基于区块链技术的网络安全应用技术研究

彭 鹏

（重庆信科设计有限公司，重庆 401121）

1 关于区块链技术及网络安全应用技术的概述

1.1 区块链技术的基本介绍

区块链指的是在对等的网络环境下构造的块链式数据结构，具有一定的可追溯性，能够防止不法人员伪造和篡改[1]。区块链技术由相互关联的数据信息块构成，属于链式算法设计中的一类，通过利用区块链算法设计可以有序地输送和查验数据信息。本质上看，区块链是具有独特管理方式的去中心化数据库，能够实现各个领域的共同协作，其中所包含的核心技术可以大致分为共识机制、网络协议、隐私保护、加密算法、智能合约以及数据存储。随着各个模块的不断优化和创新，区块链技术取得了更快的发展。

1.2 区块链技术在网络安全中的主要应用优势

在网络安全技术应用过程中，区块链具有明显的安全优势。首先，区块链技术能够有效交换不被信任的网络信息问题，在安全性方面提供了保障。其次，应用区块链能够保证网络中的各个节点都能依照相应的规则开启自我防护功能，对网络安全问题起到了很好的抵御效果。再次，相较于其他同类型技术而言，区块链技术能够更好地适应网络安全环境，实现与其他安全技术的兼容与对接，从而进一步促进网络安全管理工作的开展。最后，区块链技术通常具有极高的安全性，不会受外界某些因素的干扰，进一步提升了系统的独立性。在用户使用过程中，系统可以根据区块链地区的分布式特点，建立起相应的程序系统来抵御攻击，具有较强的安全优势。

2 关于区块链技术的特点及核心技术

2.1 关于区块链技术的基本特点

第一，区块链技术具有一定的开放性。作为系统的基本特性，区块链除部分私人信息内容外，基本对外保持数据公开状态，即大部分系统数据都可以由相应的端口途径进行查询。第二，数据链技术往往采用节点化的管理模式，具有一定的数据库功能，能够实现大量数据的共享传输。第三，区块链技术的匿名性相对较强。在区块链技术的应用过程中，为了提升数据信息的安全性，在一般的网络交易环节中往往需要加密重要数据，而此时各节点之间通常表现为匿名状态，体现了区块链技术的匿名性。第四，区块链安全机制的运行过程中，想要确保其他各类安全技术能够更好地融入安全机制中，各个领域的网络安全技术人员需要依照行业的根本特性来制定不同的网络安全保障机制。在此类优势的基础上，区块链技术技术的网络兼容性得到了明显提升，推动了网络安全管理工作的开展。第五，区块链技术具有一定的自治性，通过采用自治管理机制和分布式架构机制，确保区块网络中所有节点都能依照相应的规则要求来开启自我防护功能，从而实现对外部攻击的有效抵御。第六，区块链技术的实际应用过程中，相关信息数据往往是不可随意变动的，因此信息数据在经过系统存储后具有极高的稳定性。

2.2 关于区块链技术的主要核心技术分析

2.2.1 跨链技术的内容介绍

由于在区块链技术的应用过程中，各个链区网络之间具有一定的异构化，使得网络之间相对比较独立，很难实现数据信息的高效联通。随着区块链网络之间协作难度的逐渐提升，区块链的发展受到了严重限制，跨链技术的出现和应用，能够妥善解决这一问题。所谓跨链技术，可以理解为一类协议，能够合理调整各个链接功能状态及资产情况，加强不同链之间数据信息的交换传递及转移工作。总的来看，跨链技术的科学应用能够有效增强区块链网络的扩展能力，从根本上解决了各个区块链之间的交易阻碍问题。

2.2.2 加密算法的内容介绍

区块链技术的实际应用过程中，通常需要用到以下两类密码学算法。一类是非对称加密算法，该类算法在解密及加密过程中所采用的密匙并不相同，即同时存在私有密匙和公开密匙。一般情况下，某一方在信息交换过程中进行加密后，需要由另一方的公匙或私匙来解密，常常应用于数字签名和重要数据的加密过程中。另一类是哈希算法，该类算法具有较高的准确性和高效性，能够将较长的字符串转化为固定长度的字符串，其应用能够有效提升区块链系统的安全性，常被应用于交易确认环节和区块的构建过程。

2.2.3 分片部分的内容介绍

分片技术主要通过分块管理数据库有效提升系统的性能，从而进一步达到扩容的效果。通过在区块链网络中运用分片技术能够合理分摊任务，形成一定数量可以并行存在的小型任务，并由自由专门的节点进行操作。在实际交易过程中，利用多个网络设备分片处理网络能够有效提升交易处理的数量和效率，给整个交易过程带来极大的便利。

3 网络安全问题的基本现状分析

3.1 数据传输过程中存在的安全问题

网络运行过程中，数据传输是所有任务中的最后一步，一旦遭到恶意攻击，将极易导致数据信息被窃取或恶意篡改[2]。通常情况下，黑客攻击行为往往发生在数据传输过程中，通过拦截相关数据非法入侵用户电脑，从而导致用户信息被窃取，给用户带来极大的损害，甚至可能引发更加严重的问题。同时，传统网络安全技术通常采用信任加密技术及相应的边界防护模式，存在极大的漏洞，对于大部分网络攻击无法及时做出准确判断，极易导致重要系统遭受外界攻击带来不必要的损失问题。对于数据传输安全问题，技术人员应积极加强相关安全技术的研发和创新，建立起科学可靠的安全防御机制，从而为用户数据安全提供更多的保障。

