),對鏈上的結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)不研究其是可信不可信,接入結(jié)點(diǎn)都按照不信任結(jié)點(diǎn)自動進(jìn)行校驗(yàn),即不管接入結(jié)點(diǎn)用戶的身份背景,本人是否誠信,由鏈上所有結(jié)點(diǎn)對其資料、數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性進(jìn)行校驗(yàn),并對結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)用獨(dú)有的加密技術(shù)進(jìn)行加密,保障其獨(dú)有的身份,校驗(yàn)通過的用戶結(jié)點(diǎn),將其放置到區(qū)塊鏈上,保障了結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的唯一性、共識性、安全性和溯源性,并具有防篡改性;

零信任。對任何輸入、輸出都不信任,即不管接入鏈上的用戶是否可信,一律按照不信任校驗(yàn),區(qū)塊鏈本身具有該特征,區(qū)塊鏈對接入的任何結(jié)點(diǎn)都會進(jìn)行身份驗(yàn)證,同時對結(jié)點(diǎn)的輸入進(jìn)行身份驗(yàn)證和密碼校驗(yàn),輸出進(jìn)行身份印記,鏈上結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù),除了具有結(jié)點(diǎn)身份的人,其他的人不具有任何輸入權(quán)限,任何人不具有輸出數(shù)據(jù)的破解權(quán)限;

加密技術(shù)。要保障數(shù)據(jù)的安全,必須使用強(qiáng)悍的加密技術(shù)對數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)及核心數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,量子計(jì)算機(jī)一旦出現(xiàn),現(xiàn)有的對稱加密算法、非對稱加密算法,其密碼可以在有限的時間內(nèi)破解的,因此需要尋求一種新型加密算法,來保障鏈上數(shù)據(jù)的安全性。遺傳基因加密算法技術(shù),是基于人體的DNA進(jìn)行校驗(yàn)的一種安全機(jī)制,人體的DNA是無法復(fù)制與再造,也是無法改變的,用其唯一性來保證結(jié)點(diǎn)的唯一性,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密身份認(rèn)證。

二、人體DNA遺傳基因密碼技術(shù)

遺傳基因加密技術(shù)作為一種新興的加密技術(shù),利用了人體的基因序列唯一性、不可復(fù)制性和防偽性,自動提取人體基因序列,對鏈上結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,保證個體數(shù)據(jù)的安全性和防篡改性。

目前,提取人體DNA基因序列,在醫(yī)學(xué)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn),在計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子芯片領(lǐng)域也不再是什么難題,組建鏈上每個結(jié)點(diǎn)的基因序列,加密鏈上數(shù)據(jù),從而保障鏈上數(shù)據(jù)的安全性、可靠性、唯一性、防篡改性和可溯源性。

(一)遺傳基因具有不可變性

人體的遺傳基因是不可變的,基因的分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不容易發(fā)生改變?;虻姆€(wěn)定性來源于基因的精確自我復(fù)制,并隨細(xì)胞分裂而分配給子細(xì)胞,或通過性細(xì)胞傳給子代,從而保證了遺傳的穩(wěn)定。

(二)遺傳基因的相似性沖突區(qū)分度

    一胞多胎,DNA基本是相似的,但是它們之間肯定是需要有區(qū)分度的,通過參雜度技術(shù)手段,或者基因疊加的方式,解決相似性的沖突。

(三)遺傳基因DNA提取的唯一性、可靠性和即時性

區(qū)塊鏈上獲取DNA需要即時性、可視性、時效性,以提升DNA密碼的安全性。

即時性,DNA數(shù)據(jù)有時間戳的時時動態(tài)數(shù)據(jù),并使用HASH函數(shù)輸出,作為影子數(shù)據(jù)存儲,以身份標(biāo)記輸出數(shù)據(jù)的唯一性;

可視性,DNA數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)與用戶交互是可見的,需要一種細(xì)胞粒子或其他與人體DNA相關(guān)的立體細(xì)胞獲取技術(shù),采集人體DNA;

時效性,DNA密碼存在時長需要較短,一旦通過短時間驗(yàn)證后立即擦除。

三、基于區(qū)塊鏈的零信任網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)

基于區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)。建立在區(qū)塊鏈上的結(jié)點(diǎn)本來就具有獨(dú)立性、高安全性、防篡改性和溯源性,接入互聯(lián)網(wǎng)中的任何一個結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)安全問題都可以溯源,并且各自獨(dú)立存在,互不影響,它們的存在與丟失都不影響整個網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行,鏈上結(jié)點(diǎn)彼此之間是不信任的,它們之間的信任是通過技術(shù)逐層校驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的,區(qū)塊鏈本身就是一個零信任的網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)。

