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    區塊鏈數字資源管理系統

    點擊數:0 2019-11-01 來源: 人民網
    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,要加快推動區塊鏈技術和產業創新發展,積極推進區塊鏈和經濟社會融合發展”。目前,全球主要國家都在加快布局區塊鏈技術發展,區塊鏈技術應用已延伸到數字金融、物聯網、智能制造、供應鏈管理、數字資產交易等多個領域。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應用領域和發展前景,也將助力我國在全球科技競爭取得領先優勢,推動我國經濟實現高質量發展。

    一、區塊鏈技術概述

    區塊鏈技術即分布式賬本技術,是一種去中心化的、由各節點參與的分布式數據庫系統。它并不是一款具體的產品,可以理解為一種公共記賬的機制(技術方案)。其基本思想是:通過建立一組互聯網上的公共賬本,由網絡中所有的用戶共同在賬本上記賬與核賬,來保證信息的真實性和不可篡改性。而之所以名字叫“區塊鏈”,是因為它使用了一串由密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中都包含了過去一段時間內的所有交易信息,用于驗證其信息的有效性并產生下一個區塊。

    完備可追溯、去中心化和去信用化是區塊鏈技術的三大特點,這讓其在金融業中的應用潛力巨大,并成了金融科技(Fintech)的核心技術。隨著以比特幣為代表的虛擬加密貨幣不斷地被市場熱炒,區塊鏈技術引起了各界的高度關注。盡管比特幣等虛擬加密貨幣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應用。但必須指出的是,虛擬加密貨幣并非區塊鏈的唯一應用,區塊鏈的本質是為了去中心化,這正是未來市場的發展趨勢。

    二、區塊鏈數字資源管理系統概述

    傳統的中心化的數據管理模式促使企業把擁有的數字資產以一個整體的形式存儲在某一城市的某個數據中心,不利于資產分享和流通,一旦數據中心被黑客攻破,就會面臨數據整體丟失的風險?;趨^塊鏈的數字資產管理系統,其分布式存儲冗余性、去中心化、高安全性和隱私保護等特點特別適合存儲像圖片、音視頻、電子合同和電子郵件等重要數據,以避免關鍵信息因中心化設施遭受攻擊或權限管理不當而造成的大規模數據丟失或泄露。

    基于區塊鏈的數字資產管理系統底層架構由六層組成,自下而上分別是數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層、應用層。第一層是數據層。數據層封裝了和數字資產相關的一些關鍵信息,包括區塊信息、資產信息、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P2P組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等,以實現不同節點之間區塊數據的同步與驗證。第三層是共識層。該層基于RAFT共識機制,適合私有鏈環境。區塊鏈數字資產管理系統本質上是一種由多個節點同時運行的分布式應用程序(DApp),上傳節點所有的事務請求需要經過至少(n/2 + 1)節點的確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Token分配機制,通過獎勵那些參與記賬的節點,維持整個區塊鏈網絡的穩定運行。第五層是合約層,該層封裝了預設邏輯時鐘和智能合約,記賬節點需要按照共同的合約規定完成相應的數據記錄和打包任務。最后一層是應用層,這一層被用于對外提供操縱鏈上數據的接口,以供賬戶管理、審計追蹤、資產交易以及資產信息的檢索和查詢等。

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    區塊鏈數字資產管理系統底層架構圖


    基于區塊鏈的數字資產管理系統采用主要由區塊鏈、IPFS系統、上傳節點、管理員、記賬節點、Token激勵機制以及第三方用戶等組成的主體架構。

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    區塊鏈數字資產管理系統主題架構圖

    其中,區塊鏈用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、去中心化保存和共享文件的方法,旨在補充乃至顛覆統治互聯網多年的HTTP模式,為用戶提供比現有網絡環境更佳的上網體驗,IPFS與區塊鏈在分布式存儲、數據加密等方面具有相似的原理,用于彌補區塊鏈在存儲圖片、視頻等大文件上的天然缺陷;上傳節點代表普通的企業員工,對工作狀態下產生的數字資產進行上傳操作;管理員的主要職責是對企業數字資產進行管理,包括數據的分享和檢驗;記賬節點是通過共識機制挑選出的用于打包數據塊的節點;Token激勵機制是區塊鏈的創新所在,旨在通過經濟激勵機制獎勵參與記賬的節點;第三方用戶可以是企業,也可以是個人。系統的基本運作原理如下:

