在2021金链联盟生态大会上 全新FISCO BCOS v3.0正式发布 该版本从架构、算法、安全可控性、隐私计算协同等方面进行了全面升级 满足数字经济时代能够承载更大规模、更多场景、更广泛参与的区块链系统的行业应用需求 此前 FISCO BCOS开源社区发布了FISCO BCOS v3.0 2022的技术发展路线 这也是2021年12月v3.0正式发布后 首次透露未来的技术发展规划 那么 FISCO BCOS v3.0有哪些重要的特性呢？如何突破区块链性能瓶颈 提升链条效率 满足数字经济时代的新需求？带着这些问题 采访了微众银行底层平台负责人、高级架构师李 以下是采访记录 (李微众银行区块链底层平台负责人、BCOS高级架构师) 三个版本 满足各种业务需求 CSDN:“产业数字化”、“新数据基础设施”、“数据元素”等战略都与区块链密切相关 在你看来 区块链上升为国家战略技术后 整个行业的应用发展有哪些重大变化？ 李：区块链作为一种防篡改、多中心、安全可控的技术 在被提升为国家战略技术后 迎来了快速发展阶段 更广泛应用于产业数字化 助力实体经济发展 在技术层面 区块链与各种前沿技术和创新场景的结合越来越紧密 为数字经济时代提供了数据的安全存储、可信传输和协同生产等一系列数字基础设施 在应用层面 越来越多不同领域的业务(如政务、跨境数据验证、金融、公益、医疗、教育等 )已经开始引入区块链技术来建立信任关系 从而提高多方协作的效率 降低协作成本 区块链与工业互联网、物联网、数字经济等领域的融合也成为一种趋势 在产业层面 国家和政府都加大了对区块链技术人才培养的投入 区块链尤其是与联盟链相关的开源社区蓬勃发展 在地方政府的支持下 出现了大量与区块链相关的工业园区、实验室和孵化器. CSDN:这些变化已经或将要给区块链科技带来哪些新的挑战和要求？当前主流的区块链平台能满足这些要求吗？ 李：工业数字化的蓬勃发展进程对提出了新的要求：技术需要承载更大规模的应用、更多的业务场景和更广泛的行业参与 这也意味着底层区块链需要一个更易于管理、更安全、更灵活、更可扩展、更高效、更易用、更开放的技术系统 此外 随着区块链与工业互联网、物联网、数字经济等的进一步融合 对区块链底层平台的性能、存储容量、监管、运维提出了更高的要求 因此 从网络、计算、存储等多个维度提升区块链系统的横向可扩展性 使其能够支持海量业务场景 是一个亟待解决的问题 基于上述考虑 FISCO BCOS从各个维度对FISCO BCOS v3.0进行了重新设计和开发 旨在打破区块链底层平台的性能和存储瓶颈 构建能够支持海量服务的区块链系统 比如 采用全新的微服务架构设计 实现模块化分级治理和并行扩展；创新性地提出了“确定性多契约并行算法DMC”(Deterministic Multi-Contract) 实现了流水线一致机制和混合调度 大大提高了系统的整体吞吐量 降低了时延 CSDN:这次升级有三个不同的版本：Air版、Pro版和Max版 三个版本的目标人群有区别吗？哪些问题可以在哪些场景下解决？ 李：经过四年的发展 o 3.以个人开发者为代表的学习用户 这几类用户的诉求差异较大：业务量大的机构需要区块链支持海量计算和存储 可以承担更复杂系统的运维；BaaS平台的用户需要更好的块链接、隔离、计费机制等 学习用户需要易于使用和快速使用的区块链工具 针对不同用户的需求 我们尝试在FISCO BCOS v3.0中提供一个灵活的、可扩展的开发框架 让不同的用户可以根据不同的场景和需求进行定制 于是我们打造了“轻空版”、“专业Pro版”、“大容量Max版” Air版本采用all-in-one的封装方式 将所有模块编译成一个二进制(进程) 流程是一个区块链节点 包括网络、共识、接入等所有功能模块 存放在本地RocksDB 适合新手入门 功能验证 POC产品等 Pro版本由RPC和网关接入层服务以及多个区块链节点服务组成 本地RocksDB用于存储 所有区块链节点服务共享访问层服务 接入层两种业务可以并行扩展 适用于容量可控(T级以内)的生产环境 可以支持多组扩展 Max版本将执行、共识、存储、网关、RPC拆分成独立的微服务 每个微服务都可以独立部署、扩展和容错 适用于海量事务连锁的场景 CSDN:我们知道许多社区合作伙伴非常关注v3.0的研发 甚至参与其中 FISCO BCOS从v1.0到v3.0的生态发展有哪些不同的特点？ 