FISCO BCOS介紹

FISCO BCOS平臺(tái)是金融區(qū)塊鏈合作聯(lián)盟（深圳）（以下簡(jiǎn)稱：金鏈盟）開源工作組以金融業(yè)務(wù)實(shí)踐為參考樣本，在BCOS開源平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行模塊升級(jí)與功能重塑，深度定制的安全可控、適用于金融行業(yè)且完全開源的區(qū)塊鏈底層平臺(tái)。

金鏈盟開源工作組獲得金鏈盟成員機(jī)構(gòu)的廣泛認(rèn)可，并由專注于區(qū)塊鏈底層技術(shù)研發(fā)的成員機(jī)構(gòu)及開發(fā)者牽頭開展工作。其中首批成員包括以下單位（排名不分先后）：博彥科技、華為、深證通、神州數(shù)碼、四方精創(chuàng)、騰訊、微眾銀行、越秀金科。

FISCO BCOS平臺(tái)基于現(xiàn)有的BCOS開源項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)，聚焦于金融行業(yè)的分布式商業(yè)需求，從業(yè)務(wù)適當(dāng)性、性能、安全、正常、技術(shù)可行性、運(yùn)維與治理、成本等多個(gè)維度進(jìn)行綜合考慮，打造金融版本的區(qū)塊鏈解決方案。

基于FISCO BCOS的金融區(qū)塊鏈底層平臺(tái)，可以快速構(gòu)建“區(qū)塊鏈+金融"應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)金融行業(yè)大有裨益：

對(duì)銀行機(jī)構(gòu)，可以降低清結(jié)算成本、提高中后臺(tái)運(yùn)營(yíng)效率、提升流程自動(dòng)化程度；

對(duì)非銀金融機(jī)構(gòu)，可以提升權(quán)益登記、信息存證的權(quán)威性、削減交易對(duì)手方風(fēng)險(xiǎn)、解決數(shù)據(jù)追蹤與信息防偽問題、降低審核審計(jì)的操作成本等；

對(duì)金融監(jiān)管機(jī)構(gòu)，為監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供了一致且易于審計(jì)的數(shù)據(jù)，通過對(duì)機(jī)構(gòu)間區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)分析，能夠比傳統(tǒng)審計(jì)流程更快更精確地監(jiān)管金融業(yè)務(wù)，并極大加強(qiáng)反洗錢力度；

在跨境金融場(chǎng)景中，有助于實(shí)現(xiàn)跨境金融機(jī)構(gòu)間的賬本共享，降低合作銀行間對(duì)賬與清結(jié)算成本及爭(zhēng)議摩擦成本，從而提高跨境業(yè)務(wù)處理速度及效率。

FISCO BCOS已于2017年正式對(duì)外開源。截止到2020年5月，匯聚了超1000家企業(yè)及機(jī)構(gòu)、逾萬名社區(qū)成員參與共建共治，發(fā)展成為最大最活躍的國(guó)產(chǎn)開源聯(lián)盟鏈生態(tài)圈。

應(yīng)用項(xiàng)目覆蓋文化版權(quán)、司法服務(wù)、政務(wù)服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、金融、智慧社區(qū)等領(lǐng)域。如今，基于FISCO BCOS方便的全面的開發(fā)工具，已經(jīng)成為一個(gè)更開放的開源生態(tài)。

FISCO BCOS設(shè)計(jì)思路

FISCO BCOS以聯(lián)盟鏈的實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，兼顧性能、安全、可運(yùn)維性、易用性、可擴(kuò)展性，支持多種SDK，并提供了可視化的中間件工具，大幅縮短建鏈、開發(fā)、部署應(yīng)用的時(shí)間。此外，F(xiàn)ISCO BCOS通過信通院可信區(qū)塊鏈評(píng)測(cè)功能、性能兩項(xiàng)評(píng)測(cè)，單鏈TPS可達(dá)兩萬。

FISCO BCOS在2.0中，提出“一體兩翼多引擎”架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)吞吐能力的橫向擴(kuò)展，大幅提升性能，在安全性、可運(yùn)維性、易用性、可擴(kuò)展性上具備行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

