mk-京東區(qū)塊鏈技術(shù)白皮書版附

序技術(shù)推動(dòng)價(jià)值大數(shù)據(jù)的高效、可信流，Bi，Cloud（“零售即服務(wù)‘RetailasaService,RaaS式，對于京東在技術(shù)方面的愿景，以及在消費(fèi)者心中長期所建立起來的正道形象非為推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和京東各種業(yè)務(wù)場景的結(jié)合，運(yùn)用技術(shù)推動(dòng)價(jià)值大數(shù)據(jù)的記錄、流動(dòng)和交換，京東聯(lián)合了內(nèi)部各職能、技術(shù)、及業(yè)務(wù)體系，開展技（2018型應(yīng)用案例，為業(yè)界技術(shù)發(fā)展路線圖和標(biāo)準(zhǔn)化路線圖提出了相關(guān)建議。白皮書內(nèi)容詳業(yè)界有識之士共同努力，積極把握發(fā)展趨勢和規(guī)律，營造良好正道的技術(shù)發(fā)展環(huán)境，加速推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和各種應(yīng)用場景的落地結(jié)合前自去年開始，技術(shù)獨(dú)立于比特幣，逐漸進(jìn)入科技公司和人民群眾的視野，廣泛關(guān)注與大量討論。學(xué)術(shù)界和工業(yè)界普遍認(rèn)為技術(shù)是下一代數(shù)濟(jì)的基石，可極大的推動(dòng)數(shù)據(jù)的可信、商業(yè)協(xié)同、數(shù)據(jù)可信的交換和，以及隨之誕生的新興商伴隨著每一家公司對于技術(shù)的追逐和不懈探索，我們也留意到一些過熱的技術(shù)噱頭的雜音，同時(shí)現(xiàn)有的開源平臺也出讀寫性能、模塊標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用靈活持、和法律認(rèn)可、安全和隱私保護(hù)等多個(gè)方面亟待改善之處。除此之外，領(lǐng)域京東擁有全零售和端到端供應(yīng)鏈的高質(zhì)量大數(shù)據(jù)，技術(shù)天然可以解決東業(yè)務(wù)場景中多個(gè)主體的信息記錄與，可信數(shù)據(jù)交換與傳遞的業(yè)務(wù)訴求。早在年，京東就全面啟動(dòng)了技術(shù)在京東業(yè)務(wù)場景中的應(yīng)用探索與研發(fā)實(shí)踐，先后在數(shù)據(jù)交易、供應(yīng)鏈管理、金融科技等領(lǐng)域落地了不同的應(yīng)用，過程中積累了大量的區(qū)塊機(jī)。其本身的數(shù)據(jù)、共有數(shù)據(jù)、分布式、防篡改與保護(hù)隱私、數(shù)字化合約等5項(xiàng)特征?；谶@些特征，部署跨主體間的鏈節(jié)點(diǎn)和橋接，用得益于上鏈數(shù)據(jù)本身具備多個(gè)交易主體相互背書和相互校驗(yàn)的特質(zhì)，基于智我們積極擁抱技術(shù)帶來的，同時(shí)也期待將我們實(shí)踐和應(yīng)用技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)多闡述技術(shù)的宏觀環(huán)境和解決方案，而是立足于技術(shù)平臺本身，以一個(gè)實(shí)踐者的角度，結(jié)合京東潛在的應(yīng)用場景，給出技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的建議和經(jīng)驗(yàn)分享，期待攜手合作伙伴共建技術(shù)生態(tài)，落地的“級”應(yīng)用。京東正積極籌備開放支撐自身落地應(yīng)用的BaaS平臺，幫助、物流商、品牌商、金融機(jī)構(gòu)等合作伙伴組件適用的技術(shù)平臺，伴隨著BaaS平臺的開放和技術(shù)應(yīng)用的不斷積201803 前 金融領(lǐng) 政務(wù)及公共服務(wù)領(lǐng) 設(shè)計(jì)原 設(shè)計(jì)方 賬本協(xié) 賬本狀 組件模 共識網(wǎng) 賬 持久化合約引 工 部署架 性 功 安 合 合 術(shù)語解 參考文 技術(shù)簡上世紀(jì)70年代以來，隨著學(xué)技術(shù)、分布式網(wǎng)絡(luò)、共識算法以及硬件計(jì)算能力的飛速發(fā)展，通過技術(shù)實(shí)現(xiàn)多主體間共識機(jī)制建立的條件日趨成熟，為解決多主體環(huán)境中本聰于2008年了名為《比特幣：一種點(diǎn)對點(diǎn)式的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》（Bitcoin:A以太坊（Ethereum）是繼比特幣之后的又一個(gè)開創(chuàng)性的項(xiàng)目，于2013年末發(fā)布白皮書。