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Blockchain base camp 2021-11-25 08:08:59 阅读数:234

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Auteur | Zhang kejie

  Cet article est la technologie de la chaîne d'intérêt2021Lancement de la série d'analyse approfondie

  Zhang kejie,Responsable de la recherche et du développement de la plateforme blockchain

Mots clés:La chaîne de l'Alliance、Nouvelles infrastructures、Infrastructure fiable、Protection de la vie privée、Facilité d'utilisation、Données fiables

Cadre de l'article lecture rapide:

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Blockchain en tant qu'infrastructure crédible pour l'économie numérique,Pour rendre les données fiables、Les actifs sont fiables、La crédibilité de la coopération a joué un rôle crucial.Avec la technologie blockchain écrite“Quatorze cinq.”Planification,L'État a précisé l'objectif de développer une plate - forme de services blockchain axée sur la chaîne de l'Alliance..Exploration approfondie et application de scénarios supplémentaires,Les exigences et les défis de la nouvelle technologie blockchain sont de plus en plus importants..

Les besoins de la chaîne de l'Alliance et les tendances futures peuvent être classés comme suit::

◆Trois grands et un petit:Grand nombre de réseaux,Grande quantité de données stockées,Grande échelle contractuelle,Faible latence des transactions

Ces exigences découlent du fait que blockchain est une infrastructure de confiance.,Avec“Nouvelles infrastructures”L'exploration continue et approfondie,Les modèles d'affaires des plateformes blockchain utilisées pour héberger des données fiables sont également plus complexes,Il en résulte une logique de contrat intelligente multiple et complexe,Augmentation exponentielle du volume des données commerciales.Plus important encore,Alliance Chain est un réseau de collaboration multipartite,De plus en plus d'institutions et d'entreprises seront impliquées,Le déploiement du réseau de nœuds blockchain sera donc plus complexe.,La latence du réseau et le taux de perte de paquets augmenteront également.,Cela entraîne une réduction significative des performances de blockchain.Donc,,“Grand nombre de réseaux,Grande quantité de données stockées,Grande échelle contractuelle,Faible latence des transactions”Est l'une des exigences les plus fondamentales de la prochaine génération de chaînes d'alliance.

Haut et bas:Grande facilité d'utilisation,Faible coût d'accès

Pour blockchain,Le plus gros problème maintenant est,Coût d'accès trop élevé,Et pas facile à utiliser.À l'heure actuelle, un grand nombre d'applications non blockchain utilisent des bases de données relationnelles traditionnelles.,Et la tradition basée surJDBCQuestions connexesJavaWebTechnologies connexes,Et maintenant beaucoup d'ingénieurs en développement de logiciels ont cette pile technologique.Utilisation actuelleSolidity,Go,RustLa logique d'encodage de la machine virtuelle blockchain associée à l'encodage logique d'entreprise,Le mode de stockage des données n'est pas particulièrement proche de la pensée actuelle du développement de logiciels.Cela conduit également à des“Blockchain+”Une des raisons pour lesquelles il est difficile de le faire.

Protection haute résistance:Haute sécurité,Forte protection de la vie privée

Blockchain en tant que système distribué multicentrique,En général,Il existe de nombreuses institutions qui participent simultanément à l'ensemble de la construction de l'écosystème d'application.,Il existe également des exigences élevées en matière de sécurité des données et de protection de la vie privée..La sécurité de la vie privée est divisée en niveaux de chaîne en fonction du niveau de grain fin.,Niveau du contrat,Niveau de transaction,Et doit être séparé du réseau、Mise en œuvre、Le stockage et d'autres dimensions tiennent compte de la capacité de protection de la vie privée du système blockchain.

Liaison douce et dure:Acquisition automatique de données matérielles,Traitement des données de confiance logicielle

Le premier kilomètre de données réelles,Est l'un des plus grands problèmes de blockchain.Pour blockchain comme“Infrastructure fiable”Positionnement de,Beaucoup de gens remettent en question l'authenticité des données de liaison montante.Donc,,Pour blockchain,UnionIoTL'acquisition et l'étalonnage automatiques des données par des équipements matériels similaires sont également essentiels à l'avenir..En plus,Pour le noeud blockchain lui - même,Tirer pleinement parti de la flexibilité du logiciel blockchain、Le calcul rapide du matériel et les caractéristiques de sécurité élevées du matériel et des logiciels sont essentiels.,Lors de la conception et de la mise en œuvre d'un système de collaboration matériel et logiciel dédié à blockchain,Peut également améliorer la performance et la sécurité du blockchain lui - même à un niveau plus élevé.

