近年來，隨著互聯(lián)網、物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據和人工智能為代表的新一代信息技術與傳統(tǒng)產業(yè)的加速融合，全球新一輪科技革命和產業(yè)革命正蓬勃興起，一系列新的生產方式、組織方式和商業(yè)模式不斷涌現(xiàn)，工業(yè)互聯(lián)網應運而生。所謂工業(yè)互聯(lián)網，是指全球工業(yè)系統(tǒng)與高級計算、分析、感應技術以及互聯(lián)網連接融合的結果。它通過智能機器間的連接并最終將人機連接，結合軟件和大數(shù)據分析，重構全球工業(yè)、激發(fā)生產力。為了提供生產效率和效益，工業(yè)網絡會越來越開放，但是薄弱的防護，暴露了工業(yè)網絡安全領域的諸多問題。工業(yè)互聯(lián)網的安全作為一個工業(yè)信息安全當中的新挑戰(zhàn)，帶了問題和威脅有：(1) 工業(yè)互聯(lián)網平臺的安全;(2) 工業(yè)互聯(lián)網設備和控制層的安全問題;(3) 工業(yè)大數(shù)據安全問題;(4) 工業(yè)互聯(lián)網網絡的安全問題。目前諸多領域應用了工業(yè)互聯(lián)網，包括市政供水供熱、能源管理、智能交通、智能家居、智能電網等，由于安全性問題，一旦被入侵，整個系統(tǒng)就會癱瘓。過去的網絡病毒也許只能控制一部手機，如今可以控制一家工廠，近年來，工業(yè)數(shù)據平臺被曝出的漏洞日益增多，且大量集中在裝備制造、交通、能源等重要領域。一些黑客正是利用這些漏洞，竊取了大量的工業(yè)信息。2007年，加拿大一個水利SCADA控制系統(tǒng)被攻擊者入侵，取水調度的控制計算機癱瘓;2008年，波蘭某城市地鐵系統(tǒng)被攻擊者入侵，攻擊者通過電視遙控器改變軌道扳道器，導致四節(jié)車廂脫軌;2012年，攻擊多個中東國家的惡意程序Flame火焰病毒，它能收集各行業(yè)的敏感信息;2016年，烏克蘭電力公司的網絡系統(tǒng)遭到黑客攻擊，導致大規(guī)模的停電。從全球發(fā)展趨勢來看，工業(yè)互聯(lián)網和工業(yè)數(shù)據日益成為黑客攻擊的重點目標。而工業(yè)區(qū)塊鏈DIPNET作為新型的網絡安全模式，應用到工業(yè)互聯(lián)網上能解決這些安全問題嗎?工業(yè)區(qū)塊鏈DIPNET是一種基于區(qū)塊鏈技術所帶來的價值傳輸生產方式構建出的一個云鏈混合的分布式智能生產網絡，對制造業(yè)商業(yè)模式進行整體重構。工業(yè)區(qū)塊鏈是分布式數(shù)據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式，其按照時間順序將數(shù)據區(qū)塊以鏈條的方式組合成特定數(shù)據結構，利用加密鏈式區(qū)塊結構來驗證與存儲數(shù)據、利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數(shù)據、利用自動化腳本代碼(智能合約)來編程和操作數(shù)據?？偟膩碚f，工業(yè)區(qū)塊鏈具有去中心化、安全性、匿名性等特性，使得區(qū)塊鏈技術可以在工業(yè)互聯(lián)網各領域可以大有作為。為了更好保證工業(yè)網絡和數(shù)據安全，工業(yè)區(qū)塊鏈DIPNET在架構上采用分層模式，

圖1 工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)分層圖(源自《工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)白皮書》)工業(yè)區(qū)塊鏈DIPNET主要分為網絡層、基礎服務層、合約層和接口層。其中，前三者與工業(yè)數(shù)據安全密切相關。網絡層：其基于以太坊 devp2p 協(xié)議(DPT、IPFS等)，實現(xiàn)工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)底層網絡。devp2p 協(xié)議是以P2P協(xié)議為基礎，是對等網絡中節(jié)點間通信的網絡協(xié)議，節(jié)點支持任意數(shù)量的子協(xié)議，并處理子協(xié)議與子協(xié)議之間的協(xié)商，記錄單個連接上的消息。其主要特點是：1)分布式網絡，無中央服務器，非中心化;2)用戶之間互聯(lián)并分享文件;3)可擴展：全分布系統(tǒng);4)健壯性：耐攻擊、高容錯;5)隱私保護;6)負載均衡;這些特點為工業(yè)區(qū)塊鏈保證工業(yè)數(shù)據安全提供了絕佳的網絡環(huán)境特性和通信協(xié)議?；A服務層：其一，工業(yè)區(qū)塊鏈DIPNET采用股權授權證明(DPOS)共識的鏈式區(qū)塊結構。DPOS共識機制中，持有股份的用戶通過投票來選取超級節(jié)點，由選出的超級節(jié)點來產生區(qū)塊并記錄區(qū)塊鏈，保障系統(tǒng)安全運行。一旦超級節(jié)點作惡，例如出現(xiàn)宕機、延遲等情況，它就會被投票出局。