以太坊開創(chuàng)性地將智能合約（SmartContracts）和結(jié)合起來，在交易主近年來，技術(shù)的不斷發(fā)展和隨之而來的數(shù)字貨幣熱潮，了從極客到IT技術(shù)圈、金融領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、和公共組織、等的廣泛關(guān)注，圍繞技術(shù)研發(fā)展到今天，已經(jīng)涌現(xiàn)出許多形形的項(xiàng)目，我們梳理了這些項(xiàng)目在技術(shù)上的共性：區(qū)塊、賬戶、共識、智能合約這4個(gè)主要部分構(gòu)成了目前的系統(tǒng)通過鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)記錄變更歷史，這部分被稱為“區(qū)塊分被稱為“賬戶”(注：以太坊、Fabric為代表的是賬戶模型，而比特幣是UTXO模型)通過鏈上編碼定義參與者之間的承諾，這部分被稱為“智能合約有哪些特從技術(shù)構(gòu)成的角度來觀察有助于我們揭開它的神秘面紗，實(shí)事求是地分析區(qū)塊通訊、學(xué)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和虛擬機(jī)。這也構(gòu)成了必不可少的5項(xiàng)能力：數(shù)據(jù)—源自數(shù)據(jù)庫技術(shù)和硬件計(jì)算能力的發(fā)展，隨著時(shí)間的累積，的大小也在持續(xù)上升，成硬件計(jì)算能力，便得多主體間同時(shí)大量相同數(shù)據(jù)成為可能共有數(shù)據(jù)——源自共識算法，參與的各個(gè)主體通過約定的決策機(jī)制自動(dòng)達(dá)成共分布式——源 通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各主體間點(diǎn)對點(diǎn)的信息傳防篡改與保護(hù)隱私源自用通公鑰鑰哈希法學(xué)工，各主體共有信息安全數(shù)字化合約—源自虛擬技術(shù)將成主體數(shù)化智合寫系通過預(yù)設(shè)的觸發(fā)條件，驅(qū)動(dòng)數(shù)字合約的執(zhí)行適合解決哪些問發(fā)和應(yīng)用實(shí)踐，獲得了一些有助于在業(yè)務(wù)中推廣應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，并推薦以下特點(diǎn)的應(yīng)用IT中心化的方案還是SOA，都難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)防篡改。在業(yè)務(wù)參與方之間相對獨(dú)立的跨主體業(yè)務(wù)協(xié)作的場景下，利用的共有數(shù)據(jù)、、傳統(tǒng)的解決方案中，數(shù)據(jù)通常是以中心化的方式，本應(yīng)共有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通常卻被強(qiáng)，履行一般都是因?yàn)橛欣?、道德或法律，受許多因素影響。商業(yè)活動(dòng)中為了防止違我們把資產(chǎn)數(shù)字化到或與錨定，采用智能合約來描述對資產(chǎn)關(guān)系的承諾，同時(shí)智能合約的執(zhí)行過程和結(jié)果被嚴(yán)格記錄，這樣便可以降低履約成本和確保高效履比特幣作為技術(shù)的一種典型應(yīng)用，在交易市場上市值已達(dá)千億，這樣的一個(gè)比特幣系統(tǒng)的表現(xiàn)揭示了一個(gè)重要事實(shí)——以客觀技術(shù)為可以直接建立信任，而這種影響目前已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)，隨著的逐漸成熟和應(yīng)用的不斷豐富，這種將和共識決策。人類因掌握“工具”而發(fā)展文明，我們相信是一種新的“工具”，最終發(fā)展目前人們已經(jīng)廣泛認(rèn)識到巨大的應(yīng)用價(jià)值，但是的技術(shù)發(fā)展卻還沒有到成熟階段，尤其在企業(yè)級應(yīng)用方面，的交易并發(fā)能力、數(shù)據(jù)能力、通用性、功能完備性、易用性都還存在明顯不足。 