浅谈区块链的应用

互联网已经进入生态时代，其应用已经渗透到金融服务、物联网、供应链管理、数字资产交易、电子商务等诸多领域。 区块链的出现，使互联网的发展从信息互联网向价值互联网、秩序互联网转变。 其以共享经济和价值链接为特征的“分布式业务”模式，将催生一大批跨机构创新合作新场景。 以区块链技术为虚拟中心的新型产业生态系统，将对经济社会治理、产业转型创新产生颠覆性影响。 因此，我司与时俱进，开始重点布局区块链。

什么是区块链？ 区块链是新一代信息技术的重要组成部分。 它是一种集分布式网络、加密技术、智能合约等技术于一体的新型数据库软件。 具有数据透明、不可篡改、可追溯等优点。

区块链由什么组成？

一、经营架构

联盟链是一个支持平行链和侧链的区块链网络。 在联盟链网络中，有一条特殊的链——零链。 零链管理联盟链网络的其他平行链比特币的共识机制，提供跨链服务。 其中，基于零链诞生的超级燃料联盟链是整个联盟链网络运行所消耗的燃料。 零链具有以下功能：

(1) 创建一条独立的链；

(2) 支持与各链的数据交换；

(3) 管理整个联盟链网络的运行参数。

联盟链是一个可以容纳所有区块链技术的区块链网络。 其平行链可以支持联盟链和其他开源区块链网络技术解决方案的解决方案。

2. 共识机制

(1) 可插拔的共识机制

在目前的技术背景下，没有一种共识机制是完美的。 每种共识机制都有其优点和缺点。 不同的应用场景可能需要不同的共识机制。 为了应对不同的应用需求，联盟链设计了可插拔的共识机制，主要体现在两点：

1. 联盟链的不同平行链允许不同的共识机制来满足不同的共识应用需求。 用户可以通过API创建自己的区块链，并指定初始共识机制。

2、联盟链还支持随时通过投票机制升级共识，实现共识机制的热升级。

联盟链共识机制包括但不限于POW、POS、PBFT、中心化共识（Raft）等。

(2) DPOS共识算法创新

在POS的基础上，衍生出许多改进算法，DPOS就是其中之一。 DPOS算法是用户通过投票选出代表产生区块。

在现有DOPS算法的基础上，联盟链自主研发了一套DPOS共识，我们称之为CDPOS。 根据这个算法，全网持有证书的人都可以为候选人投票。

CDPOS的参数包括每一轮的提议者数量、区块间隔、节点每一轮出块的数量等比特币的共识机制，可以在创建平行链时指定，也可以通过提议机制进行升级。 时钟同步由 GPS 和原子钟保证。

(3) 自定义共识机制

用户可以通过智能合约的编程接口和共识机制编写自己的共识，以智能合约的形式发布到联盟链上。 联盟链启动用户创建的链时，会注入自定义共识，成为该链的共识机制。

3.主节点

主节点是一种分布式计算技术，确保每个节点的存储和计算具有可扩展性。 从而为区块链网络提供源源不断的存储和计算支持。

(1) 存储支持

主节点会存储所有历史交易的完整信息，如何支撑PB级别的容量非常具有挑战性。

(2) 计算支持

在非POW共识机制下，主节点的主要计算是交易上链和合约执行。 很多区块链软件都是串行执行交易和合约，优化到极致时只能使用单核，硬件利用率很低。 主节点采用多核并行计算与分布式计算相结合的方式，提高计算效率。

4. 智能合约

(1) UTXO base的智能合约模型

我们认为 UTXO（Unspent Transaction Output）比 Account balance 模型有更好的并发性能，在热门账户上有更好的表现。

联盟链底层是基于UTXO模型的，所以比特币系统的任何优化都适用于联盟链。

联盟链在UTXO的基础上扩展了智能合约。 扩展区可以加载各种合约虚拟机。 每个合约机需要实现两个接口：运行合约和回滚合约。 回滚机制是为了应对分叉而设计的，用户可以选择以下优化来实现：

1）自定义回滚逻辑；

2）利用区块链数据操作日志生成反向回滚日志，自动生成回滚逻辑；

3) 引入MPT，没有回滚支持的fork。

(2) 兼容智能合约

1）联盟链嵌入式合约机制

内置合约机制规定了智能合约编写的接口，可以直接在编程语言中使用

（Go、C++、Java等）编写智能合约，放入联盟链。 当前联盟链的Kernel API和共识机制算法都是这样实现的。

未来将引入智能合约存储和智能合约安全审计，确保发布的智能合约是安全的，让公共节点可以放心支持。

2）第三方兼容性

联盟链直接支持以太坊的Solidity语言。 以太坊的智能合约代码可以在联盟链上部署和执行。 联盟链还支持WebAssembly，通过它支持任何语言。 理论上，联盟链支持任何虚拟机的运行。

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