通过先进的加密技术、方案和数学模型决策，区块链实现了安全加固。区块链技术是大多数加密货币系统的基础设施，可以防止数字货币被复制和破坏。
区块链技术的使用也在探索其他对数据不可篡改和高安全要求的环境中。相关案例包括记录和跟踪慈善捐赠、医疗数据库和供应链管理。
但是，区块链的安全性远非一个简单的议题。因此，理解这些创新系统的基本概念和机制是如何为区块链提供强有力的保护非常重要。
不可篡改和共识的概念
虽然许多功能都与区块链有关，但最重要的两个特征是共识和不可篡改。共识是指分布式区块链网络中的节点能够就网络的真实状态和交易的有效性达成一致。通常，达成共识的过程取决于网络使用的一致性算法。
另一方面，不可篡改是指区块链无法修改已确认的交易记录。虽然这些交易通常与加密货币的支付有关，但它们也可能指其他非货币形式的数据记录过程。
一般来说，共识和不篡改为区块链网络中的数据安全提供了基本框架。一致性算法可以确保所有节点遵循系统规则，并识别网络的当前状态，而不篡改可以确保每个区块数据和交易记录的完整性。
密码学在区块链安全中的作用
区块链特别依赖加密技术来实现数据安全。在这种情况下，散列函数是一个非常重要的加密函数。散列是一个计算过程，使用称为散列函数的算法来接收数据的输入（任何大小），并返回包含固定长度值的确定输出。
无论输入数据的大小如何，计算输出总是相同的字节。如果输入发生变化，输出将完全不同。然而，无论您运行多少次散列函数，如果输入没有变化，生成的散列都将始终相同。
在区块链中，这些输出值（称为哈希）成为数据块的唯一标识符。每个块的散列是由相对于前一个块的散列生成的，这就是为什么区块链接在一起形成区块链的原因。此外，区块散列依赖于该区块中包含的数据，这意味着区块散列值将改变数据的任何变化。
因此，基于该区块中包含的数据和前一个区块的散列，生成每个区块的散列。这些哈希标志符在确保区块链安全和防篡改方面发挥着重要作用。
散列也用于验证交易一致性的算法。例如，在比特币区块链上，实现共识和采矿的工作证明（PoW）算法称为SHA-哈希函数256。顾名思义，SHA-256接受数据输入，返回256位或64个字符长度的散列值。
密码学除了保护分布式账户中的交易记录外，还可以在确保存储加密货币的钱包安全方面发挥重要作用。例如，用户通过使用不对称或公钥加密来生成接收和发送数字货币的地址、公钥和私钥。私钥用于生成交易的数字签名，以验证发送代币的所有权。
虽然具体内容已经超出了本文的范围，但非对称密码的特点可以防止任何人访问储存在加密货币钱包中的资金，并在资金所有者决定使用之前保持资金的安全（只要私钥不共享或泄露）。
密码经济学
除了密码学，一个更新颖的密码经济学概念在维护区块链网络安全方面也发挥着重要作用。它与游戏理论的研究领域密切相关，通过数学原理模拟了理性行动者在既定规则和奖励情况下做出的决定。虽然传统的游戏理论可以广泛应用于一系列商业案例，但密码经济学也独立建模和描述了分布式区块链系统中节点的行为。
简而言之，密码经济学是对区块链协议中经济学的相关研究，其设计原理可能会根据其参与者的行为产生不同的结果。密码经济学的安全性基于以下模型，即区块链系统为节点提供更大的激励，使其能够真正采取行动，而不是恶意或错误的行为。此外，比特币采矿中使用的工作证明一致性算法是提供这种激励方法的优秀案例。
当Satoshi Nakamoto在提出比特币挖掘框架时，它被设计成一个昂贵而巨大的资源消耗过程。由于其复杂性和计算需求，PoW采矿涉及大量的资金和时间投资，与采矿节点的位置和用户无关。因此，该结构可以为恶意活动提供强有力的预防作用，并激励真正的采矿行为。恶意或低效的节点很快就会被区块链网络淘汰，真正和高效的矿工可能会获得大量的区块奖励。
同样，风险和收入之间的平衡也可以防止区块链网络中的大部分哈希计算能力掌握在单个机构或实体手中，以防止可能破坏共识的潜在攻击。如果攻击成功执行，则称为51％计算攻击可能会造成巨大的损害。鉴于工作量证明的竞争机制和比特币网络的规模，恶意用户不太可能控制大多数节点。
另外，要实现51％攻击需要控制区块链网络的计算成本将是天文数字，这也抑制了攻击的发生，以获得相对较小的潜在回报。上述讨论也被称为区块链拜占庭容错（BFT），该特征表明，即使某些节点受损或恶意，分布式系统也能继续正常工作。
只要建立大量恶意节点的成本过高，真正的采矿活动可以得到更好的激励，该系统就会在没有重大中断的情况下蓬勃发展。然而，值得注意的是，社区块链网络肯定很容易受到攻击，因为这些系统的总哈希计算能力远低于比特币网络。
总结思想
区块链可以通过使用博弈论和密码学来获得更高的安全性，就像分布式系统一样。然而，与几乎所有系统一样，正确应用这两个知识领域至关重要。分散和安全之间的平衡对于构建可靠有效的加密货币网络至关重要。
随着区块链的不断发展和推广，其安全性也将发生变化，以满足不同应用程序的相关需求。例如，商业企业开发的私人区块链更依赖于访问控制提供的安全，不同于大多数公共区块链使用的游戏理论机制（或密码经济学）。
