什么是区块链服务网络(BSN)?

区块链服务网络(以下称为“服务网络”或“BSN”)是一个跨云服务、跨门户、跨底层框架用于部署和运行各类区块链应用的全球性基础设施网络。

服务网络致力于改变目前区块链应用开发和部署的高成本问题,以互联网理念为开发者提供公共区块链资源环境,极大降低区块链应用的开发、部署、运维、互通和监管成本,从而使区块链技术得到快速普及和发展。

BSN是将区块链应用所需要的运行环境、云资源、网络通信和调取接口均封装在一起,形成一整套区块链应用开发、部署和管理的一站式解决方案。

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设计理念

服务网络的设计和建设理念完全借鉴互联网,互联网是由 TCP/IP 协议将所有数据中心连接而形成的,服务网络是通过建立一套区块链运行环境协议将所有数据中心连接而组成。与互联网一样,服务网络也是跨云服务、跨门户、跨底层框架的全球性基础网络。

服务网络的直接参与方有三类:

一是云服务商,通过安装免费的服务网络公共城市节点软件,将其云服务资源(CPU、存储和带宽)接入服务网络,并在服务网络上进行销售;

二是区块链底层框架商(特指联盟链),根据服务网络底层框架适配标准将框架进行适配后,可以部署到服务网络,供开发者选择使用;

三是门户商,可以在已有的云服务门户或开发者门户内,通过服务网络快速并低成本地建立

BaaS(Blockchain as a Service) 平台,并向自己的客户提供基于服务网络的区块链应用开发、部署和运行服务。

服务网络是一个开放性网络,任何云服务商、底层框架商和门户商在符合服务网络协议标准的前提下,均可以自由选择加入或退出服务网络。

服务网络的直接使用者是开发者和科技公司。区块链应用开发者可以通过任意一个服务网络门户,在全世界任何公共城市节点上购买以 TPS(Transactions Per Second)、存储量和带宽作为计费标准的云资源,并选择任何已适配的底层框架,以极低的成本和极方便的操作进行区块链应用的开发、部署和运营。

区块链应用的发布者只需将应用的所有记账节点部署到服务网络的一个或多个公共城市节点上,参与者即可通过任何一个公共城市节点网关进行几乎无成本的接入。在每个公共城市节点内,所有部署的应用共享服务器资源。

对于高频应用,公共城市节点可以为其智能化地自动分配单独的高处理性能的记账节点;而对于低频应用,则可多个应用共享一个记账节点。这种资源共享的机制能使服务网络所提供的资源成本降低至传统区块链云服务所需成本的三分之一到五分之一。

在服务网络上,区块链应用发布者和参与者均不需要再购买物理服务器或者云服务来搭建自

己的区块链运行环境,而是使用服务网络提供统一的公共服务,并按需租用共享资源,从而大大降低发布者和参与者的成本。

城市节点

服务网络上的所有公共城市节点通过互联网进行连接。应用发布者在任何一个服务网络的门户内根据业务需求选择底层框架和若干城市节点,以及每个节点上所需的 TPS、存储量和带宽来发布联盟链应用或公有链节点,并根据权限配置规则把联盟链应用灵活设定为私链或联盟链。

发布者可以选择任意组合的城市节点群来发布无限多的应用,而应用参与者可以在取得应用授权的情况下,连入任何一个应用部署的公共城市节点参与相关业务。在整个过程中,应用的发布者和参与者可以集中精力进行业务创新和执行,而不需要花费任何额外成本去建设和维护自己的区块链运行环境。

公共城市节点是服务网络的基础运行单元,其主要功能是为区块链应用运行提供访问控制、交易处理、数据存储和计算力等系统资源。每个城市节点的所有方为云资源或数据中心的提供者。

所有方在云资源内安装公共城市节点软件并完成入网流程后,即可建成服务网络上的一个城市节点。节点建成后,应用发布者即可在服务网络的各门户内检索到该节点,并购买其资源作为应用部署的公共城市节点之一。当一个公共城市节点内的资源使用趋于饱和时,所有方可以随时增加系统资源来提高城市节点的负载能力。

根据已运行的应用数量和并发需求,每个城市节点均动态部署一定数量的公共记账节点(统称为“记账节点”),并通过负载均衡机制为高并发应用动态分配独享的高性能资源配置记账节点,而让多个低并发应用共享一个记账节点。这样的机制可以使公共城市节点的资源得到充分有效的利用,降低服务网络整体运行成本。