一體指代群組架構(gòu)，支持快速組建聯(lián)盟和建鏈，讓企業(yè)建鏈像建聊天群一樣便利。根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景和業(yè)務(wù)關(guān)系，企業(yè)可選擇不同群組，形成多個(gè)不同賬本的數(shù)據(jù)共享和共識(shí)，從而快速豐富業(yè)務(wù)場(chǎng)景、擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模，且大幅簡(jiǎn)化鏈的部署和運(yùn)維成本。

兩翼指的是支持并行計(jì)算模型和分布式存儲(chǔ)，二者為群組架構(gòu)帶來更好的擴(kuò)展性。前者改變了區(qū)塊中按交易順序串行執(zhí)行的做法，基于DAG（有向無環(huán)圖）并行執(zhí)行交易，大幅提升性能；后者支持企業(yè)（節(jié)點(diǎn)）將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在遠(yuǎn)端分布式系統(tǒng)中，克服了本地化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的諸多限制。

多引擎是一系列功能特性的總括，比如預(yù)編譯合約能夠突破EVM的性能瓶頸，實(shí)現(xiàn)高性能合約；控制臺(tái)可以讓用戶快速掌握區(qū)塊鏈?zhǔn)褂眉记傻取?/p>

FISCO BCOS的核心部分

FISCO BCOS的核心模塊包括以下部分：

共識(shí)機(jī)制：可插拔的共識(shí)機(jī)制，支持PBFT、Raft和rPBFT共識(shí)算法，交易確認(rèn)時(shí)延低、吞吐量高，并具有最終一致性。其中PBFT和rPBFT可解決拜占庭問題，安全性更高。

存儲(chǔ)：世界狀態(tài)的存儲(chǔ)從原來的MPT存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為分布式存儲(chǔ)，避免了世界狀態(tài)急劇膨脹導(dǎo)致性能下降的問題；引入可插拔的存儲(chǔ)引擎，支持LevelDB、RocksDB、MySQL等多種后端存儲(chǔ)，支持?jǐn)?shù)據(jù)簡(jiǎn)便快速擴(kuò)容的同時(shí)，將計(jì)算與數(shù)據(jù)隔離，降低了節(jié)點(diǎn)故障對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的影響。

網(wǎng)絡(luò)：支持網(wǎng)絡(luò)壓縮功能，并基于負(fù)載均衡的思想實(shí)現(xiàn)了良好的分布式網(wǎng)絡(luò)分發(fā)機(jī)制，最大化降低帶寬開銷。

性能提升策略

為提升系統(tǒng)性能，F(xiàn)ISCO BCOS從提升交易執(zhí)行效率和并發(fā)兩個(gè)方面優(yōu)化了交易執(zhí)行，使得交易處理性能達(dá)到萬級(jí)以上。

基于C++的Precompiled合約：區(qū)塊鏈底層內(nèi)置C++語言編寫的Precompiled合約，執(zhí)行效率更高。

交易并行執(zhí)行：基于DAG算法根據(jù)交易間互斥關(guān)系構(gòu)建區(qū)塊內(nèi)交易執(zhí)行流，最大化并行執(zhí)行區(qū)塊內(nèi)的交易。

交易生命周期的異步并行處理：共識(shí)、同步、落盤等各個(gè)環(huán)節(jié)的異步化以及并行處理。

FISCO BCOS安全解決方案

考慮到聯(lián)盟鏈的高安全性需求，除了節(jié)點(diǎn)之間、節(jié)點(diǎn)與客戶端之間通信采用TLS安全協(xié)議外，F(xiàn)ISCO BCOS還實(shí)現(xiàn)了一整套安全解決方案：

網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入機(jī)制：限制節(jié)點(diǎn)加入、退出聯(lián)盟鏈，可將指定群組的作惡節(jié)點(diǎn)從群組中刪除，保障了系統(tǒng)安全性。

黑白名單機(jī)制：每個(gè)群組僅可接收相應(yīng)群組的消息，保證群組間網(wǎng)絡(luò)通信的隔離性；CA黑名單機(jī)制可及時(shí)與作惡節(jié)點(diǎn)斷開網(wǎng)絡(luò)連接，保障了系統(tǒng)安全。

