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产业气象站|| 区块链，如何解释“我篡改了区块链”这个问题


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导读：区块链数据“全局一致”、“难以篡改”这两个特性已经广为人知 ， 是区块链营造“信任”的基石 。
区块链数据“全局一致”、“难以篡改”这两个特性已经广为人知 ， 是区块链营造“信任”的基石 。 为了达到这两个效果 ， 区块链的共识、同步、校验等技术细节足可大书特书 ， 而本文要从“我篡改了区块链数据”讲起 。
“我篡改了区块链数据”
FISCOBCOS开源联盟链社区现在相当活跃 ， 每天都会产生大量的讨论 ， 大家也会饶有兴趣地研究和挑战区块链如何做到“难以篡改” 。 我们注意到 ， 尤其在FISCOBCOS支持MySQL数据库作为数据存储引擎后 ， 隔一阵子就有同学在群里问：“我手动修改了我节点连接的数据库里某个状态数据 ， 这是不是就是篡改了区块链数据呢？”
直观地举个例 ， 如链上有个智能合约 ， 管理特定资产余额 ， 在数据库合约表里 ， 经过共识的Alice的余额本来是100 ， 这时有人打开MySQL客户端 ， 找到那个合约对应的表 ， 把Alice的余额更新成10000 。
这时他表示：“你看 ， 我调用合约的查询接口 ， 查出来Alice的余额确实是10000 ， 这就不对了嘛 ， 而且 ， 链还在出块 ， 根本不防篡改嘛！” 。
初步分析和解答
为何这类问题最近多起来了？我们分析了下 ， 猜想主要是由于MySQL数据库用户基础良好 ， 体系比较成熟 ， 给用户提供友好的命令行或图形化交互工具 ， FISCOBCOS提供了一种表风格的合约开发模式 ， 表结构设计得清晰直观 ， 对于用户来说 ， 一方面理解和管理起来更容易了 ， 另一方面顺手更新甚至删除一下都是小意思 。
下图仅为示例数据 ， 采用KVTable合约方式 ， 创建了名为t_kv_node的合约表 ， 系统自动加了u_前缀 ， 可见 ， 这个表结构和数据一目了然 。
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而之前只采用LevelDB或RocksDB作为存储引擎 ， 这两个文件型数据库交互工具比较少 ， 在用户面前的存在感不强 ， 操作相对晦涩 ， 主要通过API编程访问 ， 数据用肉眼难以辨别的Hash键寻址 ， 动手修改数据库的情形就少了一些（但也不是不可能） 。
【产业气象站|| 区块链，如何解释“我篡改了区块链”这个问题】所以 ， 热点问题浮出水面 ， 前提是用户可以更方便地修改底层数据了 ， 而不是这个问题之前不存在 。
这时我们会建议用户试一下 ， 针对Alice的余额 ， 发起一个交易 ， 比如给Alice充值 ， 或者让Alice转账操作 ， 这时 ， 修改过数据的节点将无法参与共识 。 因为该节点上算出来的Alice的余额和其他节点结果不同 ， 其他节点依旧按100的余额进行计算 ， 而不是10000 ， 显然结果是对不齐的 。
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复习下PBFT的容错模型：定义f为可容错节点数 ， 网络中共识节点总数应等于或多于3f+1 。 即链上有4个共识节点时 ， 可容错的f=1；共识节点总数为7个时 ， f=2 ， 以此类推 。
如果未修改过数据的节点数满足PBFT要求的2f+1的数量 ， 链依旧可以出块 。 但被修改过的节点 ， 一旦有交易涉及脏数据 ， 就像踩到了雷一样 ， 从此再无法与链共识、同步 ， 相当于被抛弃了 。 这种节点可以称为“拜占庭节点” ， 即作恶或出错的节点 ， 具备节点准入控制能力的联盟链甚至会将拜占庭节点隔离出去 。
还有一种可能性是 ， 手动修改了数据库里的数据 ， 但节点内存里还刚好缓存了一份副本 ， 并没有被修改 ， 所以通过节点对这个数据的查询、交易还是正常的 ， 甚至会用正确的结果把数据库里被篡改过的数据覆盖掉 ， 不过这是概率性事件 ， 取决于缓存的大小和当时包含的数据项 。


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