比特币区块链的局限性是什么？

当人们关注区块链技术给互联网和世界带来的改变时，往往忽略了区块链并不是万能的，总有它做不到的事情。 任何事物都有其优点和局限性，区块链也不例外。 它可以提高网络安全的质量，提高数据存储的效率，但总有它望尘莫及的地方。

我们正站在一场新革命的边缘，互联网正在经历去中心化阶段。 经过20年的科学研究，密码学和去中心化计算网络领域取得了新的进展，带来了区块链技术（blockchain）等前沿技术，而这些技术可能具有潜在的底层改变方式的力量社会运作。

5 月 26 日，美国国防部宣布与加密通信开发商 ITAMCO 签署合同，共同为美军开发基于区块链的创新应用——“安全、不可破解的消息传递和交易平台”。 据称，这一合作计划可以为美军总部与地面部队更安全地进行通信、委员与五角大楼之间传递情报提供安全可靠的渠道。

区块链这个词对于大多数读者来说并不陌生，但是区块链技术背后的特性、价值、应用在安全领域的作用，以及目前的技术局限，大家可能并不完全熟悉。 在此背景下，本文将带领大家深入了解区块链的安全优势和局限性。

1. 区块链价值：帮助解决信任问题

首先，什么是区块链？ 人们或多或少听过这个词，知道区块链是分布式共享加密数据库。 众所周知，区块链是分布式共享加密数据库。 2016年工信部将其定义为互联网时代分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的创新应用模式。在实际交易过程中，区块链使用流程包括节点连接、交易和记账等基本步骤。

工作过程

1.1 区块链技术发展历程

区块链技术本身最早于2008年被提出，中本聪在一次密码学探索分享会上提出了比特币的概念及其背后的技术方法。 比特币数字货币操作系统底层所采用的技术是区块链技术及其思想的雏形。 隐藏在比特币背后的区块链，旨在实现一个去中心化、无需信任的货币运营平台。 任何不认识的人都可以加入总账，通过点对点的记账、数据传输、证明或合同等方式达成信用共识，无需借助任何中介。 这个总账包括所有过去的交易记录、历史数据和其他相关信息。 所有信息分布式存储，透明可查，以密码协议保证不可非法篡改。

2010年，比特币成立交易所，逐渐为更多人所知。 2011年以来，其全球化趋势愈演愈烈，投资和研究区块链技术的机构数量也迅速增加，区块链技术从初级实现层面不断得到补充和完善。 此举为比特币货币体系提供了快速成长的机会，但其在设计之初相对简单的货币操作系统也遇到了一定的挑战：文件访问权限丢失、服务器密码泄露、货币被盗、匿名货币被盗等。难以追踪和监管等漏洞让人们发现了这个货币体系的缺陷。 这些不足甚至影响了人们对比特币及其币值的信任，但他们也以此为契机，更多的人开始关注底层的区块链技术。

于是，2015-2016年，区块链技术从停留在理论和研究阶段，走向应用。 许多传统金融机构、创业公司和其他组织从实际应用中使用了这项技术，例如交易结算、物联网、数字资产管理、股权交易、公证、供应链等领域。 随着行业的发展，各个国家和地方组织也加强了对区块链的潜力研究和监管。

时至今日，这项最初隐藏在比特币底层的分布式账本技术逐渐走入大众视野，甚至成为学术界乃至业界的“热门”话题。 其本质上可能比数字货币本身更有价值的特性也越来越受到批评和关注。

一言以蔽之比特币区块链是什么意思，区块链的价值在于它的安全性——它可以解决信任问题。

1.2 区块链的共识机制

共识机制发展里程碑

自从互联网连接了世界各地的计算机和人类之后，信任问题就通过第三方公司、银行机构、政府部门等大型中介机构来解决。 人们在互联网上进行身份认证、银行转账、消费交易等，都是基于对这些大中介机构的信任。 大型中介机构在运营平台和提供服务的同时，从大量交易中抽取一部分佣金作为利润来源。 “滚雪球”越滚越大，人们对他们的信任感也随着“网络效应”不断增强。

相比之下，区块链提出了所谓的“机器信任”或“民主化信任”。 在区块链社区的点对点网络中，没有像管理员这样的角色来集中控制人们的交易，而是通过共识机制来验证和确认人们的交易行为，并在区块链中直接传递价值信息。网络 。 也就是说，在一个互不信任的网络中，区块链提出的解决方案是让每个节点为了自身利益最大化，自动遵循一定的规则来验证交易记录的真实性，然后通过判断然后将真实的交易记录在区块链中。