    1) 上傳節點把企業數據中心的數字資產上傳至IPFS系統,由其做碎片化分割處理操作并存放在多個參與節點中,上傳節點只需保存生成的數據指紋,管理員通過這個唯一的哈希值可快速訪問和下載所需要的文件;

    2) 交易經過共識之后通過共識機制選出記賬節點,由他負責對資產信息、區塊信息、用戶信息、指紋信息以及交易信息等關鍵信息進行打包和上鏈操作,經過最終確認的區塊會被同步到其他參與節點,并以區塊鏈副本的形式存放在本地中以作備用,避免數據丟失事件的發生;

    3) 把新生成的區塊掛載到IPFS系統,目的是由IPFS系統完成點對點的通信和數據查詢,但不影響區塊鏈網絡的功能實現和最終處理結果;

    4) 通過Token激勵機制,對完成記賬任務的節點給予一定數量的Token獎勵,并以此作為企業員工效績認證的憑證,按掌握Token數量的多少劃算成一定的比例給予實際工資獎勵,通過這種方式不僅可以維持區塊鏈網絡的穩定運行,也極大激發了員工的工作熱情,為企業創造更多的效益;

    5) 管理員通過比對原始數據的Hash值和鏈上數據指紋是否一致,對資產內容的一致性和完整性進行校驗,保障企業重要文件的安全;

    6) 管理員通過身份驗證和數據加密等技術手段授權第三方用戶訪問想要的數據,以實現企業之間數據的分享,為后續搭建企業級聯盟鏈奠定基礎。

    三、區塊鏈數字資產管理系統的作用

    基于區塊鏈的企業數字資產管理(Digital Asset Management)系統可以解決傳統企業數字資產管理系統的諸多弊端,如版權糾紛、隱私泄露、數據丟失、惡意篡改、單點故障等。區塊鏈技術作為一種分布式賬本技術,通過加密算法、共識機制、多點維護等技術手段能夠保證鏈上數據的可信賴性和可驗證性,降低中心化管理模式帶來的風險。

    四、區塊鏈數字資產管理系統的不足

    基于區塊鏈的數字資產管理系統是具有很大的優勢,但一方面對于企業來說這是一項非常具有挑戰性的工程,它需要前期做大量的準備,例如:制定合理的數字資產管理規范;對企業內部員工進行技術培訓;加大系統的研究和投資力度等,這些都將會耗費大量的人力和物力。而且傳統的數字資產管理平臺已趨于穩定,如果不出現比較嚴重的事故,用戶不會輕易選擇其他數字資產管理系統。

    另一方面,區塊鏈作為一門新興技術,理論雖然較為成熟,但還存在很多缺陷:

    1) 交易速率低,比如比特幣系統只有每秒7筆的交易,以太坊最快也不過幾十筆每秒,效率低下是區塊鏈所面臨的最大缺陷;

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

    3) 每個區塊的容量都是有限的,致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) 隨著量子計算機的迅速發展,很有可能攻破密碼學算法(ECDSA、RSA、DSA等);

    6) 用戶身份無法監督,業務結合難等。因此,基于區塊鏈的數字資產存證在實現業務的同時,還需要在開源的解決方案之上,對框架本身做適當的修改和改造。

    內蒙古奇略信息技術有限公司是內蒙古自治區最早進行區塊鏈相關技術研發的企業,并和區內外相關研究機構建立了長期聯系,在區塊鏈技術研發方面具有良好的技術和人才基礎,此次習總書記的講話是對區塊鏈技術的一次重大促進,也是企業進行區塊鏈技術深入研發和實際應用的重要契機。


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