Donc,,Blockchain en tant qu'infrastructure fiable pour l'avenir et pierre angulaire de l'Internet de valeur de la prochaine génération,Des défis plus importants sont nécessaires,La plate - forme blockchain d'intérêt doit également faire davantage de mises à niveau techniques et d'itérations pour répondre aux besoins futurs.“Nouvelles infrastructures”Besoins importants identifiés.

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Nouvelle architecture de réseau blockchain:Modèle de réseau parallèle de chaînes de blocs hétérogènes à plusieurs niveaux

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Blockchain en tant qu'infrastructure de données massive et fiable,Nécessité de soutenir les modèles de réseautage à grande échelle.Nous pensons que,L'ensemble du réseau blockchain nécessite un soutien simultané“Horizontal”Avec“Longitudinal”Extension de.

Dans ce modèle et cette architecture de réseau,Capable de réaliser une hétérogénéité à plusieurs niveaux(Isomorphisme)Extension et gestion des sous - chaînes,Réaliser l'interconnexion entre plusieurs chaînes,Mieux adapté à l'expansion et à l'isolement des entreprises,Plus conforme“Infrastructure”Besoins connexes.En plus,Pour chaque noeud de plate - forme,Peut être divisé par type de noeud,Mise en œuvre d'un modèle de réseau hiérarchique pour plusieurs types de noeuds blockchain,Former un réseau de blockchain contrôlable à grande échelle.Donc, à partir de ces deux dimensions,,Nous pouvons réaliser“Transversal et longitudinal”Mode d'extension,Former une nouvelle architecture parallèle hétérogène Multi - chaînes.

Le plus grand avantage est que,In“Nouvelles infrastructures”Dans le schéma d'extension de,Nous pouvons le faire avec souplesse“Nouvelle chaîne”Accès et gestion,En outre, il est possible de réaliser une communication fiable entre les différentes chaînes de services.,Mise en œuvre de la surveillance et de la gouvernance dans le cadre du modèle multi - chaînes;En même temps,Pour le processus d'expansion de l'entreprise“Nouveau partenaire”Adhésion,Le modèle d'accès correspondant peut également être fourni en fonction du type de noeud.,Gestion et contrôle des autorisations à grain fin,Une expansion massive pour les affaires.

Alors...,Nous pensons qu'à l'avenir, le processus de développement doit être la coexistence de technologies diversifiées.,Blockchain to play value,L'interaction entre les différents scénarios d'affaires doit également être réalisée.,Plus important encore, il faut plus de partenaires pour y parvenir.“Valeur Internet”Construction de.Blockchain n'est pas seulement une chaîne,C'est un réseau de base.,Extensibilité et compatibilité accrues.

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Moteur de stockage dédié à blockchain:Modèle de stockage hybride à haut rendement de nouvelle génération

Contrairement à la chaîne publique,,Vitesse de développement des activités de la chaîne de l'Alliance、Volume des données commerciales、La complexité de l'entreprise est relativement plus complexe.Par exemple, les activités liées à la Caisse de prévoyance que nous avons menées auparavant.,Les données cumulatives actuelles ont atteint200100 millions,C'est une pression considérable sur blockchain lui - même.,Modèle de stockage traditionnel à chaîne unique,Utilisation d'une seule machine universelleRocksDB、LevelDBÇa ne correspond pas à ce modèle de base de données.,Mais si vous utilisez directement l'imageTiKV、AerospikeBase de données de distribution égale,Bien qu'il puisse résoudre le problème du stockage de la quantité de données,Mais les retards de transaction augmentent lorsque la lecture et l'écriture sont fréquentes,Cela réduit considérablement les performances d'exécution de blockchain.

Après analyse,Nous pensons que blockchain lui - même a un modèle de stockage unique,Des architectures de stockage plus spécialisées peuvent être conçues pour répondre aux besoins de stockage.Alors...,De2019Début de l'année,Nous avons commencé à mettre à jour itérativement l'architecture de stockage de la plateforme blockchain de la chaîne d'intérêt.

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L'idée de base de la mise à niveau itérative ou de l'optimisation de la base de données traditionnelle“Sous - entrepôt sous - Tableau”Le modèle de,Stockage séparé selon ses propres caractéristiques de données,Mais plus important encore,,La conception et le développement de la base de données doivent également être effectués en fonction des caractéristiques des données après le stockage des sous - bases.,Devrait pouvoir s'adapter à son propre modèle de stockage au niveau de la base de données,Construire un moteur de stockage dédié à blockchain.

Dans le modèle de stockage hybride de la plateforme blockchain,Plusieurs composants et moteurs importants sont conçus séparément:

Moteur de stockage de données continu basé sur des fichiersFilelog


Pour les blocs、Reçu de transaction、CommerceJournalBase de données de stockage avec accès continu égal aux données,Capable de lire et d'écrire efficacement les données、Retour en arrière、Services d'archivage, etc..