共識機(jī)制。如果利益不相干的若干個節(jié)點(diǎn)能夠達(dá)成共識,我們就可以認(rèn)為全網(wǎng)對此也能夠達(dá)成共識。如某個結(jié)點(diǎn)需要加入鏈中或者某個鏈需要發(fā)布消息,由鏈上不相干的結(jié)點(diǎn)一起來驗(yàn)證該新加入的結(jié)點(diǎn)是否符合要求或者發(fā)布的消息的真實(shí)性,一旦驗(yàn)證通過將無法改變。即對加入鏈上的結(jié)點(diǎn)不管是什么身份,鏈上只要大部分人驗(yàn)證你是一個誠實(shí)守信的人,你基本上就是一個守信的人。例如,鏈上某用戶結(jié)點(diǎn)向另外一個用戶借了1000元錢,一旦鏈上不相關(guān)結(jié)點(diǎn)驗(yàn)證該用戶確實(shí)借了1000元,那這個人的借賬記錄就保留在鏈上用戶結(jié)點(diǎn)中,該借款用戶將無法賴賬。

記賬結(jié)點(diǎn)。共識機(jī)制中有一個重要的環(huán)節(jié)是選取符合要求的記賬結(jié)點(diǎn),完成新加入結(jié)點(diǎn)的所有操作環(huán)節(jié),包括對新加入的結(jié)點(diǎn)信息打包、鏈上廣播、身份驗(yàn)證等的處理,記賬結(jié)點(diǎn)的選取需要遵循零信任的條件,并且該結(jié)點(diǎn)在鏈上是絕對可信和可靠的,即使記賬結(jié)點(diǎn)是安全可靠的,但是加入鏈上的結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)依然不信任記賬結(jié)點(diǎn),記賬結(jié)點(diǎn)需要采用自動化技術(shù)識別、認(rèn)證、打包新加入的結(jié)點(diǎn),廣播出去的數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn),記賬結(jié)點(diǎn)不能有任何的渲染。

選取記賬結(jié)點(diǎn)。創(chuàng)建記賬結(jié)點(diǎn)選取的智能合約,一旦有新的結(jié)點(diǎn)申請加入,自動觸發(fā)并選取記賬結(jié)點(diǎn),對新加入結(jié)點(diǎn),記賬結(jié)點(diǎn)按照既有的規(guī)則,完成新加入結(jié)點(diǎn)信息的采集打包、廣播、認(rèn)證,最后完成新結(jié)點(diǎn)的加入。

智能合約。一段能夠自動執(zhí)行的代碼,經(jīng)過共識機(jī)制確認(rèn)的規(guī)則,規(guī)則一旦確認(rèn)便不能夠修改。在零信任的區(qū)塊鏈上,重要的是規(guī)則代碼的健壯性及安全性,是否會給鏈帶來不安全因素,以及上鏈路徑(編譯、部署、上鏈、調(diào)用和執(zhí)行)的安全性因素,誰來上鏈,上鏈結(jié)點(diǎn)的要求。為了保障代碼的安全性,智能合約代碼在上鏈之前是必須要進(jìn)行安全性校驗(yàn),必要時候可以將合約代碼植入到給定地址的沙箱中,做進(jìn)一步的隔離保護(hù)。

加密技術(shù)?;ヂ?lián)網(wǎng)是完全對外開放的,身份認(rèn)證是必須且不可少的,在零信任的技術(shù)平臺中,需要高強(qiáng)度的加密技術(shù),人體基因DNA的加密技術(shù)具有唯一性、不可篡改性,是一種新型的、安全性較高的身份驗(yàn)證技術(shù)。接入?yún)^(qū)塊鏈中的人體DNA,其采集和保密,需要研究一種新型的電子產(chǎn)品采集技術(shù)以及密封性的沙箱保護(hù)技術(shù)。

通信協(xié)議?;ヂ?lián)網(wǎng)上的區(qū)塊鏈,必須遵守互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議,新興的技術(shù)要能夠完全兼容已有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和設(shè)備,基于區(qū)塊鏈的新型網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu),完全適合現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議,也適合新興的國際區(qū)塊鏈通用標(biāo)準(zhǔn)。

物理結(jié)構(gòu)。不改變?nèi)魏维F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn),只改變現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu),轉(zhuǎn)接的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在進(jìn)鏈時,需要進(jìn)行身份驗(yàn)證,可以采用所有者人體DNA和設(shè)備“基因”聯(lián)合驗(yàn)證,符合區(qū)塊鏈國際通用規(guī)則的產(chǎn)品均可通過一定技術(shù)處理或者接口可以接入到鏈中。

區(qū)塊鏈技術(shù),本身具有零信任特征,應(yīng)用唯一的身份驗(yàn)證和共識驗(yàn)證機(jī)制,保證鏈上結(jié)點(diǎn)的安全性、不可篡改性和可溯源性,將PC(手機(jī)、筆記本等)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備等建在區(qū)塊鏈上,是一種安全、獨(dú)立、可靠和可信的網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu),是斷網(wǎng)黏網(wǎng)的一種可靠技術(shù)。


文章來源:  《河南經(jīng)濟(jì)報(bào)》   http://m.00559.cn/w/qt/34236.html

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