首席架构师揭秘“国家队”牵头的BSN究竟是什么?

2020-06-03 11:17 栏目:经验之谈 来源:网络整理 查看()

随着新基础设施概念的提出,5G、大数据、工业物联网、区块链等技术将发挥不可或缺的作用。作为信任机制的纽带,区块链赋予新的基础设施以防篡改和信息透明的特点。

2019年,国家信息中心与中国移动、中国银联等单位合作,推出了基于区块链的服务网络(以下简称BSN),以建立一个公共基础设施网络,用于联盟链应用的低成本开发、部署、运营和维护、互操作性和监管。

经过一年多的发展,BSN于今年4月25日正式进入商业阶段。由“国家队”领导、各大巨头联合开发的区块链服务网络的亮点是什么?它背后的设计理念和技术是什么?

不久前,我们采访了BSN首席建筑师、枣树技术首席技术官马晓军,听他揭示了BSN背后的技术理念。

首席架构师揭秘“国家队”牵头的BSN究竟是什么?

马晓军:目前,他是北京枣树科技有限公司的首席技术官和区块链服务网络BSN的总设计师。他曾在浪潮和大正的核心部门承担过主要的研发工作。十多年的系统开发、技术架构设计和项目管理经验。作为高级建筑师,他参与了相关项目,如第二代发行图书馆、智慧城市五源计划、区块链服务网络BSN。

1.BSN的底层建筑“显露”

请介绍BSN项目的初衷、过程和近期情况。

马晓军:最初的原因非常简单直接。在部署五源项目的支付链应用程序时,我们调查了几家国内BaaS提供商。三个节点的生产环境每年的运营成本几乎超过100,000英镑。对于初始操作中并发事务少于10TPS的应用程序来说,这太昂贵了。传统的BaaS平台虽然降低了区块链应用部署和运维的技术壁垒,但也在一定程度上劫持了用户的部署需求,不利于区块链技术的广泛使用和推广。我们希望找到并提供一个低成本的部署解决方案,让大量的中小微型企业甚至包括学生在内的个人能够利用区块链技术进行创新创业,从而推动区块链技术的快速发展和普及。

BSN已经整合了Hyperledger Fabric和FISCOBCOS,目前正在整合Fabric State Security、百度xuberin和CITA等其他框架。BSN国际网络的公开测试版已经发布。我们将陆续改造和支持国际官方网站和国际节点上的以太网广场和EOS等公共链路,为DApp开发商提供高性能、高可用性的公共链路节点接入服务。

CSDN:你认为区块链平台和其他平台的底层架构设计有什么不同?这些差异在BSN平台上是如何体现的?

马晓军:首先,概念是不同的。BSN的核心理念是建立区块链资源共享的公共基础环境,提供一站式的区块链部署和运营服务,集成各种云资源、底层框架、运营环境、密钥管理、SDK开发和网关应用编程接口。开发人员可以在服务网络上以非常低的成本轻松部署和运行区块链和分布式分类帐应用程序。无论底层是否异构,服务网络上的所有应用链都可以进行数据交互,带来类似于在互联网上快速建立网站和高效互联的高质量体验。

从底层架构的角度来看,BSN使用更细粒度的多应用程序共享计算资源来降低区块链应用程序服务的运营成本。简而言之,由多个开发人员在BSN部署的不同区块链应用程序可以在同一台主机的区块链节点上部署和运行,这相当于共享同一台服务器。然而,大多数BaaS平台通过分配独立的主机资源服务器资源来部署应用服务,忽略了应用服务的实际计算资源需求,造成资源浪费,增加了客户的部署成本。就表现形式而言,d的成本

BSN基于互联网构建了一个连接不同云服务和IDC的区块链公共运营环境。其他平台大多基于云服务提供商的云服务内部局域网来构建区块链运营环境。

从底层框架的角度来看,目前大多数BaaS平台一般有选择地集成两个开源或它们自己的区块链框架,而构建的区块链操作环境是独立的。服务网络的核心概念之一是支持尽可能多的区块链底层框架。目前,区块链技术仍处于早期阶段。我们希望通过服务网络为所有底层框架建立一个良好的发展和公平的竞争环境,从而推动底层框架不断推动区块链底层技术的发展,不断提高服务质量。根据《区块链服务网络底层框架适配标准》,适应于服务网络的所有框架不是简单地堆叠在一起,而是在关键算法、CA管理、应用链管理、智能合同管理、事务访问等方面统一。