權(quán)限管理機(jī)制：基于分布式存儲(chǔ)權(quán)限控制機(jī)制，靈活、細(xì)粒度地控制外部賬戶部署合約和創(chuàng)建、插入、刪除和更新用戶表的權(quán)限。

支持國(guó)密算法：支持國(guó)密加密、簽名算法和國(guó)密通信協(xié)議。

落盤加密方案：支持加密節(jié)點(diǎn)落盤數(shù)據(jù)，保障鏈上數(shù)據(jù)的機(jī)密性。

密鑰管理方案：在落盤加密方案的基礎(chǔ)上，采用KeyManager服務(wù)管理節(jié)點(diǎn)密鑰，安全性更強(qiáng)。

同態(tài)加密、群環(huán)簽名：鏈上提供了同態(tài)加密、群環(huán)簽名接口，用于滿足更多的業(yè)務(wù)需求。

FISCO BCOS的開發(fā)部署和運(yùn)維

開發(fā)部署工具

FISCO BCOS引入開發(fā)部署工具、交互式控制臺(tái)、區(qū)塊鏈瀏覽器等工具來提升系統(tǒng)的易用性，大幅縮短建鏈、部署應(yīng)用的時(shí)間。

包含：

基于JavaSDK的交互式的命令行工具console

區(qū)塊鏈瀏覽器

為了便于不同語言開發(fā)者快速開發(fā)應(yīng)用，F(xiàn)ISCO BCOS同時(shí)支持JavaSDK、Node.jsSDK、PythonSDK和GoSDK

運(yùn)維工具

聯(lián)盟鏈系統(tǒng)中，區(qū)塊鏈的運(yùn)維至關(guān)重要，F(xiàn)ISCO BCOS提供了一整套運(yùn)維部署工具，并引入了合約命名服務(wù)、數(shù)據(jù)歸檔和遷移、合約生命周期管理等工具來提升運(yùn)維效率。

運(yùn)維部署工具:部署、管理和監(jiān)控多機(jī)構(gòu)多群組聯(lián)盟鏈的便捷工具，支持?jǐn)U容節(jié)點(diǎn)、擴(kuò)容新群組等多種操作。

合約命名服務(wù):建立合約地址到合約名和合約版本的映射關(guān)系，方便調(diào)用者通過記憶簡(jiǎn)單的合約名來實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈上合約的調(diào)用。

數(shù)據(jù)歸檔、遷移和導(dǎo)出功能:提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出組件，支持鏈上數(shù)據(jù)歸檔、遷移和導(dǎo)出，增加了鏈上數(shù)據(jù)的可維護(hù)性，降低了運(yùn)維復(fù)雜度。

合約生命周期管理:鏈上提供合約生命周期管理功能，便于鏈管理員對(duì)鏈上合約進(jìn)行管理。

社區(qū)開源開發(fā)工具

依托龐大的開源生態(tài)，社區(qū)內(nèi)眾伙伴秉承“來自開發(fā)者，用于開發(fā)者”的共建理念，在FISCO BCOS底層平臺(tái)之上，自主研發(fā)多個(gè)趁手開發(fā)工具并回饋給社區(qū)，從不同業(yè)務(wù)層面需求上降低區(qū)塊鏈應(yīng)用開發(fā)難度和成本。以下為部分列舉：

區(qū)塊鏈中間件平臺(tái)WeBASE：面向多種對(duì)象，如開發(fā)者、運(yùn)營(yíng)者，并根據(jù)不同的場(chǎng)景，包括開發(fā)、調(diào)試、部署、審計(jì)等，打造豐富的功能組件和實(shí)用工具，提供友好的、可視化的操作環(huán)境。

分布式身份解決方案WeIdentity：基于區(qū)塊鏈的分布式多中心的技術(shù)解決方案，提供分布式實(shí)體身份標(biāo)識(shí)及管理、可信數(shù)據(jù)交換協(xié)議等一系列的基礎(chǔ)層與應(yīng)用接口，可實(shí)現(xiàn)實(shí)體對(duì)象（人或物）數(shù)據(jù)的安全授權(quán)與交換。