Mise en cache à plusieurs niveaux des données d'état

Mise en cache à plusieurs niveaux de données d'état de blockchain équilibrées en lecture et en écriture et très aléatoires,Mettre en cache la lecture et l'écriture,Peut aider blockchain à réaliser l'écriture asynchrone de données d'état par lots,Accès rapide à différents types de bases de données.

◆Moteur de stockage dédié aux données d'étatVIDB

La lecture et l'écriture des données d'état sont relativement équilibrées,Conception d'un modèle de stockage basé sur une nouvelle structure d'arbre Merkel optimisée,En cours“Fusion du stockage et de l'informatique”,Réduire l'amplification de la lecture et de l'écriture,Permet un accès plus équilibré aux données d'état,Il est également plus facile de réaliser des extensions distribuées.

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Changement de chaîne à un bouton:Moteur d'exécution blockchain facile à utiliser

Tout le monde sait,Blockchain en tant que logiciel de base,Le plus couplé à l'entreprise est le contrat intelligent,Ce qui permet aux utilisateurs de sentir intuitivement si blockchain est facile à utiliser, c'est la partie du contrat intelligent.,Alors...,En tant que vecteur de contrats intelligents, la machine virtuelle est particulièrement importante..

Nous avons toujours pensé,Une bonne machine virtuelle n'est pas seulement une bonne performance、Extensible,Plus important encore, sa facilité d'utilisation,Il doit être plus convivial pour les développeurs d'entreprise et les utilisateurs.Résumé et analyse,La soi - disant facilité d'utilisation comporte plusieurs aspects principaux::

1.Universalité du langage de programmation,Pour le développement,Pas besoin d'apprendre une nouvelle langue en plus,Et la langue doit avoir une bonne écologie;

2.Diversité des structures de stockage des données,Capacité de fournir des structures de données plus diversifiées selon la logique opérationnelle,Le rapprocher de l'entreprise;

3.Facilité d'amarrage des cadres des systèmes opérationnels,J'espère pouvoir réaliser l'amarrage rapide du système d'affaires,Réduire les coûts de développement des systèmes opérationnels.

Donc,,Dans les versions précédentes de la plateforme blockchain fun Chain,Notre base d'auto - étude a été lancée très tôtGoRéaliséJavaMachine virtuelle,Performances plus élevéesEVMA également été considérablement amélioré,Autres utilisationsJavaÉcologie du développement de la langue elle - même,Faciliter les développeurs,Pour les schémas de structure de données stockés,Est également disponibleMap,ListEtTableEt d'autres types d'architecture de stockage de données.

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Sur cette base,Nous allons également mettre à jour nos machines virtuelles dans un avenir proche,Se concentre principalement sur la réduction des coûts d'amarrage des systèmes d'affaires existants.Basé surK/VModèle de stockage de la base de données d'état pour,Apprendre deGoogleDe《F1:A Distributed SQL Database That Scales》Des idées,Efficace sur blockchainSQLAnalyser et exécuter,Nous le ferons sur blockchainSQLLe processus de compilation deSQLComposants techniques convertis en paires de clés pour le moteur de stockage,Dans la garantie de l'originalMerkle TreeEn cas de calcul,Fournit un modèle d'invocation plus facile à utiliser pour l'entreprise.Mais il est important de noter,Toutes les exigences ne s'appliquent pas au blockchain,Par exemple, les requêtes non indexées sont irrationnelles dans le système blockchain actuel,Cela nécessite également un moteur de stockage.

Aller plus loin,Pour les systèmes d'affaires,Un simple soutienSQLL'exécution et la structure de stockage des données de table sont loin d'être suffisantes,Besoin d'un accès plus facile aux systèmes d'affaires,Par exemple, commentSSH、SSMAttendez. JavaWebBlockchain d'amarrage rapide dans le cadre,En généralMybatisOuHibernateMise en œuvreSQLEncapsulation et exécution de la langue,Et ensuite passerJDBCAccès et invocation de la base de données,Et nous devons mettre en œuvre des blockchains similairesJDBCL'interface aide les développeurs à accéder rapidement aux données,Mettre en œuvre un modèle d'appel d'affaires plus convivial.

Donc,,La plate - forme blockchain d'intérêt peut réaliser dans une certaine mesure“Changement de chaîne à un bouton”,Réduire considérablement le seuil de développement et les coûts d'utilisation des chaînes de blocs.