目前常见的共识机制有四种，分别是工作量证明（PoW）、权益证明（PoS）、委托份额证明（DPoS）和矿池验证池。

比特币所采用的共识算法，大家通常都比较熟悉，就是工作量证明算法（PoW）。 网络中的节点需要计算一定的工作量来获得随机散列哈希的数值解，才能通过节点竞争获得记账。 权利（采矿）。 一般来说，节点的算力越强，越容易获得记账权和相应的奖励。 然而，这种共识机制有一些局限性，并且因消耗计算机计算和资源而受到批评。

后续的PoS是在PoW的基础上改进而来，是一种权益证明机制，要求记账用户证明其在区块链中的所有数字资产权益。 相对来说，你拥有的数字资产越多，你找到随机数的速度就越快。 因为拥有更多资产的人更不愿意在资产上遭受损失。

2. 区块链安全优势

如今，黑客可以破坏整个网络、更改数据或引诱粗心的用户进入安全陷阱。 他们窃取身份信息并通过攻击集中式数据库和单点故障造成其他安全威胁。 但是，区块链技术中数据存储和数据共享的模式与现在的信息安全完全不同。 比特币和以太坊都使用相同的密码学来保护交易，但现在也可以用来抵御安全攻击和安全威胁。

区块链在信息安全方面的优势主要体现在以下三个方面：

1、使用高冗余的数据库，保证信息的数据完整性

2.利用密码学的相关原理对数据进行校验，确保不可篡改

3.在权限管理方面，采用多条私钥规则进行访问权限控制

利用区块链的安全优势，可以开发多种安全应用。 现有的安全应用场景有PKI、认证等，这里可以举两个例子简单说明。

由 MIT 开发的 CertCoin 可能是基于区块链的 PKI 的第一个应用。 PKI 是一种常见形式的公钥密码术，可用于保护电子邮件、消息传递应用程序、网站和其他形式的通信。 然而，由于大多数 PKI 接口需要依赖一个集中的、受信任的第三方证书颁发机构 (CA) 来为每个参与者颁发、撤销和存储密钥对，因此黑客可以通过冒充用户身份进入加密通信来获取信息。 CertCoin去除了中心化权限，使用区块链作为分布式账本来分发公钥，可以有效降低黑客单点入侵的风险。

公证通Factom流程示意图

在认证领域，也有很多例子，比如公证通Factom系统。 它基于区块链建立链式结构存储，将证明分解为存在证明、过程证明和可审计证明三部分。 对于任何数字资产的认证处理，都可以遵循这三个步骤来实现数据记录安全和监督合规。

3. 区块链安全限制

然而，尽管当前区块链不断研究和应用，但仍存在一定的安全局限性，导致技术和业务层面面临诸多挑战。 这些挑战可能是区块链更广泛推广应用时的难点，也可能成为未来区块链技术的技术突破点。

区块链安全限制

3.1 共识机制面临的挑战

区块链技术中的共识算法提出了多种共识机制，最常见的是PoW和PoS系统。 但是，这些共识机制能否实现和保障真正的安全，还需要更严密的证明和时间的检验。

随着数学、密码学和计算技术的发展，区块链中使用的非对称加密算法可能会变得越来越脆弱。 以目前超级计算机的计算能力为例，比特币SHA256哈希算法产生一次哈希碰撞大约需要2^48年。 但随着未来量子计算机等新计算技术的发展，未来非对称加密算法的技术可能具有一定的可分解性。 其次，在比特币机制下，私钥保存在用户本地终端。 如果用户的私钥被盗，仍然会对用户的资金造成严重的损失。 区块链技术中的私钥是否容易被窃取，还有待进一步探索和解决。

3.2 51%攻击

在比特币中，如果一个人控制了一个节点中的大部分计算资源，他就可以控制整个比特币网络，可以按照自己的意愿修改公共账本。 这被称为 51% 攻击，并且一直是比特币系统中最受批评的设计之一。

尽管这仍然是一个理论假设，但这种 51% 的攻击会很有趣。 由于真正的区块链网络是免费和开放的，区块链网络上的任何管理员都不能阻止拥有足够计算资源（这实际上会消耗大量资源）的人做任何事情。 如果发生此类攻击，数字货币的可信度可能会丧失，货币价值将迅速下跌。

