可編輯區塊鏈是區塊鏈領域新興而頗有爭議的熱點課題，致力於在保障區塊鏈安全可信等良好性質的前提下實現鏈上資料的可控編輯操作。
本文提出了可編輯區塊鏈的工作框架，並從資料修改、刪除、插入、過濾和隱藏五個環節詳細闡述了可編輯區塊鏈的技術與方法。
區塊鏈技術自誕生伊始就帶有極其鮮明的技術特色。其中，去中心化和不可篡改無疑最具革命性，被認為是區塊鏈機器的“信任之源”。
然而，去中心化和不可篡改性是一柄雙刃劍，其在為區塊鏈資料奠定堅實的安全和信任基礎的同時，也極大地限制了區塊鏈技術的應用範圍和前景。因此，區塊鏈正呈現出從“烏托邦”迴歸現實的趨勢。
這種趨勢一方面體現在服務於現實場景的、自主可控的主權/授權區塊鏈繁榮發展，記賬權重新迴歸少數人手中；另一方面，不可篡改性為各類虛假新聞和不良資訊提供了更好的釋出和傳播渠道，對區塊鏈資訊內容安全乃至社會輿論環境帶來負面影響，因而迫切需要安全、便捷、可控的技術手段來更新鏈上關鍵資料並清除有害資料。
本文重點關注區塊鏈資料編輯技術，並以可編輯區塊鏈統稱那些針對鏈上資料的增、刪、改等操作的區塊鏈。就研究現狀而言，該領域目前雖是小範圍探索，但有實際應用和國家監管雙重需求驅動，因而在最近兩三年內快速發展。
可編輯區塊鏈的研究框架如圖1所示，現有文獻通常從編輯型別、編輯物件、編輯模態、編輯架構和控制策略五個側面加以研究。編輯型別：即修改、刪除、插入、過濾和隱藏共五類編輯操作編輯物件：即區塊級、交易級和資料項級編輯模態：即中心化、多中心化和去中心化三類
編輯架構：即單鏈架構和平行鏈架構，前者有物理修改和追加修改兩類；後者則包括雙區塊鏈和雙雜湊鏈兩類
控制策略：即資料範圍、編輯許可權、編輯流程和約束規則等要素。值得一提的是，在分散式和去中心化的區塊鏈系統中，真正在所有節點上完全實現修改、刪除等編輯操作是不可能實現的。部分割槽塊鏈節點可以透過單方面地不執行編輯操作、拒絕升級甚至硬分叉等手段來儲存修改前的資料。在這些情況下，目前尚缺乏有效手段實現資料的強制編輯。
資料修改技術
理論上講，資料修改是普適性的技術，即支援資料任意修改的區塊鏈技術必然也支援資料的任意插入、刪除和隱藏。目前較為完備的方案包括：
單鏈條物理修改：利用變色龍雜湊函式實現單條區塊鏈資料的物理修改。
單鏈條追加修改：改進區塊鏈交易結構，追加發布新交易並擴充套件和更新舊交易。
平行雙區塊鏈：由“共生”的資料鏈和修正鏈組成，分別儲存原始資料和修正資料，如圖2所示。
平行雙雜湊鏈：擴充套件區塊結構、使得相鄰區塊間保留兩條雜湊連結，資料修改操作僅破壞其中一條雜湊鏈路，如圖3所示。
圖2. 平行雙區塊鏈模式
圖3. 平行雙雜湊鏈模式
資料刪除技術
包括本地資料刪除和全域性資料刪除兩種型別，前者是指分散式節點可以獨立地刪除其本地部分資料，以解決持續增長的區塊鏈資料規模導致的儲存瓶頸問題，是目前研究的重點；後者則是指分散式節點透過共識演算法來共同刪除某些鏈上資料，主要解決清除鏈上不良資訊的問題。
實際上，中本聰在比特幣創世論文中已經提出回收磁碟空間rds和簡化支付驗證spv技術來降低區塊鏈賬本規模。現有文獻中一般採用選擇性交易剪枝技術來刪除本地資料。然而，本地剪枝可能會導致“公共地悲劇”問題，即“理性”節點總是有動機執行本地資料剪枝，只儲存必要資料並在需要時向網路中其他節點請求資料，從而導致區塊鏈因缺乏歷史資料而失去信任基礎。
資料插入技術
重點和難點是如何在去中心化的公有鏈中插入任意型別的資料，現有文獻大多以比特幣為原型加以研究。通常有四類資料插入手段，分別將任意資料插入到coinbase交易、op_return指令碼、p2x型別交易指令碼、以及非標準交易指令碼（極少數情況）中。
資料過濾技術
過濾技術是在資料實際寫入到區塊鏈之前，透過技術手段使得礦工在共識過程中過濾和淨化上鍊資料。由於被過濾的資料並沒有實際上鍊，因此不會涉及鏈上資料修改，也不會破壞區塊之間雜湊鏈路的完整性。現有研究的基本思路主要是從提高不良資訊上鍊的技術難度（如基於文字檢測的過濾技術）和經濟成本兩方面展開，以求最大程度上過濾不良資訊。
資料隱藏技術
特定場景下，鏈上資料存在明顯的資料隱藏需求，目前該領域僅有零星討論。主要思路包括：
- 加密需要隱藏的資料；
- 將需要隱藏的資料修改為適合公開的資料；
- 鏈下儲存實際資料，鏈上僅儲存雜湊指標等。
作為一個頗受爭議的新熱點，可編輯區塊鏈領域還存在諸多迫切需要解決的關鍵問題，包括可編輯性與安全可信的相容、上下文相關的交易級編輯技術、面向編輯權的衝突與競爭、具有普適性的可編輯技術、以及鏈上資料的內容安全與監管等。
致謝：感謝本文寫作過程中與西安電子科技大學裴慶祺教授、劉雪峰教授和華東師範大學金澈清教授的有益討論，這些討論為此文提供了許多思路和啟發。
作者 | 袁勇 中國科學院自動化研究所複雜系統管理與控制國家重點實驗室副研究員
作者 | 王飛躍 中國科學院自動化研究所複雜系統管理與控制國家重點實驗室主任
來源 | aas自動化學報