另一个不同是多门户,即BSN的这一部分使能平台。一般来说,其他区块链平台是封闭的,只出售平台本身的资源,而不向第三方出口BaaS能力。BSN提供这项服务——通过BSN的启用平台,区块链应用服务的发布能力向第三方开放,这样第三方门户可以利用BSN的部署资源为其用户提供区块链应用部署和运营服务能力。

特别是对于拥有开发者资源的门户网站,以CSDN为例,作为中国专业的信息技术社区,聚集了大量的技术开发者。如果CSDN集成了BSN使能平台,开发者可以在CSDN平台上直接选择BSN的城市节点资源部署区块链应用,这些应用部署信息通过使能平台传输到BSN的运维系统,由BSN调度BSN各城市节点的节点管理服务完成服务部署。至于CSDN平台,它实际上向CSDN的用户输出了区块链的部署能力,并实现了与BSN门户类似的功能。

CSDN:作为BSN的首席建筑师,BSN建筑的设计遵循什么原则?

马晓军:在架构和实施中主要遵循以下设计原则:

简单易用,实现自动配置,部署区块链应用服务,管理和维护会计节点,提供区块链全生命周期管理;

安全可靠,基于加密技术,实现完善的用户身份认证、CA管理、应用权限管理、数据安全管理和隔离机制;

成熟和先进,区块链服务网络是建立在许多领域的成熟技术。从分析企业应用的典型用例入手,设计系统功能特征和基本能力服务,以保证服务网络提供的基本功能服务具有通用性,满足广泛的企业需求。

模块化设计。采用模块化设计,将节点资源管理、底层框架适配、应用链管理、节点网关、CA管理、权限管理、运维管理和监控等功能模块分开。通过明确定义的模块接口服务实现模块间的松散耦合,实现整个系统良好的可扩展性。

合作是开放的,任何云服务提供商、底层框架提供商和门户提供商都可以在满足服务网络协议标准的前提下自由选择加入或离开服务网络。

CSDN:你在建造建筑时遇到了哪些技术挑战?

马晓军:前面提到的BSN提供基于计算资源共享的多种应用服务。在这种模式下,实现基于不同区块链框架的应用服务的计算和网络资源使用的精确计费和定价技术是一个难题。从业务逻辑中很容易理解,在一台机器上运行多个应用程序肯定比在一台机器上运行一个应用程序便宜。

然而,这20个应用程序运行在一台机器上,很难准确地衡量每个应用程序的成本。以流量计费为例,传统BaaS平台的应用服务是与主机一对一部署的,通过主机的流量统计可以准确计费。然而,在BSN,不同发布者的多个应用服务经常被部署在运行在同一主机上的底层框架的服务实例中,这要求我们能够通过底层框架节点的通信数据消息和网络传输的数据分组来准确地计算和计费不同框架的不同应用的应用流量。然而,对主机的CPU和内存计算资源进行准确的收费和定价更加复杂。

BSN的多框架适应需要我们投入大量的资源和精力来深入研究各种区块链框架的运行机制,并结合BSN的商业模式定制适应的底层框架。

异构节点服务提供商资源和设施的兼容部署、大规模公共城市节点的滚动更新部署以及多个电信运营商之间的互联网通信延迟也是服务网络运营面临的困难和挑战。

2.国家队卡司,如何打造超级区块链服务网络?

CSDN:BSN有国家部委和许多企业的参与。他们之间的分工是什么?

马晓军:枣树科技主要从事BSN底层框架适配、城市节点运营和管理以及城市节点网关相关系统的设计和开发。中国银联电子支付研究所负责BSN基础能力服务的设计和建设。中国移动设计院负责BSN城市节点网络管理系统、BSN城市节点网络规划和网络安全设计与建设。每个底层框架开发人员,如伟众银行、百度、海南链火和西塔科技,负责底层框架适配的定制和开发。

CSDN:BSN在异质区块链之间的交联机制是什么?

马晓军:BSN正与边境情报研究公司合作,将其IRITA框架集成到BSN,以支持开发者应用链之间的交叉链接访问和互操作性。其次,开发者的离线服务系统在获得应用发布者访问授权的情况下,可以通过BSN城市节点网关同时访问和操作多个区块链应用链,实现基于离线中继的链间数据互通。

CSDN:BSN的安全机制/加密算法机制是什么?

