是什么让区块链安全？

区块链通过多种机制确保安全，包括先进的加密技术、数学行为变化理论和决策机制。区块链技术是大多数数字货币系统的基本结构，也是防止此类数字货币被复制/复制或销毁的技术。
还在探索在数据不变性和安全性具有高价值的其他环境中使用区块链技术的方法。这方面的一些例子包括记录和跟踪慈善捐赠、医疗数据库和供应链管理。
然而，区块链安全并不是一个简单的话题。因此，了解为这些创新系统提供强有力保护的基本概念和机制非常重要。

不变性（immutability）和兼容性的概念虽然很多特性都与区块链安全相关，但最重要的两个是共识（consensus）和不变性（immutability）。共识是指分布式区块链网络中的节点就网络的真实状态和交易的有效性达成一致的能力。达成共识的过程通常依赖于所谓的共识算法。
另一方面，“不变性”一词是指区块链防止更改已确认交易的能力。尽管这些交易主要与数字货币的转移有关，但它们也可能涉及其他非货币形式的数字数据的记录。
共识和不变性共同为区块链网络中的数据安全提供了框架。虽然共识算法确保遵循系统规则并且所有相关方都同意网络的当前状态，但不变性确保了在验证每组新数据后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网络严重依赖密码学来实现数据安全。在这种情况下，一个重要的加密函数是散列函数。散列是一个过程，其中称为散列函数的算法获取数据输入（任意大小）并返回包含固定长度值的指定输出。
无论输入的大小如何，输出都将始终显示相同的长度。如果输入发生变化，输出就会完全改变，但如果输入不变，则无论运行哈希函数多少次，生成的哈希值都将始终保持不变。
在区块链中，这些被称为哈希值的输出值被用作数据块的唯一标识符。创建每个块的哈希值并链接到其之前的块的哈希值。这就是将块连接在一起并形成块链（区块链）的原因。此外，块哈希取决于该块内的数据，这意味着对数据所做的任何更改都需要更改块哈希。
因此，每个块的哈希值是根据该块内的数据和前一个块的哈希值生成的。这些哈希标识符在确保区块链的安全性和不变性方面发挥着关键作用。
哈希还用于用于验证交易的共识算法。例如，在比特币区块链中，用于达成共识和挖掘新硬币的工作量证明（PoW）算法使用称为 SHA-256 的哈希函数。 SHA-256 接受数据输入并返回一个 256 位或 64 个字符长的哈希值，顾名思义。除了为账本中的交易记录提供保护之外。密码学还在确保用于存储数字货币单位的钱包的安全方面发挥着作用。允许用户接收和发送付款的配对公钥和私钥分别通过使用非对称密码术或公钥密码术生成。私钥用于创建交易的数字签名，从而可以验证所发送硬币的所有权。
尽管详细信息超出了本文的范围，但非对称加密的性质阻止除私钥所有者之外的任何人访问存储在加密货币钱包中的资金，从而保证这些资金的安全，直到所有者决定花费它们（只要私钥不会被共享或被黑客攻击）。

密码经济学除了密码学之外，一种称为密码经济学的相对较新的概念在保证区块链网络安全方面也发挥着重要作用。它与博弈论的研究领域相关，博弈论对理性主体在具有预定规则和奖励的情况下的决策进行数学建模。虽然传统博弈论可以广泛应用于各种情况，但加密经济学定义并描述了分布式区块链系统上节点的行为。
简而言之，加密经济学是对区块链网络协议中的经济学及其设计可能根据参与者的行为提供的潜在结果的研究。加密经济学的安全性基于这样的理念：区块链系统为节点诚实行事提供更大的激励，而不是试图从事恶意或错误行为。
比特币挖矿中使用的工作量证明/PoW 共识算法再次为这种激励结构提供了一个很好的例子。
当中本聪创建比特币挖掘框架时，它被有意设计为一个昂贵且资源密集型的过程。由于其复杂性和计算需求，工作量证明算法中使用的挖掘涉及大量金钱和时间投资，无论节点在何处以及由谁进行挖掘。因此，这样的结构为恶意活动提供了强有力的屏障，并为诚实的挖矿活动提供了重要的激励。不足或无效的节点很快就会被踢出区块链网络，而活跃且高效的矿工则有可能获得大额区块奖励。
同样，当区块链网络的大部分算力掌握在单个团体或实体手中时，这种风险和回报的平衡也可以防止共识可能面临的潜在攻击。此类攻击（称为 51% 攻击）如果成功实施，可能具有极大的破坏性。考虑到 PoW 挖矿系统的竞争力和比特币网络的规模，恶意行为者控制大多数节点的可能性极小。
此外，在比特币大小的网络上成功执行 51% 攻击所需的计算成本将是天文数字。考虑到此类攻击所需的投资非常大，因此这种攻击的动机非常小。
这一事实被称为拜占庭断层（BFT），它对区块链的属性做出了贡献。这基本上是分布式系统即使某些节点面临危险或恶意行为也能继续正常运行的能力。
只要创建大多数恶意节点的成本仍然令人望而却步，并且对诚实活动有更好的激励，系统就能够在没有任何重大破坏的情况下蓬勃发展。但是，应该指出的是，小型区块链网络肯定容易受到攻击。多数攻击（51% 攻击），因为这些系统分配的总哈希率远低于比特币。

结论性想法通过博弈论和密码学的结合使用，区块链系统可以像分布式系统一样实现高水平的安全性。与几乎所有系统一样，正确应用这两个领域的知识非常重要。去中心化和安全性之间的微妙平衡对于构建可靠且高效的加密货币网络至关重要。
随着区块链的使用不断发展，其安全系统也将发生变化，以满足不同应用的需求。例如，目前为企业开发的私有区块链系统更多地依赖于通过访问控制实现的安全性，而不是对大多数公共区块链的完整性不可或缺的博弈论机制（或加密经济学）。