可信区块链“摸底考试”成绩出炉 最高TPS超过50000

通信世界网消息(CWW)2018可信区块链峰会于10月9日-10日在北京召开。为了推进区块链技术的健康发展,帮助用户选择区块链技术产品,可信区块链推进计划制定了可信区块链的系列标准并组织进行了首轮标准评测活动。在峰会主论坛上,中国信息通信研究院区块链主管,可信区块链推进计划办公室主任卿苏德对可信区块链评测结果进行了通报。

中国信息通信研究院区块链主管,可信区块链推进计划办公室主任 卿苏德

信通院汇聚了225区块链企业共同启动了可信区块链推进计划,形成最广泛的行业共识,编制了可信区块链系列标准,整个标准分为19个指标、95个评测项。依据一手汇聚的最前沿的数据,形成了十大观察,汇报主要围绕底层架构、共识算法、计算模型、账本数据库、隐私保护策略、密码算法、智能合约、监控管理、多底层支持、性能测试这十个方面进行逐一汇报。

一是底层架构,卿苏德表示现在底层以应用易落地为主,自研平台有差异化优势。评测结果显示,使用Fabric为基础开发的产品占比较高,Fabric在业界落地方面接受度较高,原因可能是Fabric设计上以联盟链为基础诉求,且技术支持比较到位;其他技术混合及自研平台开始发展,各自厂商根据业务需求,自行研发各有侧重的区块链平台,如腾讯FiT、上海保交所、泛融等金融平台大都有自研平台,可以通过高度定制化,在不同方面具有优势;比特币、以太坊等许可链版本的底层架构也得到采用,主要面向资产数字化。

二是共识算法,区块链中最重要的便是共识算法,比特币使用的是POS(Proof of Work,工作量证明),以太币使用的是POS(Proof of Stake,股权证明)使得算理便的不怎么重要了,而今POS的变体DPOS(Delegated Proof of Stake,股份授权证明)进一步削减算力的浪费,同时也加强了区块链的安全性。不过,对于不需要货币体系的许可链或者私有链而言,绝对信任的节点,以及高效的需求上述共识算法并不能够提供,因此对于这样的区块链,传统的一致性算法成为首选,PBFT(拜占庭容错)、PAXOS、RAFT。

三是账户模型,账户模型使用率高于资产模型,混合模式是可选项。基于资产的模型去中心化程度高、防篡改性好、并行通行的效率较高。这种模型在海量数据、尤其是存在多对多交易的前提下,查询效率低下、定位差。为了避免这种情况,需配套同步账户模型,以便满足查询余额要求。卿苏德推荐的模型是这种混合模式,UTSO用来记账,在执行中可以并行,运行效率比较高,既可以保证查询效率高又可以保证防篡改。

四是账本数据库,大多企业选择的是NoSQL ,MySQL只占冰山一角。究其原因,NoSQL只有一个QA数据库,是一个比较容易使用的模型。但链上数据的查询是强需求,因此现在很多企业一条链通过NoSQL进行存储,数据库又进行同步,外部的数据库是SQL数据库进行分析。

五是隐私保护,在卿苏德看来隐私保护是越来越被重视的问题,在这次测试中隐私保护分了三种策略,首先是通过落后链、多通道以及分片甚至是物理隔离,思路比较简单,实现较容易,隐私保护性好,代表公司像腾讯FiT是用多链技术,Fabric类用的是多通道。其次,还有隐私保护算法相关的策略,包括同态加密、零知识证明等,同态加密现在只能是用到加法相关的运算,用到乘法时占用空间太大,但内容保护指向性更好。最后,相关的数据分类分级管理,通过多签名,通过权限管理进行数据隐私的管控,典型代表是太一云、益链。

六是密码算法,密钥管理非常关键。现在密码算法都是拿来主义,椭圆曲线等,支持不同的曲线来进行相关的调优。由于现在监管政策,现在需要支持相关的国密算法,密码算法优化思路分为三层,算法层面是根据场景选择合适的加密算法,实现层面就是有些大企业利用充足的人力资源把密码包用更高效的语言重写一遍,执行层面有很大的提升空间,硬件加密级和指令级的优化有可能会让加密效率提高10倍以上。

七是智能合约,智能合约有多重实现方式,其中,虚拟机一致性是最好的;然后是二进制代码执行效率最高,可以分为普通的以及把它编制成服务的,编制成服务可以实现两点组装,增强扩展性;其次脚本语言解释器的执行效果最好,也最容易上手,但是有版本依赖的缺陷。很多厂商缺乏全生命周期的智能合约管理,现在很多时候智能合约升级都是生成一个新的智能合约之后做了一个增值兑换,但是老的虚拟机或者智能合约并没有关掉,并没有进行SaaS进程操作,很多内存依然占用,并不是进行全生命周期管理的模式。

八是监管水平明显提升,一些传统的监管模式,包括服务器状态、区块高度、哈希链条追溯环境等,故障监控相关问题可以通过发邮件、打电话、发微信等进行提示,监控环境得到明显提升,实际环境当中,需要加强运维管理,在运维上不能掉以轻心。

九是多底层支持,BaaS加速应用落地,多底层拓展性和灵活性更高。实现思路是多个底层平台实现同一个事情,互为备份。其次是多底层平台解决不同层面的问题,以扩展系统功能。多底层有诸多优点,为用户提供非常好的平台、降低部署成本、适应更多业务场景及更方便拓展功能模块,目前参评的20家单位有5家支持多底层。

十是性能测试,卿苏德表示本次性能测试有7家厂商进行参与,对于单链的性能,在使用高配置机器和万兆网络的前提下,最高峰值TPS达到50487(4个节点)、50030(8个节点)和48774(16个节点)。平均峰值是11051(4个节点)、10343(8个节点)和9745(16个节点)。得出的结论是,平台的性能跟共识算法的选择强相关,网络规模越大,实用拜占庭容错类算法的性能会越低,但是,权益证明类算法的性能会越来越高。

卿苏德总结道:“现在区块链厂商已经完成了测评的必选项,已经达到了我们对区块链产品的基本要求。参评厂商在可选部分各有侧重,在监管管理、数据链控制、多平台支持、共识机制、多加密支持等方面有不同表现。与此同时,参评厂商在硬件加速、因素保护算法方面有一些创新,性能表现良好。”

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通信世界全媒体记者原创:梅雅鑫

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