基于區(qū)塊鏈的零信任網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)

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，對鏈上的結(jié)點數(shù)據(jù)不研究其是可信不可信，接入結(jié)點都按照不信任結(jié)點自動進(jìn)行校驗，即不管接入結(jié)點用戶的身份背景，本人是否誠信，由鏈上所有結(jié)點對其資料、數(shù)據(jù)的真實性和準(zhǔn)確性進(jìn)行校驗，并對結(jié)點數(shù)據(jù)應(yīng)用獨有的加密技術(shù)進(jìn)行加密，保障其獨有的身份，校驗通過的用戶結(jié)點，將其放置到區(qū)塊鏈上，保障了結(jié)點數(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，區(qū)塊鏈本身具有該特征，區(qū)塊鏈對接入的任何結(jié)點都會進(jìn)行身份驗證，同時對結(jié)點的輸入進(jìn)行身份驗證和密碼校驗，輸出進(jìn)行身份印記，鏈上結(jié)點的數(shù)據(jù)，除了具有結(jié)點身份的人，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)點及核心數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，量子計算機(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)實現(xiàn)，在計算機(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。基因的穩(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)點本來就具有獨立性、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)點出現(xiàn)安全問題都可以溯源，并且各自獨立存在，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)逐層校驗來實現(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)點一起來驗證該新加入的結(jié)點是否符合要求或者發(fā)布的消息的真實性，一旦驗證通過將無法改變。即對加入鏈上的結(jié)點不管是什么身份，鏈上只要大部分人驗證你是一個誠實守信的人，你基本上就是一個守信的人。例如，鏈上某用戶結(jié)點向另外一個用戶借了1000元錢，一旦鏈上不相關(guān)結(jié)點驗證該用戶確實借了1000元，那這個人的借賬記錄就保留在鏈上用戶結(jié)點中，該借款用戶將無法賴賬。

記賬結(jié)點。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，完成新加入結(jié)點的所有操作環(huán)節(jié)，包括對新加入的結(jié)點信息打包、鏈上廣播、身份驗證等的處理，記賬結(jié)點的選取需要遵循零信任的條件，并且該結(jié)點在鏈上是絕對可信和可靠的，即使記賬結(jié)點是安全可靠的，但是加入鏈上的結(jié)點數(shù)據(jù)依然不信任記賬結(jié)點，記賬結(jié)點需要采用自動化技術(shù)識別、認(rèn)證、打包新加入的結(jié)點，廣播出去的數(shù)據(jù)結(jié)點，記賬結(jié)點不能有任何的渲染。

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

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，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)。互聯(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)行身份驗證，可以采用所有者人體DNA和設(shè)備“基因”聯(lián)合驗證，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)用唯一的身份驗證和共識驗證機(jī)制，保證鏈上結(jié)點的安全性、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》   http://m.k2057.cn/w/qt/34236.html