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飛利信區塊鏈技術概述和應用探討
2018-01-24 13:10:52 來源:網絡通信中國 作者:【
關鍵詞:飛利信
 
區塊鏈(blockchain)是潛在的產業“風口”,隨著技術的成熟和應用理念的突破,可能給各個領域帶來顛覆性的模式突破,促使新的業態涌現。本文基于飛利信在此領域的前期探索,對區塊鏈技術做一簡要綜述,同時扼要描述飛利信在各個技術層次的關注要點和相關研發內容。

  前言

  區塊鏈(blockchain)是潛在的產業“風口”,隨著技術的成熟和應用理念的突破,可能給各個領域帶來顛覆性的模式突破,促使新的業態涌現。本文基于飛利信在此領域的前期探索,對區塊鏈技術做一簡要綜述,同時扼要描述飛利信在各個技術層次的關注要點和相關研發內容。

  1) 區塊鏈簡述

  區塊鏈本質上是特殊的分布式數據庫,其主要作用是以可信模式儲存信息。任何需要保存的信息,可以寫入區塊鏈也可以從中讀取。允許任意(開放的區塊鏈體系)或者按照某種約定(協議區塊鏈體系)或管理性約束(私有區塊鏈體系)架設服務器,加入區塊鏈網絡,成為一個節點。區塊鏈體系沒有中心節點或只存在弱化的中心節點,各節點保持平等,皆保存整個數據庫。任何一個節點的數據操作都會在所有節點同步,保證區塊鏈一致。

  區塊鏈由區塊(block)組成。區塊很像數據庫的記錄,每次寫入數據,都創建一個區塊。每個區塊包含兩個部分:區塊頭(Head)記錄當前區塊的元信息;區塊體(Body)記錄當前寫入的實際數據。

  區塊頭包含當前區塊的多項元信息:時間戳、即區塊體的Hash,上一個區塊的Hash。比特幣中使用sha-256算法,在實際應用中,可以選擇滿足需要的Hash。

  由于每個區塊的Hash各異,可以通過Hash標識區塊。如果區塊的內容改變,其Hash相應變化,因此決定了Hash的不可修改特征。該特征對區塊鏈有重大意義。如果修改一個區塊,該區塊的 Hash必然改變。為了讓后面的區塊還能連到它,必須同時修改后面所有的區塊,否則被改掉的區塊會脫離區塊鏈。同時修改多個區塊幾乎不可能發生,除非掌握全網51%以上的計算能力。通過這種聯動機制,區塊鏈保證了自身的可靠性,數據一旦寫入將無法被篡改。

  由于區塊鏈的形成機制和結構特征,其基本的適用場景:不存在以及不需要所有成員都信任或強迫接受的管理者;寫入的數據不要求實時使用;足夠的分布式資源等。

  2) 區塊鏈技術體系架構和飛利信技術研發的領域

  廣義的區塊鏈技術,包含點對點網絡設計、加密技術應用、分布式算法的實現、數據存儲技術的使用等4個方面,其他的可能涉及到分布式存儲、機器學習、VR、物聯網、大數據等。狹義的區塊鏈僅僅涉及到數據存儲技術,數據庫或文件操作等。

  廣義區塊鏈技術體系架構可以分為協議層、擴展層和應用層。其中,協議層又可細分為存儲層和網絡層,相互獨立但又不可分割。

  協議層是飛利信區塊鏈技術研發的引用或追隨技術部分,采用技術跟蹤方式與國際保持同步。該層是區塊鏈技術基礎,通常表現為一個完整的區塊鏈產品,維護著網絡節點,提供API供調用。該層構建網絡環境、定義服務通道、制定節點規則。就應用技術而言,協議層主要包括網絡編程、分布式算法、加密簽名、數據存儲技術等4個方面。

  擴展層基于協議層規則面向不同應用提供支持,通過這個層面,區塊鏈可以架構開發任何類型的產品,而不僅僅限制于金融行業。隨著底層協議的完善,未來任何需要第三方支付、任何需要確權、征信和追溯的信息,都可以借助區塊鏈來實現。該層是飛利信區塊鏈技術研發核心層,圍繞該層的研發根據飛利信提供的創新類業務需要,按照協議層規范,開發類似于計算機驅動程序的軟件包,使得區塊鏈協議獲得實際應用。擴展層是保障區塊鏈應用多樣化、支持各領域創新發展的基礎。

  應用層提供電腦終端軟件和移動設備API,是使用者的使用界面。飛利信區塊鏈技術體系研發內容,在各類專用擴展層技術支持下,面向應用場景提供體驗良好的終端軟件。
 
  3) 區塊鏈的種類和飛利信關注點

  區塊鏈分為三大類:公有鏈、聯盟鏈、私有鏈。

  公有鏈:完全去中心化的、不受任何機構控制的區塊鏈。公有區塊鏈上的數據所有人都可以訪問,所有人都可以發出交易等待被寫入區塊鏈。通過密碼學技術以及內建的經濟激勵維護數據庫的安全。公有鏈目前主要用于各類虛擬貨幣的開發,在飛利信的業務領域(政府和企業服務)采用完全去中心化的類型較為罕見。因此,飛利信技術團隊關注公有鏈的發展及典型應用(如各種虛擬貨幣),但不是飛利信技術研發的類型,只是技術跟蹤的類型。

  聯盟鏈:參與區塊鏈的節點是事先選擇好的,節點間很可能是有很好的網絡連接。這樣的區塊鏈上可以采用非工作量證明的其他共識算法,比如有100家金融機構之間建立了某個區塊鏈,規定必須67個以上的機構同意才算達成共識。聯盟鏈可以做到很好的節點間的連接,只需要極少的成本就能維持運行,提供迅速的交易處理和低廉的交易費用,有很好的擴展性,但是擴展性隨著節點增加又會下降。數據可以有一定的隱私。聯盟鏈適合于金融服務、也適合與互聯網+政務的各類創新業務,該類型是飛利信區塊鏈技術研究的主要類型。