李：从BCOS v1.0到BCOS v3.0 无论从技术层面还是开源社区运营层面 FISCO BCOS的生态都越来越成熟和活跃 2015年 开发者很难找到金融级的区块链底层平台作为开发应用的技术基础 FISCO BCOS v1.0就是在这种场景下应运而生的 但当时区块链应用场景有限 区块链平台功能和特性也不完善 2019年 中央政治局第十八次集体学习时强调 要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口 加快区块链科技和产业创新发展 越来越多的行业开始与区块链技术结合 FISCO BCOS v2.0在数百个行业的数字化应用实践证明 开源的区块链技术是“可用的” 越来越“好用” 现在相比FISCO BCOS v1.0和FISCO BCOS v2.0 FISCO BCOS v3.0注重区块链系统的组件化 提高区块链本身底层平台的开发效率；另一方面 更加注重区块链系统的横向可扩展性 搭建能够支持海量业务的区块链底层平台 如今 FISCO BCOS开源生态圈已经聚集了超过3000家机构和企业 70000名个人开发者 沉淀了超过200个工业数字化标杆应用 对工业区块链的发展起到了举足轻重的推动作用 活跃的开源生态系统也为技术的进化带来了更多的可能性 在v3.0 R & amp开源社区自发地建立了一些特殊的兴趣小组 涵盖了每个关键模块 社区开发者积极参与了每个R & ampd链接 也正是有了社区的参与和共建 v3.0才能更好的解决开发痛点 贴近行业需求 打破大规模商用的束缚 CSDN:业内一直流传一种说法 区块链技术目前无法支撑大规模商用 很大程度上受制于区块链性能 FISCO BCOS v3.0如何解决性能约束 处理海量数据上传问题？ 李：为了提高系统性能 应对海量数据上传 v3.0将系统划分为网络、计算、存储、调度等微服务模块 每个微服务都可以独立部署、扩展和容错 应用可以通过调整微服务的物理资源来满足业务的网络和性能需求 在系统设计上 FISCO BCOS v3.0设计并实现了两阶段并行拜占庭一致性 将区块链一致性算法分为两个阶段(批量并行排序一致性和块执行结果流水线一致性) 提高了系统资源利用效率 实现了区块链系统的纵向可扩展性 另一方面 提出了一种确定性多契约并行方案(简称DMC) 该方案可以自动将多个事务并行调度给不同的执行方 并保证并行事务执行结果的确定性 由于执行器可以动态扩展 消除了机器资源对执行性能的限制 提高了区块链系统的横向可扩展性 此外 为了应对海量数据存储场景 FISCO BCOS v3.0引入了专业的分布式数据库(如TiKV)作为后端存储引擎 可以消除本地磁盘空间对区块链存储的限制 实现海量分布式数据管理 CSDN:菲斯科BCOS v3.0的总体架构采用五层设计 这个设计的思路和理念是什么？与以前或其他区块链平台架构相比 有哪些优势？ 李：FISCO v 3.0遵循系统横向可扩展性最大化的原则 将系统分为接入层、调度层、计算层、存储层和管理层 每一层都是可以独立部署、扩展和容错的微服务 实现了系统网络、存储和计算的横向可扩展性 同时提高了系统的健壮性和可操作性 FISCO BCOS v3.0秉承组件化的设计思想 将区块链系统的模块和功能抽象成独立的组件 基于这些组件 开发者可以按需快速开发和组装新的区块链底层系统 提高区块链底层平台的开发效率 CSDN:请简单介绍一下DMC的工作原理 它是如何实现“拉链式”访问的机制？ 李：DMC(Deterministic Multi-Contract)的核心思想是保证并行事务执行过程中互斥资源的确定性访问 包括三个目标 简单易用：区块链底层自动启用并行 无需用户关注并行逻辑 提前提供冲突字段； 高效：块内事务不重复执行 没有预执行、预分析或重试的过程； 兼容性：无论EVM、WASM、预编译或其他合同 使用任何共识机制 都可以使用该方案 DMC方案首先要求区块链的智能合约之间没有共享数据 每个合约有独立的存储空间 其他合约不能读写 在执行一个交易时 DMC会将一个块中所有交易调用的不同智能合约的代码块拆分成多个代码段 多个不同智能合约的代码块交替执行 分割的边界是跨契约调用和互斥资源访问 DMC可以让调用不同契约的多个事务并行执行 由于智能合约之间没有共享数据 不同合约之间的并行执行总能保证最终结果的一致性 当任何智能合约进行跨合约调用或访问锁定的互斥资源时 DMC将暂停该交易的执行 并等待当前阶段的所有其他交易完成 或者由于发起跨合约调用和访问锁定的互斥资源而被暂停 这个等待过程称为全局同步 在全局同步时 DMC会按照固定的规则分配事务的跨契约调用和互斥资源访问 以保证同一契约和互斥资源不会被并行访问 最后 在实现并行的同时 保证了执行结果的一致性 与其他并行执行机制相比 DMC实现了高效、自动的并行事务调度策略 最大化了事务执行性能 降低了并行契约的开发门槛 CSDN:流水线一致和混合调度是如何实现的？