為什麼將區塊鏈視為安全？

區塊鏈的分散體系結構通過消除單個失敗並需要達成共識，從而增強了安全性，從而使篡改幾乎不可能。

2025/08/04 20:49

分散的體系結構及其在安全中的作用

區塊鏈技術從其分散式體系結構中得出了其安全性的很大一部分。與由單個實體控制的傳統集中數據庫不同，區塊鏈在節點網絡上分發數據。每個節點都保留了分類帳的完整副本，從而確保不存在單點故障。啟動交易時，必須使用共識機制（例如工作證明（POW）或Stake（POS）（POS）等共識機制對其進行驗證。這個過程可防止任何一方單方面改變交易歷史記錄。

缺乏中央權威意味著攻擊者不能針對單個服務器來損害系統。為了成功攻擊區塊鏈，惡意演員將需要在POW系統中控制超過50％的網絡計算能力，這一功能被稱為51％的攻擊。鑑於Bitcoin和以太坊等主要區塊鏈的大小和分佈，這在計算和經濟上是不可行的。因此，權力下放固有地增強了對篡改和未經授權的控制的抵抗力。

通過加密哈希的不變性

區塊鏈安全性背後的基本原理之一是不可變性，這意味著一旦記錄了數據，就無法將其更改。這是通過加密哈希實現的。鏈中的每個塊都包含從其數據生成的唯一哈希，以及上一個塊的哈希。塊數據的任何更改都會改變其哈希，這又使所有後續塊無效。

例如，Bitcoin中使用的SHA-256算法可確保即使輸入的微小變化也會產生完全不同的哈希輸出。這會產生級聯效果：如果有人試圖修改過去的交易，則必須重新計算以下所有塊的哈希，這需要巨大的計算能力。由於每個塊通過這些哈希鏈接到下一個塊，因此整個鏈充當自我審核系統。這種加密鏈接使篡改明顯而幾乎是不可能的。

共識機制：確保沒有信任的信任

區塊鍊網絡依靠共識機制來驗證交易並維持跨分佈節點的一致性。這些機制使參與者可以在不相互信任的情況下信任分類帳的狀態。在工作證明中，礦工競爭解決複雜的數學難題，而第一個解決該難題會增加一個新的塊。這個過程需要大量的能源和硬件投資，阻止惡意行為。

為了證明股份，根據其持有的硬幣數量選擇驗證者，並願意將其作為抵押品。如果驗證者試圖批准欺詐性交易，他們可能會丟失其儲存資產。兩種模型都激勵誠實參與。與攻擊網絡相關的經濟和計算成本大於潛在的收益，這使得不誠實的行為不合理。這些共識規則確保僅添加有效的交易，從而增強區塊鏈的完整性。

公鑰密碼學和交易身份驗證

區塊鏈使用公用密碼學來確保用戶身份並驗證交易。每個用戶都有一個私鑰和一個公鑰。私鑰是用於簽署交易的秘密代碼，證明了資金的所有權。源自私鑰的公共密鑰是區塊鏈上可見的地址。啟動交易後，它將使用發件人的私鑰簽名並廣播到網絡。

節點使用發件人的公鑰驗證簽名。如果簽名有效，則處理交易。由於私鑰永遠不會共享，因此只有合法所有者才能授權轉讓。這種加密身份驗證阻止了模仿和未經授權的支出。即使攻擊者攔截了交易數據，他們也無法在沒有私鑰的情況下偽造有效的簽名。因此，公開密碼學確保了安全和可驗證的所有權。

區塊鏈系統中的透明度和可審核性

儘管很安全，但區塊鏈仍然透明且可審計。每筆交易都記錄在所有網絡參與者都可以訪問的公共分類帳中。這種開放性使任何人都可以驗證交易歷史記錄並檢測異常。雖然用戶身份是假名的，但資金的流量是完全可追溯的。這種透明度是對欺詐的威懾作用，因為很容易發現和調查惡意活動。

組織和開發人員可以使用區塊鏈探索者實時監視交易。例如，諸如etherscan或blockchain.com之類的工具使用戶可以查看塊細節，交易確認和錢包餘額。這種知名度可以增強對系統的問責制和信任。即使數據是在私人區塊鏈中加密和訪問控制的，但仍保留了審計跟踪，以確保合規性和完整性。

抵抗常見的網絡威脅

區塊鏈技術本質上抵抗了許多常見的網絡威脅。分佈式拒絕服務（DDOS）攻擊效率較小，因為沒有中央服務器可以壓倒。該網絡的冗餘確保即使有些節點離線也繼續運行。由於敏感信息未存儲在單個位置，因此數據洩露是最小化的。

此外， Sybil攻擊者（攻擊者都會創建多個虛假身份）通過需要資源證明的共識規則（例如，計算能力或固定硬幣）來減輕。沒有大量投資，創建大量節點是不切實際的。中間攻擊受到端到端加密和數字簽名的挫敗。這些功能結合在一起，使區塊鏈比傳統系統更有彈性。

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常見問題

如果丟失，可以恢復私鑰嗎？

不，如果丟失，將無法恢復私鑰。它們不是由任何中央當局或服務提供商存儲的。丟失私鑰意味著永久失去對相關資金或數據的訪問權限。用戶負責使用諸如硬件錢包或加密種子短語之類的方法安全地備份鍵。

每個區塊鏈都同樣安全嗎？

不，安全性根據設計和實施而變化。 Bitcoin和以太坊等公共區塊鏈由於網絡大小和強大的共識機製而具有很高的安全性。如果較小或私人區塊鏈缺乏足夠的節點或使用較弱的加密標準，則可能更容易受到攻擊。

智能合約如何影響區塊鏈安全？

智能合約會引入自動化，但如果編碼不足，也可能會漏洞。如DAO Hack之類的事件所示，可以利用合同代碼中的錯誤或邏輯錯誤。安全審核，正式驗證和最佳編碼實踐對於最大程度地降低智能合同部署的風險至關重要。

如果同時開採兩個塊，會發生什麼？

當同時開採兩個塊時，會發生一個臨時叉。該網絡繼續建立在獲得多數支持的第一個街區上。另一個塊變成孤兒並被丟棄。將孤兒的交易返回到池中進行後處理。這種機制可確保最終的一致性。