導讀：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數據的可控編輯操作。本文提出了可編輯區塊鏈的工作框架，並從數據修改、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，其在為區塊鏈數據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信息提供了更好的發佈和傳播渠道，對區塊鏈信息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數據並清除有害數據。
本文重點關注區塊鏈數據編輯技術，並以可編輯區塊鏈統稱那些針對鏈上數據的增、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。
圖1. 可編輯區塊鏈的研究框架
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類型、編輯對象、編輯模態、編輯架構和控制策略五個側面加以研究。
編輯類型：即修改、刪除、插入、過濾和隱藏共五類編輯操作
編輯對象：即區塊級、交易級和數據項級
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哈希鏈兩類
控制策略：即數據範圍、編輯權限、編輯流程和約束規則等要素
值得一提的是，在分佈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。部分區塊鏈節點可以通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保存修改前的數據。在這些情況下，目前尚缺乏有效手段實現數據的強制編輯。
01 數據修改技術
理論上講，數據修改是普適性的技術，即支持數據任意修改的區塊鏈技術必然也支持數據的任意插入、刪除和隱藏。目前較為完備的方案包括：
單鏈條物理修改：利用變色龍哈希函數實現單條區塊鏈數據的物理修改。
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展和更新舊交易。
平行雙區塊鏈：由“共生”的數據鏈和修正鏈組成，分別存儲原始數據和修正數據，如圖2所示。
平行雙哈希鏈：擴展區塊結構、使得相鄰區塊間保留兩條哈希鏈接，數據修改操作僅破壞其中一條哈希鏈路，如圖3所示。
圖2. 平行雙區塊鏈模式
圖3. 平行雙哈希鏈模式
02 數據刪除技術
包括本地數據刪除和全局數據刪除兩種類型，前者是指分佈式節點可以獨立地刪除其本地部分數據，以解決持續增長的區塊鏈數據規模導致的存儲瓶頸問題，是目前研究的重點；後者則是指分佈式節點通過共識算法來共同刪除某些鏈上數據，主要解決清除鏈上不良信息的問題。
實際上，中本聰在比特幣創世論文中已經提出回收磁盤空間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數據。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數據剪枝，只存儲必要數據並在需要時向網絡中其他節點請求數據，從而導致區塊鏈因缺乏歷史數據而失去信任基礎。
03 數據插入技術
重點和難點是如何在去中心化的公有鏈中插入任意類型的數據，現有文獻大多以比特幣為原型加以研究。通常有四類數據插入手段，分別將任意數據插入到Coinbase交易、OP_RETURN腳本、P2X類型交易腳本、以及非標準交易腳本（極少數情況）中。
04 數據過濾技術
過濾技術是在數據實際寫入到區塊鏈之前，通過技術手段使得礦工在共識過程中過濾和淨化上鍊數據。由於被過濾的數據並沒有實際上鍊，因此不會涉及鏈上數據修改，也不會破壞區塊之間哈希鏈路的完整性。現有研究的基本思路主要是從提高不良信息上鍊的技術難度（如基於文本檢測的過濾技術）和經濟成本兩方面展開，以求最大程度上過濾不良信息。
05 數據隱藏技術
特定場景下，鏈上數據存在明顯的數據隱藏需求，目前該領域僅有零星討論。主要思路包括1）加密需要隱藏的數據；2）將需要隱藏的數據修改為適合公開的數據；以及3）鏈下存儲實際數據，鏈上僅存儲哈希指針等。
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兼容、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、以及鏈上數據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。
文章信息：袁勇, 王飛躍. 可編輯區塊鏈: 模型、技術與方法. 自動化學報, 2020, 46(5): 831−846
