揭秘京东区块链开源项目——JD Chain

SailsburyMax 发布于6月前 •最后由 刀哥谈Java4月前回复
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导言

近日,京东区块链底层引擎JD Chain正式对外开源并同步上线开源社区,旨在为企业级用户和开发者提供开源服务,帮助他们提高研发效率,加速技术创新。3月30日,国家互联网信息办公室公布了第一批区块链信息服务名称及备案编号,其中京东区块链BaaS平台、京东区块链防伪追溯通用平台等榜上有名。4月9日,京东发布《京东区块链技术实践白皮书(2019)》,总结了京东区块链在五大类应用场景中的技术实践,介绍了一系列落地案例。同时,白皮书还介绍了京东区块链的技术优势、体系架构与未来规划。

白皮书指出,京东区块链的技术架构分为JD Chain和JD BaaS两部分。其中,JD Chain作为核心引擎,聚焦解决区块链底层的关键技术问题,建立拥有中国自主知识产权的技术生态。JD BaaS是企业级服务平台,提供灵活易用和可伸缩的区块链系统管理能力,支持企业级用户在公有云、私有云及混合云环境快速部署,降低企业使用成本,促进应用落地。

JD Chain简介

01 高性能安全,功能“积木化”
区块链是一种新型分布式架构,以密码学和分布式技术为核心,无需借助“第三方” 就能在多个业务方之间进行安全、可信、直接的信息和价值交换。在这种点对点的信息和价值的交换中,区块链起到了“协议”的作用。

JD Chain团队认为区块链的5大核心技术是:密码算法、共识协议、数据账本模型、数据存储、API。JD Chain在这5个方向上重点突破,从企业的实际需求出发,在设计上推进性能优化、操作简化、安全强化和场景适配通用化,形成如图1中的关键技术特性:

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   图1  JD Chain关键技术特性

高性能:采用全新的底层架构设计,交易处理达到万级TPS,交易确认缩短至秒级,支持海量存储和高性能密码算法。

积木化定制:共识、账本、合约、存储各自独立,标准接口交互通信,可实现灵活切换不同的密码算法。

强安全和隐私保护:提供多种具有隐私保护能力的算法,支持包括国密算法在内的多套密码体系。

有效数据治理:数据账本采用标准化结构设计,支持业务数据穿透检索、多维分析治理,支持数据的独立备份、归档、监管和审计。

多链协同:支持业务的多链管理,链间数据验证与交易执行,链的拆分与合并,同时可组合轻量公链模式。

低成本易维护:支持轻量网关节点部署,数据可无需开发合约快速上链,合约代码可复用、升级、本地化测试。

02 搭建新环境,重塑主体“关系”

JD Chain为企业提供了一个全新的数据底层,企业可以根据需求配置所需功能组件。万级交易处理速度,秒级交易快速确认,支持多链协同管理等优异性能,能够帮助企业实现更有效的链上数据治理,同时兼容多密码体系,确保数据的安全与隐私。JD Chain为企业业务模式创新提供了一种新的技术支撑,使其能够重塑各参与主体关系,开辟信任经济商业新领地。

具体来说,JD Chain的功能层次分为4个部分:网关服务、共识服务、数据账本和工具包,架构体系如下图2。

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 图2  JD Chain架构体系

网关服务:JD Chain的网关服务是应用的接入层,提供终端接入、私钥托管、安全隐私和协议转换等功能。

数据账本:数据账本为各参与方提供区块链底层服务功能,包括区块、账户、配置和存储等。

共识服务:共识服务是JD Chain的核心实现层,包括共识网络、身份管理、安全权限、交易处理、智能合约和数据检索等功能,来保证各节点间账本信息的一致性。

工具包:节点可以使用JD Chain中提供的工具包获取上述三个层级的功能服务,并响应相关应用和业务。工具包贯穿整个区块链系统,使用者只需调用特定的接口即可使用对应工具。工具包包括数据管理、开发包(SDK)、安装部署和服务监控等。

03 多模型选择,简部署“量身打造”

各企业的信息化基础设施、技术能力、应用场景往往千差万别,不同的情况下如何选择适合自身的部署方式,往往是每个企业都会面临的实际问题。

JD Chain从易用性方面考虑到实际应用规模提供了面向中小型企业和大型企业两种不同的部署方案。

中小型企业可以直接采用如下图3、4的最简部署模型(只需一个客户端节点、一个网关节点和多个共识节点即可),它是保障JD Chain可正常运行的最低配置,在硬件条件满足的情况下,可以支持亿级交易,通常用于Demo实验或小型应用。另外,JD Chain的数据服务功能作为可选组件,支持链上数据的检索、汇总等功能(数据服务组件与共识节点部署在相同或不同服务器均可)。

