長久以來，為了打造國產自主可控的商用區塊鏈底層基礎設施，趣鏈區塊鏈平臺在穩定性、可用性方面潛心打磨，通過與各合作伙伴的不斷碰撞和應用落地，已在實際生產環境中得到了有效驗證。這次帶來新一代趣鏈區塊鏈平臺（下稱平臺），聚焦高效易用、高可擴展、安全合規三大主題，全面打造最佳用戶體驗。
全新變化先睹為快：
1.性能方面：平臺在實際標準投產環境中(8核16G，HDD機械硬盤的標準服務器)能夠支撐32000TPS，單鏈在硬件加速條件下可達50000TPS以上；
2.存儲方面：目前平臺日均存儲量可達TB級，支持GB級圖片、音視頻大文件存儲；
3.規模方面：新型組網模式支持數千節點共識組網，可以實現數十萬個多類型區塊鏈網絡節點分層部署。
TPS從1萬到5萬的性能升級之路
區塊鏈的性能問題是限制其大規模應用的重要因素。為了滿足客戶日益增長的性能需求，平臺展開全方位的性能優化，從首個突破10000TPS的聯盟鏈平臺重磅演進，實現了
500%的性能增長。此次平臺性能優化從共識、存儲、驗籤、執行等模塊全方位展開。
>共識優化
為了解決大規模節點組網場景下共識效率低下、可擴展性不強的問題，平臺自研新型共識機制NoxBFT，將網絡複雜度由O(n2)降低至O(n)，現已支持上千節點的大規模擴展。圖為NoxBFT與原有RBFT共識峰值性能隨著節點數增加而變化的折線圖，是在AWS上不限帶寬的測試結果，可以看出NoxBFT共識算法性能明顯優於原RBFT算法。
>存儲優化
存儲的IO瓶頸一直也是制約平臺性能的關鍵因素，針對這一問題，平臺設計了區塊鏈混合存儲架構，通過自研的區塊鏈專用數據存儲引擎FileLog以及多級緩存MultiCache狀態數據存儲模式，實現了區塊鏈數據的高效存取，保證在系統數據量不斷增大的情況下，讀寫性能不受影響。其中，Filelog對於區塊數據寫入性能的提升高達90%。目前平臺日均存儲量已達TB級，能更好地服務於海量數據存證場景。
>驗籤優化
當存儲IO瓶頸突破後，驗籤瓶頸開始凸顯。目前平臺支持的數字簽名算法有國際標準ECDSA和國密標準SM2，針對現有的驗籤算法，平臺在工程實現以及算法層面進行了優化改造，同時引入新的高效算法ED25519，並實現基於ED25519的批量驗籤。層層優化後，最終的驗籤時間消耗降至原有ECDSA算法的1/4以下。
此外，平臺研究實現基於硬件加速的交易簽名和驗籤算法，優化有限域運算和橢圓曲線標量乘法運算策略，實現了橢圓曲線標量乘法的並行運算，可以進行更快速的簽名驗籤運算，優化後的國密驗籤算法在GPU內可達12.8萬次/秒。
>執行優化
在執行層面，平臺對JVM虛擬機內部進行了深入改造，實現首個完全基於Go語言實現的高性能Java智能合約執行引擎HVM，並通過自研虛擬機內核，整體提升執行性能達40%。
支持大規模組網的高可拓展架構
隨著業務規模的不斷擴大，為了應對工業互聯網、物聯網等應用場景下的大規模組網需求，平臺在系統架構層面不斷優化改進，全面提升平臺可拓展性，為大規模節點擴展提供有力的技術支撐。
>大規模分層組網模型
在區塊鏈網絡架構層面，平臺首創了大規模分層組網模型，以共識節點層為中心，憑藉非共識節點層實現區塊鏈數據網絡水平擴展，依靠輕節點層實現區塊鏈驗證網絡水平擴展，最後通過輕客戶端層將數以萬計的物聯網終端設備接入區塊鏈，實現數十萬級不同類型網絡節點的大規模部署 。
>自發現網絡轉發模型
平臺自研自發現網絡轉發策略，通過更加靈活的網絡轉發模型以契合超大規模的組網架構，通過自適應路由進行網絡中節點自發現，並支持跨域轉發。相比於原有的節點全連接轉發策略，這種方式
能在保證網絡節點連通性的同時，大幅降低網絡連接數，適應更復雜的網絡環境。
打造最佳用戶體驗的易用特性
>高效數據索引服務
區塊鏈底層賬本以 Key-Value鍵值對模型進行存儲，只能提供基於 Key 的精確檢索，但在實際應用場景中，會有更廣泛的針對業務數據進行檢索的需求。
為此，平臺推出了數據索引功能，依託於底層索引數據庫，為上層應用提供更高效的查詢服務。索引數據庫定位於存儲整個區塊鏈數據中的關鍵索引信息，能支持基於業務數據的快速查詢。同時，數據庫採用了可插拔的MongoDB存儲引擎，其性能優越且功能強大，對每一條查詢語句都能記錄查詢的詳細過程，能更好的適應監管需求。
