美国区块链参考架构的定位、视角和设计理念，对于中国有何借鉴？

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雷锋。(公开号码:雷锋。. com)出版社:作者是工业和信息化部块状链技术与产业发展论坛副秘书长、达网络科技集团块状链创新中心总经理季。雷锋。网站已被作者授权转载。

前言近年来，美国在金融技术领域不断取得技术突破和创新，尤其是在区块链方向。传统的it巨头和金融企业纷纷涉足其中，先后建立了hyperledger、r3和eea等著名的区块链技术和应用联盟。积极开展开源项目孵化，在许多应用领域，包括但不限于1)金融服务2)政府治理3)保险4)医疗卫生5)物联网6)供应链7)

为了更好地发展区块链技术，防止技术快速发展带来的潜在风险，行业标准刻不容缓。在此背景下，工业和信息化部中国电子技术标准化研究院牵头组织了中国区块链技术与产业发展论坛主要成员，开展了信息技术区块链标准和分布式账簿技术参考架构的开发。作为国内区块链参考体系结构的编写者，作者参加了4月3日至5日举行的iso/iec tc307区块链国际标准小组第一次会议。下面，笔者将对美国提交的区块链参考建筑进行简单分析，并考虑其设计理念，以供国内区块链建筑设计参考。

1.参考架构的定位(1)使用流行语言描述区块链和分布式分类帐技术

(2)区块链的理想原型结构或分布式分类账技术

(3)描述适用于区块链技术的标准范围

2.从参考架构的角度来看，区块链技术可以从商业、法律或技术的角度来看

a)从商业角度来看，区块链是一个促进相互承认的参与者之间价值、资产或其他实体转移的交换网络。

b)从法律的角度来看，区块链分类账上的交易是经过核实的、不可否认的、不可篡改的，并且不需要中介或第三方的参与。

c)从技术角度来看，区块链是一个分布式分类帐，它将其他数据存储作为分类帐数据，并在全球范围内复制。

3.参考架构的设计理念首先，从分布式应用架构师和开发人员的角度设计一个区块链平台参考架构，如下所示:

图3.1区块链平台的参考架构设计之一

它包括六个层次:1)基础设施2)安全性3)数据4)分类账5)开发6)分布式应用程序，我们将逐一解释。

(1)基础设施层是一组运行分布式分类账的服务器节点，应具备云计算的特征，包括虚拟化和可扩展性。参考架构强调分布式分类账不应依赖于单个基础设施提供商，在联盟链场景中，应使用来自多个基础设施提供商的云环境；这在中国是一个巨大的挑战。出于管理方便和数据安全的考虑，企业通常只选择一家公共云服务提供商或自己的云服务。在未来真正的分布式应用环境中，需要更加开放和高度兼容的iaas服务。

(2)安全层的安全管理主要包括三个部分，其中身份管理是标准化的内容范围。

身份管理——即在区块链网络中为不同的角色维护他们的数字身份。

权限–访问控制，例如基于合同、用户和区块链级别的权限管理。分级权力控制满足了更高的治理要求，更好地满足了各国监管和审计的要求。

可插拔加密服务-使用户能够独立选择和使用不同类型的加密算法，作为一个可升级的模块化组件，以应对ecdsa和其他在区块链普遍使用的算法的安全风险，这是由于量子计算机在未来的大规模普及。

(3)数据层数据层包含在标准化范围内，主要包括以下三项服务:

安全(可信)数据访问服务——分布式应用程序安全存储和查询数据的能力。

跨链服务——即智能合同在区块链和区块链之间交换数据的能力。

链上链外服务–安全访问链外数据的能力，例如使用可信数据源或交叉使用可信身份验证技术。

(4)账簿级分布式账簿——即所有节点共享的经过验证和同意的交易记录

可插拔一致性服务——即验证哪些交易可以写入分布式分类账的方法，这要求用户根据应用场景独立选择合适的一致性算法

(5)开发层智能合同服务——将数据管理逻辑、应用程序逻辑、业务规则和合同条款集成到分布式应用程序中的能力。这个服务是可扩展的，所以它应该支持不同的开发语言。

开发工具-用于编写、记录、测试、部署和监控分布式应用程序的工具。

Sdks、apis简化分布式应用程序以访问分布式分类帐、智能合同和其他服务的中间代码。

编程接口——允许外部系统访问智能合同的服务、平台和数据的能力。

综上所述，从开发者的角度来理解参考架构的设计思想，其根本目标是支持区块链的互操作性，使用户、分布式应用和区块链能够实现可信数据交换，支持模块化和企业级编程，并开放iaas，方便开发者重用成熟的功能模块和选择任何开发平台来实现跨平台的可移植性。目前，市场上主流的区块链和分布式分类帐技术通常使用go语言和js语言来开发分布式应用程序。

作为区块链建筑师，您可以从以下维度设计或选择区块链平台:

1)区块链或分布式分类账技术:根据业务特点，在增加“信任”的情况下，选择区块链或分布式分类账技术解决方案。

2)身份管理:建立一个弱中心认证中心，这样可以用简单的方式访问多个区块链，如主权身份(身份证、护照等)。)。

3)安全数据访问服务:存储的数据需要在区块链全球共享，需要参考数据访问层的安全要求。

4)跨链服务:不同区块链之间的智能合同数据交互；这项服务使区块链具有互操作性。在复杂的业务场景中，可以通过细粒度操作设计独立的子链(逻辑/物理)，并通过父子智能契约满足不同的业务需求，从而提高全局“臃肿”分类账的灵活性。

5)链上链外数据访问服务:分布式应用需要与传统的链外系统进行互操作；在区块链快速发展的时期，与传统数据库应用系统进行交互是不可避免的，大量的区块链中间件可能会为这一需求服务。

6)智能合同服务:对于开发人员来说，智能合同需要是可移植的，支持尽可能多的不同区块链平台，并减少跨平台迁移的工作量。对于合同开发平台，应该提供一个语法规范，以便不同的区块链平台能够支持开发语言。

7)编程接口:对于工业应用的爆炸性发展，传统应用开发者需要提供熟悉的api接口来调用区块链的智能合同程序。

结论:2017年将是区块链技术和应用的关键一年，将出现大量有价值的应用。作为区块链领域的基本标准，参考架构不仅规范了区块链技术和应用的研发，还为后续业务发展提供了主导作用。

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