自主可控联盟区块链 技术 系统及应用 杭州趣链科技有限公司邱炜伟
目录 一. 区块链发展背景 二. 联盟区块链技术 三. 趣链 联盟区块链系统 四. 应用案例
区块链的三点技术特征 区块链 (Block Chain) 源自比特币 (Bitcoin), 技术的本质是一种分布式 账簿数据库 1. 利用块链式数据结构来验证与存储数据 区块 (Block) 区块 (Block) 上一区块的 Hash nonce 上一区块的 Hash nonce 交易信息 交易信息 交易信息 交易信息 交易信息 交易信息 交易信息 交易信息 2. 利用分布式共识算法来生成和更新数据 3. 利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全
区块链的三点功能特征 1. 多中心 2. 自动化 3. 可信任 多个机构在区块链网络中相互监督并实时对账 智能合约大大提高了经济活动与契约的自动化程度 记录不可篡改, 无需第三方可信中介
区块链的三种组织形态 公有链联盟链私有链 公有链 中心化程度分布式去中心化多中心式单中心式 区块链 参与主体控制 任何节点可接入 预先设定具有特定特征的参与主体 由中心控制者制定参与成员 私有链 联盟链 信息公开程度 账本完全公开 ( 可匿名 ) 联盟内部公开 ( 可匿名 ) 公司内部公开 ( 可匿名 )
区块链的三次演进 2009 2013 2015 代表产品 : 比特币 以太坊 Fabric/ 趣链 (Hyperchain) 功能 : 数字货币 可编程 权限控制 隐私保护 复杂合约 核心技术 : 基于 POW 的共识算法 智能合约 高效共识 性能指标 : 每秒几笔交易 每秒几百笔交易 每秒几千到万笔交易 组织形态 : 公有链 公有链 联盟链
联盟区块链的三点核心优势 从监管角度看, 联盟区块链可以通过 CA 认证准 入 制定监管规则合约等方式为监管提供便利 商业机构及用户对帐户和部分交易信息有隐私 保护的需求, 联盟区块链可以通过加密 分区 等方式实现隐私保护 从商业应用角度来看, 交易吞吐量和时延是企 业最关心的交易性能指标, 联盟区块链通过通 过共识算法的创新使交易效率得到很大提升
目录 一. 区块链发展背景二. 联盟区块链技术三. 趣链 联盟区块链系统四. 应用案例
联盟区块链技术难点 1. 高性能 2. 高可用 3. 安全隐私 4. 可编程 高性能共识算法设计 ( 多节点之间 ) 智能合约执行引擎的效率优化 ( 节点 ) 动态成员准入 节点快速恢复技术 节点准入控制与国家安全标准支持 业务数据的隐私保护 图灵完备且安全的智能合约引擎 复杂智能合约支持
联盟区块链关键技术突破一 : 高性能 鲁棒拜占庭容错算法 (Robust Byzantine Fault Tolerance ) 阶段节点客户节点 1- 主节点 2- 从节点 3- 从节点 4- 从 发起交易成批打包预准备准备提交写入 Replica 将消息发送给 Primary 主节点对交易进行验证 每个节点收到 2f 个准备消息后对交易进行验证 Replica 收到 2f+1 个 commit 后进行 write
形成产品的性能指标 u 平台具有高吞吐量和低系统延迟 u 交易吞吐量大于 10000 笔 / 秒 u 系统延迟小于 300 毫秒 节点机器配置 :16 核 32G 内存云服务器, 主频 3.2GHz,SSD 存储
联盟区块链关键技术突破二 : 高可用 u 动态节点 ( 成员 ) 准入 (Dynamic Membership Management) 节点 阶段 新增节点 同意增加 准备加入共识网络 同意加入 更新共识节点数量 新节点加入成功 节点 1- 主 节点 2- 从 节点 3- 从 节点 4- 从 节点 5- 新 新节点通过介绍人机制得到全网成员的信息 新节点被全网接受后完成 recovery, 作为一个稳定节点发起请求加入共识 2f+1 后, 全网更新共识节点数量 所有从节点验证 UpdateN 后完成更新, 新节点才真正加入共识
联盟区块链关键技术突破二 : 高可用 u 快速恢复技术 (Active Recovery Technology) 除了传统 PBFT 中提及的 Checkpoint 机制 StateUpdate 机制和 ViewChange 机制, 为了适应生产环境的需求, 我们还加入了 Recovery 机制
