区块链:科普 | 可编辑区块链:如何清除区块链上的有害数据?

本文来源:AAS自动化学报,作者:袁勇,王飞跃,原题《可编辑区块链:模型、技术与方法》

可编辑区块链是区块链领域新兴而颇有争议的热点课题,致力于在保障区块链安全可信等良好性质的前提下实现链上数据的可控编辑操作。本文提出了可编辑区块链的工作框架,并从数据修改、删除、插入、过滤和隐藏五个环节详细阐述了可编辑区块链的技术与方法。

区块链技术自诞生伊始就带有极其鲜明的技术特色。其中,去中心化和不可篡改无疑最具革命性,被认为是区块链机器的“信任之源”。然而,去中心化和不可篡改性是一柄双刃剑,其在为区块链数据奠定坚实的安全和信任基础的同时,也极大地限制了区块链技术的应用范围和前景。因此,区块链正呈现出从“乌托邦”回归现实的趋势。这种趋势一方面体现在服务于现实场景的、自主可控的主权/授权区块链繁荣发展,记账权重新回归少数人手中;另一方面,不可篡改性为各类虚假新闻和不良信息提供了更好的发布和传播渠道,对区块链信息内容安全乃至社会舆论环境带来负面影响,因而迫切需要安全、便捷、可控的技术手段来更新链上关键数据并清除有害数据。本文重点关注区块链数据编辑技术,并以可编辑区块链统称那些针对链上数据的增、删、改等操作的区块链。就研究现状而言,该领域目前虽是小范围探索,但有实际应用和国家监管双重需求驱动,因而在最近两三年内快速发展。

民盟中央建议加速元宇宙科普和立法:3月4日消息,民盟中央已起草了《关于“元宇宙”技术发展的提案》,并将提交全国政协十三届五次会议。在提案中,民盟中央建议,在科普层面需加速知识传播,法律层面则需加快立法步伐。民盟中央拟提交的提案指出,目前,在新兴网络层面,相关政策法规相对缺失。“元宇宙”在未来将会带动形成全新的网络形态,当遇到突发舆情,全虚拟的环境、场景将更难进行源头追踪、问题疏导。因此建议应尽早加快立法研究,尽快形成与技术、市场发展相适应的治理模式和法律基础,全面提升我国社会治理的水平。建议组织相关部门,针对“元宇宙”相关需求、风险进行立法研究,并尽快发布。此前消息,民进中央拟向全国政协十三届五次会议提交《关于积极稳妥推进元宇宙技术和产业发展的提案》。建议推进元宇宙技术产业发展,建立相关监管治理体系。(华夏时报)[2022/3/4 13:37:12]

声音 | 上海股交所总经理:区块链想要大规模发展要做好社会科普工作:金色财经报道,上海股交所总经理张云峰表示,区块链当前还处于一个“概念”的阶段,距离成熟应用,影响到百姓的日常生活还有很长的路要走。对于“区块链”和其会带来的社会和经济效果,沈阳应当持审慎的态度。区块链想要大规模发展,一方面要做好这项复杂技术的社会科普工作,加快社会大众对区块链的了解。另一方面,要充分发挥市场的作用,让企业用实实在在的技术创新,赋能实体经济的发展。[2019/11/17]

图1.可编辑区块链的研究框架

可编辑区块链的研究框架如图1所示,现有文献通常从编辑类型、编辑对象、编辑模态、编辑架构和控制策略五个侧面加以研究。编辑类型:即修改、删除、插入、过滤和隐藏共五类编辑操作编辑对象:即区块级、交易级和数据项级编辑模态:即中心化、多中心化和去中心化三类

动态 | 人民日报官方微博科普区块链 强调区块链不等于比特币:人民日报官方微博今早发表9图科普区块链。其中涉及区块链的特点有:1、安全;2、不可篡改;3、可访问;4、无第三方。区块链对未来的影响:1、不需繁琐个人证明;2、看病避免反复检查;3、旅行消费更加便捷;4、交易无需第三方。同时强调,区块链不等于比特币。比特币只是区块链技术的一种应用,区块链还有医疗卫生、食品安全、版权保护等诸多应用领域。[2019/10/28]

编辑架构:即单链架构和平行链架构,前者有物理修改和追加修改两类;后者则包括双区块链和双哈希链两类

控制策略:即数据范围、编辑权限、编辑流程和约束规则等要素

值得一提的是,在分布式和去中心化的区块链系统中,真正在所有节点上完全实现修改、删除等编辑操作是不可能实现的。部分区块链节点可以通过单方面地不执行编辑操作、拒绝升级甚至硬分叉等手段来保存修改前的数据。在这些情况下,目前尚缺乏有效手段实现数据的强制编辑。