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图3  最简部署模型

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 图4  加入数据服务的最简部署模型

随着应用级别的提升,数据存储的需求越来越大,每个共识节点可采用数据库集群的方式实现存储的平行化扩展(在这种方式下可支持交易级别达到十亿乃至更多),如图5。在某些中型实际应用中,共识节点会由不同的业务方安装部署,将共识节点集群化提升了系统整体的安全性和可扩展性,如图6。

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图5  数据库集群部署模型

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图6  数据库、共识节点集群部署模型

面对大型企业应用中极其复杂的业务关系和应用场景,JD Chain提供了对应的部署解决方案。在整个部署模型中涉及到多种类型的参与方、不同类型的终端,这些终端可以从任意授权的网关节点采用不同的接入方式加入区块链网络,如图7。

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图7  大型企业应用部署模型

京东区块链技术实践白皮书

01 品质溯源助力食品药品安全和精准扶贫

据不完全统计,全球范围内受假冒伪劣商品影响的市场规模高达3000亿美元,其中有关食品、药品安全事件频发,由此产生的信任危机受到社会高度关注,运用技术手段加以解决,成为了政府和企业关注的重点。

基于区块链技术的去中心化、共识机制、不可篡改、信息可追溯等特点,京东区块链防伪追溯平台推出了消费品解决方案和医药行业解决方案。截至今年2月,平台已经累计有超过700家品牌商和超过5万个SKU入驻,入驻品牌商包括雀巢、惠氏、洋河、伊利等知名企业。平台有逾280万次的售后用户访问,上链数据多达13亿条,产品种类涉及食品、酒类、奶粉、日用品和医药用品,为营造安心可靠的消费体验和医疗服务做出了贡献。

比如,澳大利亚领先肉类产品出口商安格斯通过与京东区块链防伪追溯平台的深度合作,让国内消费者能够通过扫描包装上的二维码,了解到从牛的出生、生长、检疫、屠宰、加工、运输等全部信息,期间每一个环节都有自动记录、每一个环节都不能被人为篡改、每一个环节都能公示给消费者,让每一片牛肉都安全可靠。

与此同时,京东区块链的防伪追溯技术还应用在了精准扶贫领域,京东在国家级贫困县落地的“跑步鸡”、“游水鸭”和“飞翔鸽”等项目,通过计步脚环等物联网设备,结合视频溯源技术,将家禽运动数据、喂食、饮水、除虫等信息进行采集,并记录到区块链网络中,消费者扫码即可了解到所购农产品的养殖过程、生长环境等图文信息,在提升消费体验的同时,也为贫困地区的农民增加了收入。

02 数字存证和信用网络 服务诚信体系建设

在数字存证方面,京东区块链数字存证平台实现了可信存证、自动化取证、一键举证、侵权预警等功能,目前已经应用于电子合同、电子发票、电子证照、电子票据、互联网诉讼、版权保护等场景。

近日,京东集团与广州互联网法院共同签署了可信电子证据平台和司法信用共治平台两方面的合作协议,双方将利用各自的专业经验与技术优势共同确保证据数据过程可溯、记录可查,实现证据数据存储安全、验证便捷,且共同遵循安全、公正、中立、开放原则,妥善保管证据数据。同时,双方还将在依照法律法规和用户授权的前提下,共享司法信用信息,为推动网络空间信用体系建设提供有效支持。

除此之外,“京小租”是业内首家使用区块链技术解决消费租赁市场纠纷取证难问题的信用租赁平台,用户在进行商品租赁时,京小租平台通过自动化流程获取租赁业务中租赁协议、订单数据、租赁流程等数据并完成“上链”操作,保证租赁服务的公开透明。

在信用网络方面,区块链技术的不可篡改性和透明性可以服务于社会信用体系的建设,解决以往信用体系的痛点,辅助监管机构实现对社会主体的信用评价。京东区块链正在运用技术手段在数字身份、企业通用账号、信用租赁、物流征信等方面,在为完善社会信用体系提供助力的同时,也为企业经营和个人生活提供了便利。

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开发者社区同步上线

JD Chain已在近日对外开源并同步上线了开源社区(http://ledger.jd.com/)。JD Chain开源对于行业和开发者来说都具有重要意义。

开放JD Chain高质量的技术代码、简明清晰的设计文档和代码示例,将帮助开发者快速建立明确、有效的学习路径,快速进入区块链技术领域;

JD Chain开源能够帮助企业提高研发效率;

JD Chain开源将促进区块链技术应用生态的构建、加速助推我国区块链技术的发展。

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