服务网络原则上是一个多链多账本的区块链系统。部署在若干公共城市节点上的每个应用通过专用通道进行交易处理、数据通信和存储。通道与通道之间完全隔离,但如果两个应用相互授权,通道之间则可以进行数据的相互调用。这样的机制既保证了每个应用的绝对隐私权,同时又有足够的灵活性进行链与链之间的业务处理。

公共城市节点内部署的智能网关和预制链码机制使服务网络的复杂性对外部业务系统隐藏,并能够使传统业务系统开发者在完全没有区块链开发经验和完全不了解区块链编程语言的情况下,仅使用自己熟悉的编程语言和运行环境即可接入服务网络,进行区块链数据处理,使传统业务系统轻松拥有区块链功能。

底层框架

服务网络支持主流的联盟链框架和公有链框架。对于公有链框架来说,开发者可以在任何服务网络的门户内购买相应资源,选择某公有链框架,建立公有链节点与该公有链的主网连接;也可以根据所选择框架的灵活性,在服务网络上建立自己的公链网络,并在服务网络之内或之外持续建立更多节点。

联盟链底层框架与公有链底层框架在机制上有很大的不同。服务网络支持公有链节点并不复杂,服务网络的技术团队自行就可以完成适配。而联盟链底层框架大多采取的都是局域网的部署理念,与服务网络的“联盟链公网化”理念并不一致。

因此,任何联盟链底层框架想要部署到服务网络内,必须根据《区块链服务网络 BSN 底层框架适配标准》进行适配开发,并通过入网审核后,该框架才能够完成服务网络部署。部署完成后,开发者即可在服务网络的各门户内选择该底层框架进行应用的开发和部署。因为每个联盟链底层框架在适配服务网络时均遵守一系列统一标准,例如:密钥算法和网关 SDK 等。

因此,开发者可以使用同一密钥证书通过授权许可,同时接入不同底层框架的不同应用。既方便开发者使用服务网络,同时也实现了不同框架间的跨链数据交互。

目前以适配的联盟链框架如下:

Hyperledger Fabric

Hyperledger Fabric是Linux基金会所主导的Hyperledger(超级账本)的项目之一。Hyperledger Fabric旨在作为开发模块化体系结构的区块链应用程序的基础,以便诸如共识和会员服务等组件可以即插即用。它使用容器技术来托管构成系统应用逻辑的智能合约。是为企业构建的领先的开源、通用区块链结构。目前BSN标准联盟链服务适配的Hyperledger Fabric版本号为 V1.4.3、V1.4.5和V2.3.2,BSN专有节点服务适配的Hyperledger Fabric版本号为V2.2.0。

FISCO BCOS

FISCO BCOS是金链盟开源工作组打造的企业级金融联盟链底层平台,2017年开源,具有性能强劲(单链TPS超两万、实现新型可扩展的RPBFT共识算法)、安全可控(完整国密算法、支持群环签名和同态加密、监管友好)、极致易用(多语言SDK、安全高速智能合约)等技术优势。开源生态内的企业基于FISCO BCOS贡献中间件、跨链、分布式身份等开发工具,极大降低应用开发难度和成本。目前BSN适配的FISCO BCOS版本号为V2.4.0。

XuperChain

百度超级链XuperChain是百度自主研发的区块链底层技术,采用轻(自研的数据模型和虚拟机、框架轻便、组件可插拔)、快(性能达到8.7万TPS)、稳(数据安全可信、隐私被充分保护)、易(文档丰富、多语言SDK)的设计哲学,拥有链内并行技术、可插拔共识机制、一体化智能合约等多项国际领先技术,具备全球化部署能力,可满足开发者各类业务场景需求,让区块链应用搭建更灵活、更安全、更高效,全面赋能区块链开发者。目前BSN适配的XuperChain版本号为V3.9.0。

CITA

CITA是溪塔科技自主研发的一个面向企业级应用并支持智能合约的高性能区块链内核,旨在为企业级区块链应用提供一个稳固、高效、灵活、可适应未来的运行平台。CITA 将区块链节点的必要功能解耦为六个微服务:RPC ,Auth ,Consensus ,Chain ,Executor ,Network。各组件之间通过消息总线交换信息相互协作。通过配置和定制相应的服务,CITA能够满足企业级用户的全部需要。目前BSN适配的CITA版本号为V1.3.0。

IRITA

IRITA是边界智能以区块链跨链、隐私计算及大数据分析技术创新为核心,自主研发的支持下一代分布式商业系统的企业级联盟链产品。IRITA 具有保护隐私的数据加密共享、高效的共识协议、领先的跨链技术、实用性极强的链上链下系统交互能力、灵活的数字资产建模与可信交换支撑、以及大数据支持等 6 大核心技术优势,可广泛应用于金融、医疗健康、供应链、车联网等多种商业场景,为实体经济提供基于区块链信任机器的价值赋能。IRITA 支持中国国密标准,并有完善的 SDK 及运维工具支持,在性能、安全可靠性、认证及权限、可维护性、可扩展性和运维监控等多方面都满足企业级应用需求。目前BSN适配的IRITA版本号为V2.2。