中科院自动化研究所将面向大中小学生开展区块链等主题的科普讲座:5月21日,新华网讯,今年,中国科学院自动化研究所将举办第十四届“自动化之光”公众科学开放日活动。届时,自动化所将面向大中小学生分别开展《脑与智能》、《区块链技术与平行智能》、《大数据时代的视觉智能》、《动画真奇妙》等4个主题报告,用实例和生动的演示深入浅出地为大家揭示智能技术的原理和奥妙。[2018/5/21]

01

数据修改技术

理论上讲,数据修改是普适性的技术,即支持数据任意修改的区块链技术必然也支持数据的任意插入、删除和隐藏。目前较为完备的方案包括:单链条物理修改:利用变色龙哈希函数实现单条区块链数据的物理修改。单链条追加修改:改进区块链交易结构,追加发布新交易并扩展和更新旧交易。平行双区块链:由“共生”的数据链和修正链组成,分别存储原始数据和修正数据,如图2所示。

科普时报:区块链与云计算长期发展目标不谋而合:据《科普时报》今日报道,区块链与云计算两项技术的结合,从宏观上来说,一方面,利用云计算已有的基础服务设施或根据实际需求做相应改变,实现开发应用流程加速,满足未来区块链生态系统中初创企业、学术机构、开源机构、联盟和金融等机构对区块链应用的需求。另一方面,对于云计算来说,“可信、可靠、可控制”被认为是云计算发展必须要翻越的“三座山”,而区块链技术以去中心化、匿名性,以及数据不可篡改为主要特征,与云计算长期发展目标不谋而合。[2018/5/4]

平行双哈希链:扩展区块结构、使得相邻区块间保留两条哈希链接,数据修改操作仅破坏其中一条哈希链路,如图3所示。

图2.平行双区块链模式

图3.平行双哈希链模式

02

数据删除技术

包括本地数据删除和全局数据删除两种类型,前者是指分布式节点可以独立地删除其本地部分数据,以解决持续增长的区块链数据规模导致的存储瓶颈问题,是目前研究的重点;后者则是指分布式节点通过共识算法来共同删除某些链上数据,主要解决清除链上不良信息的问题。

实际上,中本聪在比特币创世论文中已经提出回收磁盘空间RDS和简化支付验证SPV技术来降低区块链账本规模。现有文献中一般采用选择性交易剪枝技术来删除本地数据。然而,本地剪枝可能会导致“公共地悲剧”问题,即“理性”节点总是有动机执行本地数据剪枝,只存储必要数据并在需要时向网络中其他节点请求数据,从而导致区块链因缺乏历史数据而失去信任基础。

03

数据插入技术

重点和难点是如何在去中心化的公有链中插入任意类型的数据,现有文献大多以比特币为原型加以研究。通常有四类数据插入手段,分别将任意数据插入到Coinbase交易、OP_RETURN脚本、P2X类型交易脚本、以及非标准交易脚本中。

04

数据过滤技术

过滤技术是在数据实际写入到区块链之前,通过技术手段使得矿工在共识过程中过滤和净化上链数据。由于被过滤的数据并没有实际上链,因此不会涉及链上数据修改,也不会破坏区块之间哈希链路的完整性。现有研究的基本思路主要是从提高不良信息上链的技术难度和经济成本两方面展开,以求最大程度上过滤不良信息。

05

数据隐藏技术

特定场景下,链上数据存在明显的数据隐藏需求,目前该领域仅有零星讨论。主要思路包括1)加密需要隐藏的数据;2)将需要隐藏的数据修改为适合公开的数据;以及3)链下存储实际数据,链上仅存储哈希指针等。

作为一个颇受争议的新热点,可编辑区块链领域还存在诸多迫切需要解决的关键问题,包括可编辑性与安全可信的兼容、上下文相关的交易级编辑技术、面向编辑权的冲突与竞争、具有普适性的可编辑技术、以及链上数据的内容安全与监管等。

致谢:感谢本文写作过程中与西安电子科技大学裴庆祺教授、刘雪峰教授和华东师范大学金澈清教授的有益讨论,这些讨论为此文提供了许多思路和启发。

作者简介

袁勇,中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室副研究员,中国自动化学会区块链专委会主任。主要研究方向为社会计算、计算广告学与区块链。本文通信作者。E-mail:yong.yuan@ia.ac.cn

王飞跃,中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任,国防科技大学军事计算实验与平行系统技术研究中心主任,中国科学院大学中国经济与社会安全研究中心主任,青岛智能产业技术研究院院长。主要研究方向为平系统的方法与应用、社会计算、平行智能以及知识自动化。E-mail:feiyue.wang@ia.ac.cn

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