分布式事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)WeEvent：實(shí)現(xiàn)了可信、可靠、高效的跨機(jī)構(gòu)、跨平臺(tái)事件通知機(jī)制。在不改變已有商業(yè)系統(tǒng)的開發(fā)語言、接入?yún)f(xié)議的情況下，實(shí)現(xiàn)跨機(jī)構(gòu)、跨平臺(tái)的事件通知與處理。

跨鏈協(xié)作方案WeCross：支持跨鏈?zhǔn)聞?wù)交易，滿足跨鏈交易的原子性，對(duì)跨鏈進(jìn)行治理，可支持多方協(xié)作管理，避免單點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

場(chǎng)景式隱私保護(hù)解決方案WeDPR：針對(duì)隱匿支付、匿名投票、匿名競(jìng)拍和選擇性披露等應(yīng)用方案，提供即時(shí)可用場(chǎng)景式隱私保護(hù)高效解決方案，助力各行業(yè)合法合規(guī)地探索數(shù)據(jù)相關(guān)業(yè)務(wù)。

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)治理組件解決方案：穩(wěn)定、高效、安全的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)治理組件解決方案，分別從底層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、智能合約數(shù)據(jù)解析層和應(yīng)用層三個(gè)方面，提供了區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)挖掘、裁剪、擴(kuò)容、可信存儲(chǔ)、抽取、分析、審計(jì)、對(duì)賬、監(jiān)管等數(shù)據(jù)治理方面的關(guān)鍵能力。具體組建包含WeBankBlockchain-Data數(shù)據(jù)治理通用組件：Data-Stash數(shù)據(jù)倉庫組件、Data-Export數(shù)據(jù)導(dǎo)出組件、Data-Reconcile數(shù)據(jù)對(duì)賬組件。

區(qū)塊鏈多方協(xié)作治理組件解決方案：可無縫適配FISCO BCOS的區(qū)塊鏈治理組件解決方案。首批開源的四個(gè)組件分別從私鑰丟失重置、合約權(quán)限細(xì)粒度管控、私鑰和證書的全生命周期管控等方面著手，提供了可部署的智能合約代碼、易于使用的SDK和可參考的落地實(shí)踐Demo等交付物。單獨(dú)的治理組建名稱為WeBankBlockchain-Governance多方治理協(xié)作組件：Governance-Account賬戶治理組件、Governance-Authority權(quán)限治理組件、Governance-Key私鑰管理組件、Governance-Cert證書管理組件。

區(qū)塊鏈應(yīng)用開發(fā)組件解決方案：一套開放、輕量的開發(fā)組件集，覆蓋智能合約的開發(fā)、調(diào)試、應(yīng)用開發(fā)等環(huán)節(jié)，包含了Solidity智能合約開發(fā)工具庫、智能合約Gradle編譯插件、應(yīng)用開發(fā)腳手架。具體包含WeBankBlockchain-SmartDev區(qū)塊鏈應(yīng)用開發(fā)工具：SmartDev-Contract智能合約庫組件、SmartDev-SCGP合約編譯插件、SmartDev-Scaffold應(yīng)用開發(fā)腳手架。

ChainIDE：提供智能合約云端開發(fā)工具，幫助開發(fā)者節(jié)約邊際成本，加速推送區(qū)塊鏈應(yīng)用落地。

FISCO BCOS區(qū)塊鏈工具箱：與WeBase/Remix/VSCode/ChainIDE等IDE協(xié)同工作，提升開發(fā)體驗(yàn)與開發(fā)效率。

AnsibleforFISCO BCOS自動(dòng)化生成企業(yè)級(jí)部署文件：本項(xiàng)目由為區(qū)塊鏈開源項(xiàng)目FISCO-BCOS提供了自動(dòng)化生成企業(yè)級(jí)配置文件的ansibleplaybook，可以在30秒內(nèi)（除下載時(shí)間）生成配置，極大簡(jiǎn)化了部署難度，避免了手工配置容易發(fā)生的錯(cuò)誤。

其他工具還包含Truora可信預(yù)言機(jī)服務(wù)、Liquid智能合約編程語言軟件、WeEvent基于區(qū)塊鏈的分布式事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)等。

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