Poly Enterprise

Poly Enterprise是由分布科技 Onchain 提供技术支持的跨链互操作性协议,同时支持星火链网和区块链服务网络(BSN) 两个国家级跨链规范和标准,以及IEEE C/BDL“P3204 区块链跨链事务一致性互操作”国际标准,可实现异构链间的任意信息跨链互通,允许各条异构联盟链之间无缝协同工作,最终实现跨链信息的事务一致性。Poly Enterprise包含多链管理合约(CCMC)、区块头同步合约、跨链管理合约等3大核心跨链架构模块,具备轻量级、低耦合、安全可靠、对接便捷等特点,可同时支持政务链条、企业链、私有链等,并根据不同应用场景,设置了“跨链资产交换协议”和“跨链分布式事务协议”。Poly Enterprise帮助BSN 跨链通信枢纽集成泰安链、Quorum 专有节点服务、 Hyperledger Fabric 和 FISCO BCOS 联盟链网络的跨链互操作,让所有Dapp可以通过BSN的跨链组件,进行链与链之间的智能合约调用,从而产生更灵活、更广泛的技术架构和商业逻辑。

ConsenSys Quorum

ConsenSys Quorum是一个开放源代码协议层,使企业能够基于以太坊开发区块链应用程序。企业依靠ConsenSys Quorum提供区块链的企业级网络,释放区块链的潜能。ConsenSys Quorum可以与企业内部开发的产品模块集成,以构建高性能、可定制的应用程序。目前BSN适配的ConsenSys Quorum版本号为V20.10.0。

Chain33

Chain33是由复杂美自主研发的区块链底层开发平台,是一套支持共识、数据库、执行器等可插拔、且易升级的区块链架构。Chain33创造性的支持分层的架构,主链负责交易清算,智能合约和虚拟机从主链上分离放到平行链上独立执行,多条平行链并存提升运算效率,且平行链之间通过主链实现链间互联。目前BSN适配的Chain33版本号为V6.4.0。

Hyperledger Besu

Hyperledger Besu是在 Apache 2.0 许可下开发并用 Java 编写的开源以太坊客户端,遵守EEA规范。与以太坊兼容。可以使用Besu开发需要在专用网络中进行安全、高性能事务处理的企业应用程序Besu支持企业功能,包括隐私和许可。目前BSN适配的Hyperledger Besu版本号为V21.1.2。

网络门户

开发者在互联网上购买云资源和发布应用时,可以在任何云服务门户内进行操作。相较于互联网,服务网络同样采取多门户策略。加入服务网络的云服务商、底层框架商、科技媒体等拥有开发者资源的企业均可以申请建立服务网络门户(BSN Portal),门户可以是单独的 BaaS 网站,也可以在现有云服务门户或开发者社区门户的基础上增加 BaaS 功能。

在门户内,开发者可以购买服务网络资源、发布应用和管理应用等。每个服务网络门户有非常高的自主权和独立性。除了购买服务网络资源和发布应用外,其他功能均由门户自身提供,

例如:用户注册和管理、计费和收费、开发者社区等。每个门户自主收费,扣除自身的收入后,剩余部分按周结算并支付给服务网络授权的结算公司,再由结算公司分配给相应的云服务商、底层框架商和运维管理机构。

每个门户独立管理自己的用户,用户信息不与服务网络分享。门户内发布的应用在其他门户内无法看到。用户界面和非服务网络的其他功能完全由门户管理方自行设计、建设和运维。

服务网络虽然同时支持公有链和联盟链,但每个门户商都需要根据所在国家的法律法规以及政策规定,对底层框架、公共城市节点物理位置、可发布应用等进行筛选和管理,例如:在中国的服务网络各门户和公共城市节点内,不允许部署和运营公有链节点。

服务网络由专门的技术团队进行运维管理。云服务商将云资源加入服务网络后,只需管理硬件和网络,公共城市节点的运维由服务网络统一管理。服务网络的各门户仅需负责自己门户的日常运维,对通过其门户部署到服务网络上的应用,也由服务网络统一安排日常维护。各方均需与服务网络的运维团队建立协调机制,以便及时处理各种突发情况。服务网络的运维系统包括节点管理、应用管理、维护管理、计费管理、CA 管理和监控管理等功能。由服务网络发起各方分工负责。