DPOS要求21個超級節(jié)點的三分之二以上確認后，區(qū)塊才能生效。所以，一旦工業(yè)網絡中出現(xiàn)個別入侵者，就會被踢出系統(tǒng)網絡，從而保證系統(tǒng)網絡的安全。其二，工業(yè)區(qū)塊鏈DIPNET使用ECDSA-secp256k1數(shù)字簽名方案，涉及一種橢圓曲線數(shù)字簽名加密技術，如圖為算法公式曲線，是不是看著有點詭異? 圖2 secp256k1算法曲線圖加密算法一般分為對稱加密和公開密鑰加密。對稱加密就是使用同一密鑰進行數(shù)據的加密和解密;而DIPNET的加密方式選擇的ECDSA-secp256k1數(shù)字簽名為公開密鑰加密，公開密鑰加密也稱非對稱加密，即加密和解密使用不同的密鑰，分別是公開密鑰和私有密鑰，簡稱公鑰和私鑰。非對稱加密算法實現(xiàn)機密信息交換的基本過程是：A用戶生成一對密鑰(公鑰和私鑰)并將其中的一把作為公鑰向其它方公開;得到該公鑰的B用戶使用該公鑰對機密信息進行加密后再發(fā)送給A用戶;A用戶再用自己保存的私鑰對加密后的信息進行解密。簡單地說，就是公鑰用于加密和認證，私鑰用于解密和簽名。那么，我們來看看采用區(qū)塊鏈技術的公鑰是怎么產生的?第一步，隨機選取一個32字節(jié)的數(shù)、大小介于1 ~ 0xFFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFE BAAE DCE6 AF48 A03B BFD2 5E8C D036 4141之間，作為私鑰。18E14A7B6A307F426A94F8114701E7C8E774E7F9A47E2C2035DB29A206321725第二步，使用橢圓曲線加密算法(ECDSA-secp256k1)計算私鑰所對應的非壓縮公鑰。 (共65字節(jié)， 1字節(jié) 0x04, 32字節(jié)為x坐標，32字節(jié)為y坐標)關于公鑰壓縮、非壓縮的問題不做詳解。0450863AD64A87AE8A2FE83C1AF1A8403CB53F53E486D8511DAD8A04887E5B 23522CD470243453A299FA9E77237716103ABC11A1DF38855ED6F2EE187E9C582BA6第三步，計算公鑰的 SHA-256 哈希值600FFE422B4E00731A59557A5CCA46CC183944191006324A447BDB2D98D4B408第四步，取上一步結果，計算 RIPEMD-160 哈希值010966776006953D5567439E5E39F86A0D273BEE第五步，取上一步結果，前面加入地址版本號(比特幣主網版本號“0x00”)00010966776006953D5567439E5E39F86A0D273BEE第六步，取上一步結果，計算 SHA-256 哈希值445C7A8007A93D8733188288BB320A8FE2DEBD2AE1B47F0F50BC10BAE845C094第七步，取上一步結果，再計算一下 SHA-256 哈希值(哈哈)D61967F63C7DD183914A4AE452C9F6AD5D462CE3D277798075B107615C1A8A30第八步，取上一步結果的前4個字節(jié)(8位十六進制)D61967F6第九步，把這4個字節(jié)加在第五步的結果后面，作為校驗(這就是比特幣地址的16進制形態(tài))。00010966776006953D5567439E5E39F86A0D273BEED61967F6第十步，用base58表示法變換一下地址(這就是最常見的比特幣地址形態(tài))。1M8DPUBQXsVUNnNiXw5oFdRciguXctWpUD如果你想破解，建議先算一下，用一臺較快的計算機，運行多久才能破解。合約層：工業(yè)區(qū)塊鏈DIPNET通過VM實現(xiàn)智能合約，智能合約是部署在區(qū)塊鏈上的一段可自動執(zhí)行的程序，廣泛意義上的智能合約包含編程語言、編譯器、虛擬機、事件、狀態(tài)機、容錯機制等。其中，對應用程序開發(fā)影響較大的是編程語言以及智能合約的執(zhí)行引擎，即虛擬機。虛擬機作為沙箱被封裝起來，整個執(zhí)行環(huán)境都被完全隔離。虛擬機內部執(zhí)行的智能合約不能接觸網絡、文件系統(tǒng)或者系統(tǒng)中的其他線程等系統(tǒng)資源。工業(yè)區(qū)塊鏈DIPNET是全球首個分布式智能生產網絡，是全球最大的工業(yè)垂直公鏈，擁有全球最大的工業(yè)區(qū)塊鏈社區(qū)，應用于多方協(xié)同生產、供應鏈清結算，工業(yè)資產數(shù)字化等領域，具有去中心化、安全、高效等特點。在工業(yè)4.0、智能制造、智能生產的大趨勢下，工業(yè)區(qū)塊鏈DIPNET將是工業(yè)數(shù)據安全問題的一種良好的解決方案，應用到工業(yè)控制、工業(yè)數(shù)據、工業(yè)網絡系統(tǒng)的各個領域和行業(yè)中，相信工業(yè)區(qū)塊鏈DIPNET可以推動整個工業(yè)的轉型及新型模式的發(fā)展。