1000tx/s10–20s90tx/h40s110ktx/s<1s2ktx/s<1s16blocksin110s110sfor16blocks≈10ktx/s≈1s350tx/s<1s257.6tx/sSnow-100-150tx/s–1000tx/s–7Bitcoin-71234mittee.105mittee.16 mittee(12.5%adversary).25 mittee.151minuteaverageinterval;1block=140Asreportedinablogproof-of-retrievability.Trusted括公有鏈、鏈在內(nèi)的典型的表現(xiàn)，而且還要求的性能表現(xiàn)可以隨著業(yè)務(wù)規(guī)數(shù)據(jù)能數(shù)據(jù)能力方面，由于的數(shù)據(jù)只有追加而沒有移除，數(shù)據(jù)只增不減，隨著時(shí)推移，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)大小的需要也只能持續(xù)地增大，在處理企業(yè)數(shù)據(jù)時(shí)這一趨勢構(gòu)化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量十分龐大。以供應(yīng)鏈為例，主要的每日的數(shù)據(jù)記錄條數(shù)通常目前典型的系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)對賬本數(shù)據(jù)的時(shí)，典型的實(shí)現(xiàn)是基于文件系統(tǒng)或者簡單的KV數(shù)據(jù)庫，沒有采用分布式的設(shè)計(jì)，因而數(shù)據(jù)能力與實(shí)際需要之間也存縱觀現(xiàn)有平臺，模型抽象單一，難以適應(yīng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)快速開發(fā)的要求。另外，缺少協(xié)作時(shí)，跨企業(yè)的事件通知機(jī)制顯得尤為重要，但少有平臺支持。易用的可以用來解決現(xiàn)有業(yè)務(wù)的一些痛點(diǎn)，創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式。于是金融和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域開始形成一些組織，如R3、Hyperledger等。技術(shù)圈也逐漸將的關(guān)注從“幣”轉(zhuǎn)到了區(qū)塊貿(mào)易融資，保險(xiǎn)，醫(yī)療健康，資產(chǎn)管理，數(shù)字保護(hù)，公益慈善，公共服務(wù)，合規(guī)性與審計(jì)，游戲，公益等等。但是，目前已經(jīng)成功落地的應(yīng)用比較少，無論是技術(shù)業(yè)界的積極實(shí)踐進(jìn)一步鞏固和加深了人們對潛在價(jià)值的認(rèn)識，但卻鮮有成功的落地案例，大多數(shù)停留在理念或POC階段，這種狀況的形成受許多因素影響：有不少案例是為了而，而不是從解決業(yè)務(wù)痛點(diǎn)出發(fā)，導(dǎo)致案例缺少有效價(jià)值，例如對一些不需要公開的信息進(jìn)行存證?；蛘邲]有結(jié)合的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，沒有充分認(rèn)識技術(shù)目前的成熟度現(xiàn)狀，過于樂觀地選擇技術(shù)方案。目前在目前影響應(yīng)用落地的因素有很多，以上僅簡單列舉幾點(diǎn)，以此說明的發(fā)展典型應(yīng)商品防偽追溯每一條信息都擁有自己特有的ID““，且每條信息都附有各主體的數(shù)字簽貿(mào)易金融領(lǐng)率、降低成本。另外，據(jù)麥肯錫測算，技術(shù)可以將交易的成本從每筆26降低通過系統(tǒng)，交易雙方或多方可以共套可信、互認(rèn)的賬本，所有的交易清結(jié)算資產(chǎn)化基于技術(shù)的資產(chǎn)化管理系統(tǒng)，能夠確保消費(fèi)金融服務(wù)公司底層資產(chǎn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，且不可篡改、可追溯，提高機(jī)構(gòu)投資者信心，從而降低消費(fèi)金融服務(wù)公司ABS的門檻和成本，同時(shí)還可以進(jìn)行ABS全生命周期管理，及時(shí)識別和管控風(fēng)險(xiǎn)。