3.2 网络连接过程中存在的安全问题

网络连接过程中，常见的安全问题主要表现为系统提示网络发生错误或网络连接失败等形式。此类问题的出现，大部分是由于网络设备连接过程中遭受了人为破坏，导致站点交汇出现问题而出现网络卡顿和中断等。网络连接问题的出现将导致系统网络无法正常运行，甚至会导致系统出现部分数据丢失的现象，从而给用户带来较差的使用体验，造成不必要的损失。此外，由于部分系统功能设置存在漏洞，导致计算机使用存在较大的风险问题，甚至一度出现系统大面积瘫痪的问题，给用户带来严重的网络安全威胁。因此，相关技术人员需要重视网络安全问题，全力提高网络运行环境的稳定性，为广大用户带来更高质量的网络服务。

3.3 各个节点应用过程中存在的安全问题

随着网络信息技术水平的不断提升，各类无线传感器网络相继得到了广泛的应用和发展，在此过程中，网络节点的数目日渐庞大。由于各个网络节点的分布范围极广且数量极多，往往很难得到统一的调整和配置，因此在网络运行过程中，节点部分常常会出现不同的细节问题，如新旧节点交接过程受到阻碍和某个节点遭受恶意物理攻击等问题。目前来看，虽然技术人员积极展开了网络安全管理工作，但整体效果并不理想，网络安全问题仍待进一步给予解决。

4 基于区块链技术的网络安全应用技术优化策略

4.1 提高网络通信安全系数

通信网络系统中合理应用区块链技术能够提升通信过程的可靠性[3]。首先，通过利用区块链技术能够帮助系统快速完成对各个数据的排序及发送，确保数据能够迅速准确地到达其对应的节点位置，从而有效提升信息传输过程的可靠性。其次，由于区块链系统具有一定的中心化性质，当系统中某个节点遭受攻击、发生故障以及出现其他问题时，整个系统依然能够处于稳定运行状态，而其他节点仍旧可以进行数据传输工作。最后，当外界病毒对部分区块链系统发动攻击后，可以通过相应的协议确保数据传输工作照旧进行。科学利用区块链技术能够从根本上提升通信系统的安全系数，逐步实现由中心认证机制向区块链共识机制的转换。从理论上来看，应用区块链节点共识机制能够直接回避相应的信任平台，并在通过节点认证的情况下完成数据的写入和记录，极大程度上提升网络攻击的难度，从而有效降低网络恶意攻击的概率，具有较高的应用价值。

4.2 加强网络资产安全管理

区块链系统中，网络资产管理通常分为两大模块。一是针对无形资产的管理。利用区块链技术不可随意更改的基本特性，它能够实时监管和控制各个领域，包括福彩管理和知识产权等内容，从而为数据的稳定性和唯一性提供保障。二是针对有形资产的管理。通过有机结合物联网技术和区块链技术，完成对有形资产的标注和管理。该类管理方式具有较强的可控性和可靠性，因此可在车辆和房产等资产管理过程中得到充分的应用。利用区块链技术能实时监控物流流通过程，并全面记录和分析产品的来源和去向，从而有效实现产业的公开化和透明化，为消费者的权益提供安全保障[4]。

4.3 保证网络数据完整性

完整的网络数据是确保网络系统能够稳定持续运行的重要前提。以往的网络数据保护工作中，技术人员基本都是采用边界防护系统，通过确定信任对象并加密相关数据，进一步提升数据应用的安全系数。此类方法虽然能够在一定程度上躲避外界的恶意攻击，但在实际应用过程中仍存在较大的缺陷。相较于传统网络安全保护技术，在区块链技术的支持下，网络安全应用技术能够达到脱离信任对象和加密技术的状态，并通过共识机制和反向连接数据为网络数据安全提供保障。此外，在网络安全防护过程中利用区块链技术能够全面监控系统内部数据。在此过程中，网络数据可以不再依赖于边界防护系统，相关的虚假数据也能及时得到识别和删除，从而为数据信息的完整性提供保证。合理应用带有时间戳的链式区块结构，能存储网络数据。链式区块结构的应用过程中，通过适当调整数据记录时间维度，可以有效提升数据的可追溯性和可验证性。而当某个区块中的部分信息被更改时，将会引起一系列的区块数据变化，也会大幅提升篡改数据的整体难度。

4.4 隔离保护边缘计算设备

一般情况下，边缘计算网络环境及相关的网络体系具有一定的复杂性，若不及时采取针对性防护措施，边缘设备极易遭受攻击，并对内部网络构成威胁[5]。在此过程中，想要对边缘计算设备展开有效的保护，往往需要增设一定数量的网络隔离设备，而这将给整个系统带来极大的工作量且需要巨额的成本。同时，某些边缘计算设备中并未安装身份认证机制，使得网络攻击者可以随意对其进行入侵，从而导致系统网络出现瘫痪问题，给用户的正常工作生活带来困扰。科学利用区块链技术，能够有效解决以上各类问题，通过向不同的设备终端发送相应的数字证书，来实现对数据权限及功能权限的合理控制，从而为边缘计算设备提供安全和稳定的运算存储环境。此外，利用区块链技术还能为边缘设备提供有针对性的身份认证体系，进一步提升网络系统数据传输过程的安全性。

5 结 论

综上所述，区块链技术的应用和发展在一定程度上提高了网络环境的安全性，有效填补了以往网络安全技术应用过程中存在的技术漏洞，有效保护了用户隐私。但目前来看，区块链技术在稳定性和经济性等方面仍处于初级发展水平，需要相关技术人员不断推进技术研发创新工作，从根本上加快推进区块链技术的优化升级，为网络安全应用技术的发展创造更好的条件，从而进一步保证广大网络用户的数据安全，为其个人权益提供保障。