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Protection naturelle de la vie privée et modèle informatique parallèle

Ces dernières années,La protection de la vie privée est l'un des sujets les plus chauds de blockchain,De nombreuses plateformes blockchain ont également lancé leurs propres solutions de confidentialité uniques,Que ce soit basé sur des algorithmes cryptographiques,Ou sur la baseTEEDe,Toutes sortes de programmes sont relativement parfaits.Dans l'ancienne version de la plateforme blockchain de fun Chain,Nous avons également introduit différents types de systèmes de protection de la vie privée,Basé surTEEDe,Basé sur le Consensus de partition, etc.,Mais ces programmes,Il existe encore de grandes limites au niveau de l'utilisation ou du développement..Nous pensons que,La cause profonde de cette situation est,Consensus existant sur les chaînes de blocs-Mise en œuvre-Schéma informatique stocké,Ne convient pas à la protection de la vie privée,Tous les noeuds de consensus nécessitent un stockage informatique redondant,C'est aussi l'une des raisons pour lesquelles la protection de la vie privée est difficile..

Alors...,Seulement pour la mise en œuvre、Validation、Séparation du stockage,Pour une meilleure protection de la vie privée,Données de mise en œuvre“Disponible non visible”,Après avoir effectué la séparation du stockage de validation,Il est également plus facile de réaliser l'informatique parallèle de blockchain.Comme le montre la figure ci - dessous,La plateforme sera mise en œuvre à l'avenir,Séparation du calcul et de la vérification des chaînes de blocs,Tirer pleinement parti desTEEOuZKPCapacité de calcul vérifiable,Réaliser le calcul hors chaîne,Validation en chaîne,Assurer une collaboration efficace au niveau de l'architecture.

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En même temps,Plus important encore,,Architecture fragmentée basée sur la plate - forme blockchain de la chaîne d'intérêt,Capable de réaliser le traitement parallèle de la validation en chaîne,Réaliser l'extension horizontale des noeuds de consensus,Exigences de haute performance mieux adaptées aux futurs blockchains.Nous pensons que,Dans ce modèle de calcul,Blockchain permet à la fois l'extensibilité、Confidentialité et haute performance.La nouvelle génération de plateformes blockchain de la chaîne d'intérêt permettra également d'améliorer encore les performances dans des situations d'affaires complexes..

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Un schéma d'intégration souple et dure de tous les liens

Direction de l'intégration douce et dure,C'est nous quiHyperchainL'idée qui a toujours été mise en œuvre depuis le début,Nous pensons que la sécurité élevée du matériel et la capacité de calcul à grande vitesse devraient être pleinement utilisées.,Créer du matériel dédié à blockchain en combinant les caractéristiques du logiciel blockchain lui - même,Assurer la sécurité、Confidentialité、Nouvelles percées en matière de performance.Nous pensons qu'il y a trois directions principales:

Puce spéciale blockchain/Module:Miniaturisation des chaînes de blocs、Chip,Former une infrastructure logicielle et matérielle pour le stockage et l'informatique distribués ,Accélérer la capacité de transmission du réseau、Capacité de calcul consensuelle、Capacité de stockage efficace,Acquisition de données pour l'ensemble de la chaîne de blocs、Distribution、Calcul、Le stockage forme une boucle fermée écologique complète et sûre;

Équipement intégré:Équipements de machines souples et dures conformes aux exigences strictes en matière de sécurité dans le domaine des affaires gouvernementales,Carte de mot de passe blockchain intégrée、Accélérateur de consensus réseau、Matériel et technologie tels que l'environnement d'exécution fiable,Réaliser la sécurité, l'autonomie et le contrôle de l'intégration du matériel et des logiciels;

Dispositif d'accélération blockchain:Fournir une solution globale d'accélération matérielle dédiée à blockchain,Excavation complèteSSD、FPGA、Potentiel matériel tel que les cartes réseau,Amélioration de l'efficacité du calcul et réalisation d'opérations parallèles à haut rendement multicentrique,Briser le goulot d'étranglement de la performance de blockchain;

L'année dernière,Nous avons publié une machine intégrée blockchain en coopération avec Sunrise,Réaliser la liaison de plusieurs équipements spéciaux,Aide à l'inspection des signatures、Réseau、Accélération de plusieurs dimensions telles que le stockage.En outre,Services d'exécution fiables qui dépendent du matériel lui - même,Mise en œuvre de politiques de protection de la vie privée à grain fin,Veiller à ce que les données soient mises en œuvre、Stockage、Chiffrement omnidirectionnel pendant la transmission.

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Enfin,Nous pensons que l'intégration douce et dure de blockchain ne devrait pas se limiter au serveur,Plus important encore, la fiabilité des données de liaison complète,C'est ce que nous avons fait..L'avenir,Nous adopterons une vision écologique plus ouverte,Continuer à ouvrir la version d'essai complète de blockchain pour plus de développeurs pour développer des applications blockchain,Construire un écosystème blockchain plus dynamique.

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