与其他共识机制相比 这种共识的底层逻辑有何不同？有什么优势？ 李：为了保证的安全和演出 但是 由于链式区块链系统的每个块头都必须包含父块的hash和当前块的执行结果 一方面 块一致性必须串行进行(即第n个块的一致性必须在第n个块的一致性开始之前完成) 另一方面 区块链共识与块执行和提交紧密耦合(即 整个块共识过程必须包括块执行和块提交的步骤) 同时 在分块打包、广播共识消息包等CPU占用率较低的过程中 分块执行无法并行进行 严重降低了系统资源的利用效率和区块链系统的性能 为解决当前区块链系统串行一致性的性能问题 FISCO BCOS v3.0提出了两阶段并行拜占庭一致性算法 将区块链系统的一致性分为批处理并行排序一致性和块执行结果流水线一致性两个阶段 两个阶段可以并行进行 批量并行排序一致性和块执行结果流水线一致性都支持多个块的并行一致性 从而提高区块链的吞吐量 CSDN:请给我们介绍一下以下研发项目 v3.0的计划？ 李：FISCO 3.0目前已经发布了三个rc版本 预计在发布四个rc版本之后 将会发布正式的LTS版本 在每个版本中 我们都会关注一些新特性 例如 发布的RC2版本升级了组件仓库管理；RC3版本 支持并行固化 可以自动进行契约分析、并行执行、并行运行、并行验证；即将推出的rc4版本可以更好地支持大规模上行；未来将发布正式的LTS版本 基本实现3.0版原计划的所有功能和特性 今年下半年 FISCO BCOS v3.0将在云原生落地、跨群(链)通信、结合隐私计算等领域做出更多探索 也将推动从技术实现到项目管理的全面国产化 比如更好的支持云原生落地；将鲁豫跨链协议的相关能力整合到v3.0中 实现更便捷的跨链；在隐私计算的结合方面 计划将微众区块链的隐私计算能力赋予v3.0的底层 让v3.0更好地支持隐私计算场景相关的应用 全链路本地化支持 保证数据安全性和可控性 CSDN: 《个人信息保护法》将在CSDN:2021年实施 业界更关注隐私数据的安全性 3.0版对于数据安全的核心技术优势是什么？这些优势是如何实现的？ 李：区块链与隐私计算的结合 可以使原始数据在不出域、不采集的情况下 实现多个节点间的协同计算和数据隐私保护 同时可以解决大数据模式下数据采集过度、数据隐私保护、数据存储单点泄露等问题 FISCO BCOS v3.0可以方便地在计算层以外链Oracle的形式引入私有计算平台 然后与私有计算相结合 通过区块链保证计算过程和数据的可信性 通过私有计算实现数据的可用性和不可见性 从而实现更广泛的数据协作 CSDN:3.0版提供了国家机密基本组件的封装接口 这次升级能给开发者带来什么影响？ 李：使用3.0版提供的国密基础组件 开发者可以快速使用国密算法和国密通信协议 对于程序员来说 一直有一个痛点 为了适应国家机密和本地化 需要在不同的平台、不同的操作系统、不同的编程语言上逐一适应和开发 工作量巨大 每一个核心逻辑的变化都需要兼容变化的各种平台、系统、语言 太悲惨了 FISCO BCOS自研发以来 一直重视国家秘密接入和本地化支持 为了更好地实现多语言、多终端、全链路的国密接入 FISCO BCOS v3.0构建了通用国密基础组件 封装了国密算法、国密通信协议和国产密码机接入协议 基于这套底层C接口 开发者可以快速连接开发不同语言、不同平台、不同系统的SDK 而且这些多语言SDK不需要关心底层逻辑 系统升级只需要更新底层共享库 大大提高了R & amp管理效率 并确保整个平台的国内安全性和可控性 CSDN:今年国内技术逐渐崛起 FISCO BCOS在开源之初就布局了本地化 从国密版到全链路本地化支持 这种分步布局是出于什么考虑？未来在本地化方面有什么计划？ 李：FISCO作为一款安全可控的国产金融级区块链的底层平台 从一开始就坚持了国产化的理念 从国密算法、操作系统、芯片架构到服务器平台都实现了完整的国产化支持 未来将在更多维度进行本地化支持 比如适配国产数据库、支持国产加密硬件、支持更多国产芯片架构和操作系统平台等 此外 国家机密区块链的表现将受到更多关注