2018-大数据交易区块链技术应用标准_16页

大数据交易区块链技术应用标准总结

核心内容概述

《大数据交易区块链技术应用标准》由贵阳大数据交易所于2017年5月发布，旨在规范区块链技术在大数据交易领域的应用，推动其健康发展。该标准从架构标准、治理标准、交易标准和安全标准四个维度进行系统阐述，涵盖技术定义、系统结构、数据管理、共识机制、加密机制、隐私保护、分布式账本、智能合约以及安全防护等多个方面。

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主要观点

1. 区块链技术应用背景

• 区块链作为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的集成，已成为全球技术创新的重要方向。
• 应用于大数据交易，能够实现数据资产确权、可信交易、共同验证等目标。
• 有助于推进数字经济、网络治理变革和数据资源流通。

2. 技术架构设计

• 采用联盟链结构，仅对特定组织开放。
• 节点加入需通过申请、身份验证和协议签订，提升系统可信度。
• 核心技术组件包括通信、存储、安全机制和共识机制四层结构。
• 核心应用组件提供数字资产发行、智能合约编写等功能。

3. 节点与设备规范

• 每个节点集群包含一个同步节点、一个服务节点和两个全量节点。
• 节点设备需具备高性能计算和存储能力，满足大数据交易的实时处理需求。
• 推荐使用非OEM产品，配置要求包括：
  • 处理器：至强Xeon-E7 16核以上
  • 内存：64GB以上，支持高级内存纠错、镜像和热备
  • 硬盘：8TB以上
  • 电源：1+1冗余，支持交直流兼容
  • 管理软件：具备诊断、测试和系统信息收集功能

4. 治理标准

• 分为技术治理和监管治理两个层面。
• 技术治理依赖软件、协议、算法等要素，监管治理则依托法规、政策等。
• 采用许可式区块链网络，由参与机构共同维护，确保系统安全与可控。

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关键信息

术语与定义

• 数据：定量或定性的信息集合，本标准指“电子数据”。
• 结构化数据：基于预定义模型组织的数据。
• 半结构化数据：带有标签的非正式结构数据。
• 非结构化数据：无预定义格式的数据，如文本、图像等。
• 区块链：通过去中心化方式维护可靠数据库的技术方案。
• 联盟链：由特定组织维护，具备许可和监管特性。

术语缩略语

缩略语	原始术语
PoW	工作量证明
PoS	权益证明
DPoS	股份授权证明
PBFT	实用拜占庭容错
P2P	点对点
DAPP	分布式应用
KYC	客户识别
RSA	RSA加密算法
ECC	椭圆加密算法
BaaS	区块链即服务
DAC	分布式自治机构
DDOS	分布式拒绝服务

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交易标准

1. 交易范围

• 用户范围：联盟内成员及其提供数据交易服务的用户。
• 数据范围：涵盖政府、医疗、金融、企业、电商、能源、交通、教育、社交等领域的数据。
• 不包含：涉密数据、个人隐私数据等违法违规数据资产交易，需进行脱敏、脱密处理。

2. 共识机制

• PoW：资源消耗高，可监管性弱，容错性允许50%节点出错。
• PoS：资源消耗较低，性能提升，容错性与PoW相同。
• DPoS：通过代理人验证和记账，与PoS相似。
• PBFT：允许33%节点作恶，容错性为33%，具备强监管和权限分级能力。
• PoA：由创世节点授权，直接指定记账节点。

3. 数据存储

• 数据以区块形式永久存储，区块包含区块头和区块体。
• 区块头通过时间戳保证历史数据完整性，区块体记录交易信息。
• 数据库可采用Key-Value型或关系型结构，部署方式包括单机型和分布式。

4. 加密机制

• 使用SHA-256和RIPEMD-160进行哈希运算。
• 构建Merkle树以提高数据认证效率。
• 采用ECDSA算法进行签名和地址生成，确保交易安全。

5. 隐私保护

• 通过以下策略保护交易隐私：
  • 由认证机构代理用户交易，用户信息不进入区块链。
  • 限制交易数据传输范围，仅在相关节点间进行。
  • 实施权限控制，仅持有密钥的访问者可解密和访问数据。
  • 采用“零知识证明”等隐私保护算法。

6. 分布式账本

• 所有交易数据由多个分布在不同地方的节点共同记录。
• 每个节点保存完整账目，共同监督交易合法性。

7. 智能合约

• 部署在区块链上的自动运行程序，用于数据交易管理。
• 运行环境为虚拟机，支持沙箱封装和隔离。
• 智能合约需具备容错机制，确保在有限时间内按预期执行。
• 可用于自动化付款、数据服务启停控制等功能。

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安全标准

1. 安全特性

• 写入安全性：需全网节点共识确认后方可写入区块。
• 读取安全性：通过加密控制信息访问，确保账本一致性。
• DDOS攻击抵抗：分布式架构具备多冗余和无单点失效特性。

2. 物理安全

• 网络和主机需处于受保护的物理环境中。
• 采用如VPN专网、防火墙、物理隔离等保护手段。

3. 数据安全

• 数据交换应使用非对称加密协商密钥，对称加密算法加密数据。
• 数据提供方需评估敏感程度，决定是否发送至区块链及是否脱敏。

4. 应用系统安全

• 强调身份认证、权限体系、交易规则、防欺诈策略。
• 系统需具备事后可审计能力，防止部分节点联合造假。

5. 密钥安全

• 密钥不应明文存储，应通过加密机妥善保管。
• 实施密钥生命周期管理，定期更换以确保安全性。

6. 风控机制

• 对网络层、主机操作、数据访问、交易频度等进行严密监控。
• 发现可疑操作时应进行告警、记录、核查和处理。
• 针对非法操作进行损失评估、补救和追查。

7. 算力攻击

• 采用算法与现实约束结合的方式进行管控。
• 如资产抵押、法律和监管手段等，以防范51%算力攻击。

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总结

本标准为大数据交易区块链技术的应用提供了全面的技术指导和规范，强调区块链在数据确权、交易可信、隐私保护和安全治理方面的重要作用。通过联盟链结构、权限隔离、智能合约、加密机制等技术手段，构建了一个安全、可控、高效的数据交易生态体系。