>大文件可信存儲服務
隨著業務模式進一步拓展，大文件上鍊存儲的需求日益迫切。大文件一般指PDF、圖片、視頻等非結構化數據，目前這類文件的上鍊存儲存在成本高、擴展性差、讀寫性能低等問題。針對這些問題，
平臺設計了大文件鏈上存儲模型，支持GB級大文件的可信存儲與安全共享，並基於數據索引功能實現了文件的高效查詢。>可信數據源服務
在區塊鏈體系下，智能合約由於安全性、確定性以及可終止性等限制，無法主動從鏈外獲取非確定性數據，如Web天氣服務、航班動態信息等。但往往在真實業務場景中，需要合約在執行過程中自動獲取外部數據，以推進業務流程的進一步開展。因此，平臺引入了Oracle預言機機制，通過可信計算技術以及建立信任的約束機制，將外部數據源接入區塊鏈中，使區塊鏈主動獲取外部數據成為現實。同時，平臺還通過TEE遠程證明機制和TLS安全傳輸機制保障外部數據在傳輸處理過程中不被篡改或攻擊，全方位保證數據的真實性和可靠性。
>完備生態組件
為了構建更好的產業服務生態，平臺推出了一系列生態組件，除了硬件支持、可視化監控、安全服務外，平臺提供包括JavaSDK、GoSDK、JSSDK、CSSDK以及LuaSDk在內的多語言SDK工具集，支持不同語言的開發工程師更方便快速地開發區塊鏈應用。此外，平臺自研通用區塊鏈測試框架Frigate，支持針對趣鏈區塊鏈平臺、Fabric等主流聯盟鏈平臺的性能測試。Frigate不久之後就會正式開源，請大家多多期待與關注。
完美契合規範要求的安全體系
平臺注重安全與隱私，同時踐行合規監管的原則，將提供更強大的安全防護。
>多層級權限管理模型
聯盟鏈的准入機制雖然能一定程度上保障安全性，但缺乏針對不同角色的細粒度的權限管理。平臺提出了多層級權限管理模型，通過鏈級聯盟自治管理、節點級證書授權訪問控制、用戶級合約權限訪問控制，實現多層級管理和限制，為系統管理、賬本數據管理提供全方位安全性保障。
>基於TEE的安全存儲機制
平臺提供了基於TEE（Trust Execution Environment）的安全加密存儲機制，使用英特爾推出的SGX（Software Guard eXtensions）對節點密鑰和賬本數據進行安全保護。平臺將公私鑰存儲在外部不可獲取的TEE中，再通過TEE中的密鑰對業務數據進行加解密操作，保證業務數據不可篡改，並在節點服務器上不能被直接查詢，具有方便、友好、安全的特性。
>多維度安全審計服務
在踐行合規監管方面，為了滿足區塊鏈系統審計內控、責任鑑定和記錄追溯等需求，此次平臺推出了多維度安全審計功能。平臺允許審計方作為特殊節點接入區塊鏈，通過對系統日誌的綜合分析，支持審計方對業務數據、運行日誌、API層訪問記錄以及審計操作記錄等全量數據進行多維度有效審計，保障系統運作的安全合規。
>一鍵Fabric遷移服務
近日，央行發佈了《金融分佈式賬本技術安全規範》，在業內被視為區塊鏈在金融行業內應用的重要標準。趣鏈區塊鏈平臺在重點領域均滿足相關規範與要求，企業客戶使用趣鏈區塊鏈平臺開展金融類業務，無需做大幅度的改造。 而與此同時，以Hyperledger Fabric為代表的其他區塊鏈平臺，其在硬件加密、節點容錯、身份管理、隱私保護、監管審計等層面尚未完全符合規範要求，在實際落地金融業務過程中存在底層平臺重新改造的風險。
那是否意味著原本使用Fabric的企業用戶只能面臨著業務改造、研發週期拉長、成本增加的局面而又無計可施？好消息是新一代平臺提供業務一鍵遷移功能，幫助客戶將海量業務數據安全快速地從Fabric遷移至趣鏈區塊鏈平臺。
寫在最後
趣鏈區塊鏈平臺是國內第一批通過工信部標準院與信通院區塊鏈標準測試，且符合國家戰略安全規劃的區塊鏈核心技術平臺。在2019工信部評測中，趣鏈區塊鏈平臺名列第一，功能測試全部通過、性能測試遙遙領先。
目前，趣鏈區塊鏈平臺已應用於金融、政務、電力、司法、製造、農業、軍事、慈善等眾多領域。可以預見，新一代趣鏈區塊鏈平臺將充分發揮區塊鏈作為下一代價值互聯網的底層支撐作用，賦能各行各業，助力社會經濟發展。
4月初趣鏈將向更多生態圈夥伴開放平臺的最新試用版本，具體時間我們將會通過官網、公眾號、微信社群等渠道第一時間告知大家，敬請期待！
閱讀更多 杭州趣鏈科技 的文章