  私有鏈:參與的節點只有用戶自己,數據的訪問和使用有嚴格的權限管理。是指存在一定的中心化控制的區塊鏈。私有鏈的可視為傳統意義上的共享數據庫用上某些技術方法實現數據可校驗。私有鏈一般用作內部審計,在類似行政管理和企業ERP等場景下可能有較大應用價值。私有鏈的大量的場景可以對接現實世界的需求,有限的去中心化更容易達成共識,可以使服務速度更快,效率更高,并且可以提供更多受控的功能。私有鏈也是飛利信重要的研發類型,在嚴格意義上說,飛利信研發的聯盟鏈技術可以覆蓋私有鏈的需求,至少需要根據實際的場景做一定的定制化。
 
  4) 區塊鏈技術開發體系及飛利信的跟蹤策略

  區塊鏈技術開發目前已經有豐富的開放資源,使得技術發展有了豐富的技術積累和良好的社區環境。由于技術體系差異很大,飛利信結合發展戰略和關注點,采用跟進與關注并舉的策略。跟進指選擇能夠支持飛利信區塊鏈的業務創新需要、具有技術影響力和話語權的體系跟隨發展。關注是指廣泛參與各類不同技術門類的社區,了解技術動態并選擇重點進行試驗應用,以保持技術發展的靈活性。目前的我們關注的技術體系包括:

  比特幣:比特幣(BitCoin)是最早也是全球最廣泛使用和真正意義的去中心化區塊鏈技術,其開源技術體系值得作為經典參考。

  以太坊:以太坊通過一套圖靈完備的腳本語言(EthereumVirtual Machinecode,簡稱EVM語言)來建立應用。作為類比,比特幣網絡事實上是一套分布式的數據庫,而以太坊則可以看作是一臺分布式的計算機。以太坊是飛利信技術團隊的重要關注對象。

  IBM HyperLedger fabric:一個帶有可插入各種功能模塊架構的區塊鏈實施方案,他的目標是打造成一個由全社會來共同維護的一個超級賬本。目前處于完善階段,并沒有真正商用。fabric架構核心邏輯有三條:Membership、Blockchain和Chaincode。MembershipServices這項服務用來管理節點身份、隱私、保密性、可審計性。由于IBM的強大市場驅動力和話語權,該項技術也在飛利信技術團隊的關注范圍。

  公證通Factom:利用比特幣的區塊鏈技術來革新商業社會和政府部門的數據管理和數據記錄方式,也可以被理解為是一個不可撤銷的發布系統,系統中的數據一經發布,便不可撤銷,提供了一份準確、可驗證、且無法篡改的審計跟蹤記錄。利用區塊鏈技術幫助各種各樣應用程序的開發,包括審計系統,醫療信息記錄,供應鏈管理,投票系統,財產契據,法律應用,金融系統等。

  建立在Factom基礎之上的應用程序尋求能夠直接利用區塊鏈實現追蹤資產和實現合約,而不用將交易記錄寫入區塊鏈,Factom在自己的架構中記錄條目。跟以太坊類似,Factom系統會創造一個叫Factoids的電子幣。持有Factoids意味著有權使用Factom系統。只要把Factoids轉化成輸入積分便有權把數據寫入Factom系統中。同時運行著Factom的聯邦服務器也能收獲Factoids作為維護系統的回報。Factom雖然同樣基于比特幣網絡,但卻并不是之前提到側鏈或染色幣的技術架構,Factom只將目錄區塊的哈希值錨定到比特幣區塊鏈。Factom很好地解決了比特幣三個核心的約束和問題,速度、成本和區塊鏈膨脹。

  由于公證通在商業和政府部門的適用性前景,目前飛利信研發團隊已經基于公證通體系建立若干適應性應用場景,未來將持續發展并盡快推向實用。

  5) 飛利信創新的區塊鏈應用簡介

  區塊鏈的應用不僅限于虛擬貨幣與金融服務,未來可能在諸多領域帶來革命性的變革。以我們正在研發的幾類應用為例:

  l 互聯網+政務服務:目前互聯網+政務服務以流程再造,大量案例說明,跨部門流程再造事實上難以實現??疾觳块T間協同的問題,可以引入典型的區塊鏈應用模型,流程間的銜接通過區塊的鏈接即可完成。在此基礎上,可以引入精準的事件回溯、服務過程評價,而且可以消除民眾申報服務過程中的關鍵痛點:重復填報表格問題。真正提高辦事效率提升用戶體驗。目前此項應用正在研發過程中,同時與相關地方政府加強交流,依據持續進步的技術成果探討互聯網+政務服務的創新模式。

  l 人大/政協委員履職:通過區塊鏈技術,可以為非現場跨和現場議案提交、文件審議和投票提供認證和不可篡改等保障,實現具有高效依法履職技術保障體系。該技術體系采用私有鏈模式建立,目前正在模型驗證過程中。

  l 供應鏈管理:引入聯盟鏈模式建立區塊鏈服務,為企業間的電子式業務互動提供可信交付平臺,改變電子數據交換的低效和抵可信狀態,實現交付過程可靠、高效及可追溯。此項技術正結合飛利信長期發展的食品追溯業務和冷鏈物流技術進行研發。

  飛利信區塊鏈基本定位是創新型應用技術研發和推廣。未來將跟隨區塊鏈基礎協議的發展,通過擴展技術建立面向行業的技術應用體系,成為推動區塊鏈技術獲得廣泛應用的重要技術服務商。

      

責任編輯:admin

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