政務(wù)及公共服務(wù)助的不可篡改、可追溯特性，極大提高仲裁效率。合同及防公益其他領(lǐng)險(xiǎn)理賠為例，通常包含車主、4S店或維修廠、保險(xiǎn)公司、交管部門等多個(gè)主體，時(shí)常發(fā)生騙京東架構(gòu)體推動(dòng)京東技術(shù)和生態(tài)發(fā)展。圖京東體系架構(gòu)協(xié)態(tài)、歷史證明、賬本操作集、合約指令集4個(gè)方面的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。組件絡(luò)、SDK和一套工具集組成。設(shè)計(jì)原京東目標(biāo)是提供企業(yè)級的技術(shù)與服務(wù)，建設(shè)具有高性能、良好擴(kuò)展性、廣泛場景通用性、安全合規(guī)、接口友好和易部署管理的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，打造開放共贏企業(yè)場景的特點(diǎn)是需求非常的多樣化，性能要求高。京東定位為企業(yè)級的平臺，需要適用廣泛的企業(yè)場景，在設(shè)計(jì)上首先從定義企業(yè)場景的用例出發(fā)，設(shè)計(jì)京設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，目標(biāo)是使真正地成為一種標(biāo)準(zhǔn)化的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)協(xié)京東采用模塊化設(shè)計(jì)，通過定義模塊間清晰的接口實(shí)現(xiàn)模塊之間的松耦合，以此企業(yè)數(shù)據(jù)的保存需要滿足“安全可審計(jì)”的要求，京東在設(shè)計(jì)上將“安全可審京東信奉“大道至簡”的架構(gòu)哲學(xué)，可靠和高效的運(yùn)行來源于簡潔的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。京東在協(xié)議設(shè)計(jì)、組件模型、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、外部接口、部署管理各個(gè)方面都認(rèn)真地遵循設(shè)計(jì)方安全。與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議不同（如TCP/IP，HTTP等，傳統(tǒng)協(xié)議都是面向通訊過程的，要幫助建立交易合同、貨物過程、交付結(jié)算。基于實(shí)現(xiàn)該應(yīng)用通常傳統(tǒng)的架構(gòu)方案通常是SOA：各個(gè)參與方的系統(tǒng)發(fā)布各自的SOA接口，相互間通過SOA可以形式化地概括為3個(gè)方面：賬本協(xié)圖京東賬本狀態(tài)示 組件模圖京東組件模的標(biāo)準(zhǔn)化接口，使得遵循組件模型的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具備松耦合、可插拔的特性。PoW、PoS選擇出leader節(jié)點(diǎn)執(zhí)行排序，因此會導(dǎo)致交易可能被隨機(jī)丟棄。Raft、Paxos將賬本信息的持久化格式定義為更簡潔的KV格式數(shù)據(jù)，使得可以利用成NoSQL數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)持久化?；谀壳霸贜oSQL數(shù)據(jù)庫上成海量數(shù)據(jù)方案，使得區(qū)塊合約中間代碼的執(zhí)行環(huán)境。所有對賬本的操作通過賬本組件提供的API實(shí)現(xiàn)。協(xié)議轉(zhuǎn)換：提供輕量化的HTTPRestfulService，適配TCP協(xié)議的節(jié)b、參與主體僅網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，通過公共的共識節(jié)點(diǎn)接入，好處是便于自行管理圖京東的部署架京東的特京東項(xiàng)目的目標(biāo)是建立一種適用于廣泛應(yīng)用場景、滿足企業(yè)應(yīng)用需求、開放和易用的技術(shù)體系和系統(tǒng)。在京東研發(fā)和應(yīng)用的過程中，我們始終關(guān)注性能、功能、安全、合約、合規(guī)五個(gè)方面，并在這五個(gè)方面著重開展技術(shù)能力的優(yōu)化。