联盟区块链关键技术突破三 : 多级加密 u 基于密码学的多级加密机制 数据加密 ( 加法同态 ) 数据哈希 (SHA3,SM3) 数据签名 (ECDSA,SM2) 区块链节点 区块链节点 通信安全 (AES,3DES,SM4 ) eca root.ca rca ecert1 ecert2 rcert 哈希验证 (SHA3) 签名验证 (ECDSA) 身份控制 ( 多级 CA) tcert
联盟区块链关键技术突破三 : 数据隔离 分区共识 u 交易按名字空间独立共识 u 验证节点仅共识其参与的名字空间交易 u 验证节点支持多个名字空间的交易共识 数据隔离 u 数据的传输和存储按照名字空间划分 u 节点内不同名字空间中的账本实现物理隔离 并行执行 u 不同名字空间内部交易并行执行 u 名字空间之间的交易结果互不干扰 u 节点仅存储其参与的名字空间的账本数据
联盟区块链关键技术突破四 : 多语言可编程 u 支持包括 Solidity Java 等多种语言可编程的智能合约引擎 u 智能合约是经过共识的执行逻辑, 区块链各参与方通过调用合约修改账本状态, 执行结果同步到各记账节点
目录 一. 区块链发展背景二. 联盟区块链技术三. 趣链 联盟区块链系统四. 应用案例
趣链 (Hyperchain) 联盟区块链系统 企业级管控平台 联盟链核心模块 系统支撑技术
趣链联盟区块链应用部署架构 业务 1 业务 2 业务 n 合约 1 合约 2 合约 n 部署 数据存储智能合约引擎账本存储高性能共识算法区块池区块链价值网络 ES B 外部应用系统 银行核心转账系统 供应链金融应用系统 物联网应用系统
技术指标横向对比
上线华为云平台 基于 可信 开放 全球服务 的华为云, 并联合趣链科技 Hyperchain 区块链平台, 双方共同打造端到端的一体化区块链服务, 未来将基于此平台共同为客户提供数字票据, 供应链金融, 数字存证等行业解决方案, 为更多企业客户提供创新的服务支持 趣链科技极速可编程区块链平台 https://app.hwclouds.com/product/00301-46041-0--0
开发者平台 9 月 13 日上线 基于联盟链的 趣链科技开发者平台 用户可以创建 发布和使用多中心化 的应用程序 u 强大 易用 免费的智能合约在线编辑器 : 提供了针对 Solidity 语言 ( 未来将支持 JAVA 语言 ) 的智能合约代码编辑器 u 智能合约场景案例 : 附智能合约源码, 方便部署体验和修改定制使用 u 区块链浏览器 : 展示区块信息 交易信息, 区块链节点状态 节点维护方信息等 开发者平台地址 :https://dev.hyperchain.cn 智能合约在线编辑器 : https://editor.hyperchain.cn
监控运维 -Hypervision
监控运维 - 智能合约 智能合约方法浏览 方法浏览通过解析区块链底层交易信息, 使得不通过调用智能合约函数 便能得知指定的智能合约方法在指定区块范围内的调用历史
监控运维 - 智能合约 智能合约变量浏览 无需调用具体合约方法, 通过解析区块链底层交易信息来得到智能合约 中定义的变量的值
监控运维 - 智能合约 创建或升级合约 合约部署
监控运维 - 智能合约 加载已部署合约 合约调用
监控运维 - 监控 监控板面 区块信息 交易信息 区块链监控 监控控制 报警控制
监控运维 - 监控 节点状态 磁盘占用 区块高度 报警配置 监测范围 检测间隔
监控运维 - 数据归档 快照管理 快照是对某一个区块链世界状态的描述, 包括该状态下的创世区块状态以及至该状态为止所产生的区块和交易记录等 归档管理 区块和交易记录可以通过归档管理模块进行归档转储, 归 档操作是基于快照进行的, 实际上是按照快照所描述的世 界状态信息进行归档操作, 并更新新的世界状态
监控运维 - 数据归档 归档数据浏览 归档数据详情
目录 32 一. 区块链发展背景二. 联盟区块链技术三. 趣链 联盟区块链系统四. 应用案例
应用案例 类别 应用 合作单位 状态 移动汇票 浙商银行 已上线 应收账款 浙商银行 已上线 数字票据 中国农业银行 已上线 商业保函 兴业银行 准备上线 供应链 浙江国金数据科技有限公司 准备上线 跨境汇款 银联国际 开发中 数字资产类 权益系统 权益系统 开发中 数据交易 上海数据交易中心 开发中 企业债券 中国银行间市场交易商协会 开发中 证券交易 上海证券交易所 开发中 场外交易 招商证券 开发中 信贷管理 国家开发银行 开发中 电子签购单 银联 + 光大 已上线 数字存证类 存证溯源甲骨文超级码已上线股票审查道富银行开发中
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