拥有全网 51% 算力的人可以做以下事情：

1. 他们可以防止未经验证的交易发生，使交易无效并可能阻止人们交换硬币。

2. 在他们控制网络期间，你可能还想改变交易的双方（双花问题），并且可能会阻止其他人找到新的区块。

比特币等加密货币基于区块链系统，因此也可以称为分布式账本。 这些数字文件记录在每笔交易中创建并存储在加密货币网络上。 网络节点上的任何用户都可以浏览记录，这意味着任何人都不能将货币花费两次。 如果有可能伪造货币来支付，这会很快破坏对货币价值的信任。

由于区块链由一系列区块组成，区块包含大量数据，存储在给定时间段内完成的交易（对于比特币，大约每 10 分钟生成一个新区块）。 一旦发现或“挖掘”了一个块，就不能再更改它，因为分布式分类帐中的伪造版本会很快被网络用户识别并拒绝。 然而，通过控制网络上绝大多数（>51%）的计算能力，攻击者可以干预记录新块的过程。 他们可以阻止其他矿工挖矿，理论上垄断新区块的产生并获得结果（对于比特币，奖励将是12.5个新比特币，这个数字会随着时间的推移而减少，最后会降为0）。 他们可以阻止其他用户进行交易。 他们可以进行交易然后撤销交易，就好像他们仍然拥有他们刚刚支付的货币一样。 这种被称为双重支出的漏洞是区块链需要克服的最紧迫的加密货币障碍。 允许双重支出的网络系统将很快失去用户信任。 但即使在 51% 攻击中，攻击者也很难改变区块上已经发生的交易信息。 因为攻击开始前的交易与之前的区块是牢牢绑定的，交易信息越老越不可能修改。

拥有足够的算力可能会导致系统出现混乱（以上都是不允许的事情），但不会很快破坏区块网络系统——至少短时间内不会。 他们无法逆转之前发生的历史交易，无法凭空创造新资产（除了通过正常挖矿），也无法从其他用户的钱包中窃取数字资产。

在现实中，发起51%攻击是可行的，尤其是随着矿池的兴起。 虽然攻击者的潜在威胁不大，但我们也应该考虑到区块链系统是否存在这种安全威胁比特币区块链是什么意思，并寻求解决方案。

3.3 N@S攻击

针对 PoW 共识算法容易受到 51% 攻击的问题，一些研究者对 PoW 共识算法进行了改进，现在出现了基于 PoS 共识的区块链系统。 已经能够在一定程度上面对51%攻击问题，但是在解决老问题的同时，也引入了区块分叉时的N@S（Nothing at stake）攻击问题。

虽然每个块只有一个父块，但在某些情况下一个块可以临时有两个子块。 当出现这种分叉状态时，一般是两个矿工在短时间内找到工作量的解决方案，然后将加法传播到相邻网络，其他节点逐渐形成两个版本（subblock）的区块链。 区块链规定，这种情况下的判断条件是选择总工作量最大的子块。

出于最大自身利益的考虑，节点可以同时继续在两个分支上工作，以保证收益的获取。 假设99%的节点用户都如此理性地考虑利益，即使攻击者只持有1%的权益，他仍然可以确定区块链的分支方向。 他可以发送交易请求，获取资产，然后从另一个分支获取添加的货币到他的钱包中。

现在中国研究人员提出了共识算法的改进建议。 通过构建同时依赖高算力和高内存的PoW共识算法，可以解决51%攻击问题，但更安全有效的共识机制有待进一步开发。 研究和设计。

4。结论

技术精灵已经破瓶而出，但我们不知道它什么时候会真正到来。

——唐·塔普斯科特

优点和局限性就像一把双刃剑。 我们期待区块链技术的更新与完善，希望这一理念真正落入现实——建立一个去中心化的可信网络。 当今时代，互联网和信息技术飞速发展，区块链技术在给我们带来新的可能性的同时，也带来了新的安全挑战。 如何挖掘和完善新技术的优势，不断突破安全局限，或许是下一阶段需要考虑的问题。

以上就是微风小风小编今天为大家带来的关于比特币区块链有哪些局限性的内容。 我们不知道区块链的这些局限性是否会在未来造成什么灾难性的后果，但我们会尽快查明。 ，我们可以有针对性地对其进行改进，尽可能缩小局限性，增强区块链的竞争力。