性功安合合共創(chuàng)信任經(jīng)濟(jì)時(shí)網(wǎng)對現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)，以及人工智能算法搭建的自動(dòng)交易和激勵(lì)系統(tǒng)，在未來有望建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，期待國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)盡快落地，供各企業(yè)參考。在政策資源，原因是完全公有鏈的部署形式實(shí)際上并不適用于全部場景。京東在實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的過程中，留意到讀寫性能、鏈動(dòng)態(tài)組建、垂直應(yīng)用API插拔化支持、快速部署等一系列亟待解決的技術(shù)難題，需要對技術(shù)應(yīng)用支持的各方一比特幣作為的創(chuàng)始級應(yīng)用得益于它搭建了一套非常完善的公有鏈模型和基于這落地并面向社會免費(fèi)開放了SaaS化的防偽追溯平臺，但在推動(dòng)各品牌商接應(yīng)用場景的激勵(lì)機(jī)制，讓各應(yīng)用真正產(chǎn)生，是規(guī)?；?/p>

術(shù)語解5、UnspentTransactionOutputs的英文縮寫，即未花費(fèi)的交易輸出，是一種數(shù)字貨幣經(jīng)常采用的一種賬戶模型設(shè)計(jì)。在此模型中，每一筆交易都應(yīng)該有N個(gè)交易輸入，同時(shí)產(chǎn)生M個(gè)交易輸出（N與M可以不等。其易輸入是前序任意交易的未花費(fèi)的交易輸出，如果當(dāng)前交易成交，該前序交易的輸出也就變成了成交的交易輸出，也就失去了成為交易輸入的資格。UTXO6、ProofOfWork得當(dāng)前區(qū)塊的記賬權(quán)，從而獲得區(qū)塊。PoW的特點(diǎn)是哈希計(jì)算隨機(jī)，難以弄虛，且容易被驗(yàn)7、PoS&ProofOfStake權(quán)益證明共識算法，PoW的替代方案。根據(jù)節(jié)點(diǎn)所占權(quán)益，決定其獲得區(qū)塊記8、LeslieLamport于1990年一種基于消息傳遞且具有高度容錯(cuò)特性的一致性算法，它解決的問9、實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法，是MiguelCastro()和BarbaraLiskov（利）在1999年提出10的情況下進(jìn)行可信交易，這些交易可追蹤且。智能合約概念于1994年由NickSzabo首次提參考文2016Maziéres,D.:TheS larconsensusprotocol:Afederatedmodelforinternetlevelconsensus,November2015.Brown,R.G.(2016).IntroducingR3Corda:ADistributedLedgerforFinancial2016 ernmentChiefScientificAdviser:DistributedLedgerTechnology:beyondblockSwanM.:Blockchain:BlueprintforanewAhmedKosba,AndrewMiller,ElaineShi,ZikaiWen,CharalamposPapamanthou:Hawk:Theblockchainmodelofcryptographyandprivacy-preservingsmartcontracts.GZyskind,ONathan:Decentralizingprivacy:Usingblockchaintoprotect SchwartzD,YoungsN,BrittoA.:TheRippleprotocolconsensusBonneauJ,ClarkJ,GoldfederS.:OnBitcoinasapublicrandomnessKiayiasA,PanagiotakosG.:OnTrees,ChainsandFastTransactionsintheMillerA,LaViolaJJJr.:AnonymousByz ConsensusfromModera Puzzles:AModelforBitcoin.AdamBack,MattCorallo,LukeDashjr,MarkFriedenbach,GregoryMaxwell,AndrewMiller,AndrewPoelstra,JorgeTimón,Pi