马晓军:当开发人员在任何一个BSN门户发布应用程序链时,有两种应用程序访问密钥模式可供选择:密钥托管模式或上传公钥模式。密钥托管模式是用户委托服务网络生成密钥,用户在BSN门户下载后使用。上传公钥模式是应用链用户在本地生成密钥,通过BSN门户上传公钥,然后使用私钥签署交易,连接城市节点网关完成应用的接入认证。

密钥托管模式相对方便,但上传公钥模式更具自主性,使用的具体模式完全由开发人员选择和设置。对于已发布的应用程序链,开发人员可以在为所有访问用户设置用户事务密钥时为整个应用程序链设置统一密钥,或者为每个用户设置单独的用户事务密钥。密钥设置模式也分为密钥托管模式和上传公钥模式。与应用程序访问密钥不同,城市节点网关为用户的事务密钥提供了一个管理界面,它不需要开发者和用户在BSN门户中分别设置。

此外,在发布应用程序链的智能契约时,开发人员可以自由地将智能契约中的方法组合成各种角色。每个角色都有权调用一个或多个方法。例如,一些角色可以写数据,而一些角色只能查询数据。当用户加入应用程序链时,他们可以被分配一个或多个角色。这些角色和相应的权限信息存在于权限链中。当用户的服务系统通过网关访问应用程序链时,它只能执行指定角色允许的功能和数据权限。

开发人员可以在智能合同的准备过程中进一步控制交易和数据处理。即使两个用户拥有相同角色的权限,他们也可以定义这两个用户可以在智能合同代码级别查询和执行不同的数据事务操作。

上述机制在应用链数据安全方面形成了一个完整的服务网络体系,不仅保证了数据的绝对安全,还允许开发人员有足够的空间根据业务需求设计自己的应用链安全机制。

3.BSN和区块链申请

CSDN:你目前在BSN有哪些令人印象深刻的应用?

马晓军:从内部测试到当前业务,BSN已经部署了近200个区块链应用,包括1个城市居民公共信用管理、公共数据安全共享服务、智能消毒监管平台、政府集成链、电子合同管理、政府证书存储、商品追溯等区块链应用,覆盖不同行业。

基于BSN的核心技术,BSN的发起者推出了一个针对特定行业网络的BSN区块链专用网络。区块链专网是建立在政务、金融、电力等特殊网络环境基础上的。构建了区块链基础环境平台,包括底层区块链基础设施网络、支撑管理平台、运维平台和应用门户。同时,汇集了各行业各专业公司的公共卫生管理、数字证书、公共安全证据监管、民事登记、政务信息互信等应用产品和民生区块链产品,实现了地方政府智慧城市建设和区块链传统商业体系转型。

CSDN:在接下来的1-2年里,区块链的应用将在哪里发展?

马晓军:就我个人而言,我认为区块链技术可能是第一个成熟并在金融领域发挥巨大应用价值的技术,如跨境支付、信用证、支付结算、选举投票、福利彩票以及公益和慈善事业。区块链可以从技术上解决选举投票、福利彩票和公益慈善过程中的透明和公开问题,防止结果受到外部人力的干扰,确保结果的公平性。

CSDN:你的区块链技术的发展道路是什么?

马晓军:我从比特币和以太网开始,了解区块链的基本知识、技术框架和运行机制。在BSN的建设过程中,我们对Hyperledger组构、FISCOBCOS和许博金进行了深入的研究和探讨。

对于区块链项目的开发者,我建议从技术社区广泛收集区块链的基础知识资源,并进行广泛阅读。然后选择区块链框架进行进一步的研究。要熟悉一个框架,你可以从框架的正式文件开始,了解基本术语和概念,并根据这些来补充你所缺乏的知识点。此外,框架的总体框架和运行机制,如:安全控制、密码算法、通信处理流程、同步机制、共识机制、块数据结构、状态数据库、智能契约语言等。是通过仔细阅读掌握的。在此基础上,结合自己的项目实践,进一步研究和研究框架的实现代码所驱动的问题。对于区块链应用开发人员来说,需要掌握智能合同语言、合同SDK、合同开发模式、合同部署机制、框架cli SDK等。相关框架。

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