京東區(qū)塊鏈技術(shù)白皮書

序區(qū)塊鏈技術(shù)推動(dòng)價(jià)值大數(shù)據(jù)的高效、可信流動(dòng)“2017618AI（人工智能，BigDt（大數(shù)據(jù)，Cloud（）等新興領(lǐng)域的投入，加速了京東向全社會(huì)提供“零售即服務(wù)‘etilasaSeri,RaS區(qū)塊鏈作為分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等技術(shù)的集成應(yīng)用，在京東所在的零售領(lǐng)域有著非常多的結(jié)合場(chǎng)景。尤其是其去中心化以及新型信用體系的建立方式，對(duì)于京東在技術(shù)轉(zhuǎn)型方面的戰(zhàn)略愿景，以及在消費(fèi)者心中長(zhǎng)期所建立起來(lái)的正道形象非常匹配。目前，區(qū)塊鏈的發(fā)展勢(shì)頭，將在技術(shù)領(lǐng)域成為云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、及人工智能之后，并列于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)從中心到邊緣、5G物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，共同引發(fā)并推動(dòng)新一輪的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革。為推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展和京東集團(tuán)各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景的結(jié)合，運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)推動(dòng)價(jià)值大數(shù)據(jù)的記錄、流動(dòng)和交換，京東集團(tuán)聯(lián)合了內(nèi)部各職能、技術(shù)、及業(yè)務(wù)體系，開展區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)專題研究，編撰形成了《京東區(qū)塊鏈技術(shù)白皮書（2018業(yè)界有識(shí)之士共同努力，積極把握區(qū)塊鏈發(fā)展趨勢(shì)和規(guī)律，營(yíng)造良好正道的技術(shù)發(fā)展環(huán)境，加速推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展和各種應(yīng)用場(chǎng)景的落地結(jié)合。京東集團(tuán)首席技術(shù)官?gòu)埑壳把詤^(qū)塊鏈技術(shù)將引領(lǐng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與交換的巨變，開啟信任經(jīng)濟(jì)時(shí)代。自去年開始，區(qū)塊鏈技術(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，引發(fā)了廣泛關(guān)注與大量討論。學(xué)術(shù)界和工業(yè)界普遍認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)是下一代數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基石，可以極大的推動(dòng)數(shù)據(jù)的可信存儲(chǔ)、商業(yè)協(xié)同、數(shù)據(jù)可信的交換和分享，以及隨之誕生的新興商業(yè)模式。伴隨著每一家公司對(duì)于區(qū)塊鏈技術(shù)的追逐和不懈探索，我們也留意到一些過(guò)熱的泡沫和技術(shù)噱頭的雜音，同時(shí)現(xiàn)有區(qū)塊鏈的開源平臺(tái)也暴露出讀寫性能、模塊標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用靈活支持、監(jiān)管和法律認(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，區(qū)塊鏈領(lǐng)域的人才稀缺也極大抑制著我們對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用。京東集團(tuán)擁有全渠道零售和端到端供應(yīng)鏈的高質(zhì)量大數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈技術(shù)天然可以解決京東業(yè)務(wù)場(chǎng)景中多個(gè)主體的信息記錄與分享，可信數(shù)據(jù)交換與傳遞的業(yè)務(wù)訴求。早在2016年，京東集團(tuán)就全面啟動(dòng)了區(qū)塊鏈技術(shù)在京東業(yè)務(wù)場(chǎng)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)域落地了不同的區(qū)塊鏈應(yīng)用，過(guò)程中積累了大量的區(qū)塊鏈部署經(jīng)驗(yàn)與底層技術(shù)研發(fā)能力。歷經(jīng)幾年時(shí)間的應(yīng)用和探索，京東認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)在以下三個(gè)方向存在巨大的應(yīng)用機(jī)會(huì)，引領(lǐng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的變革——建立社會(huì)化共享的可信數(shù)據(jù)庫(kù)區(qū)塊鏈的技術(shù)本質(zhì)是一種去中心化、面向業(yè)務(wù)、跨主體、健壯與安全的分布式狀態(tài)機(jī)。其本身的存儲(chǔ)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)核心特征。基于這些特征，部署跨主體間的區(qū)塊鏈聯(lián)盟鏈節(jié)點(diǎn)和橋接，用區(qū)塊鏈技術(shù)搭建一張社會(huì)化的共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，有機(jī)會(huì)以客觀的技術(shù)手段來(lái)解決跨主體的信任問(wèn)題。提升交易效率，降低交易成本得益于上鏈數(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)，基于區(qū)塊鏈智能合約等多種模式的商業(yè)交易可以大幅降低數(shù)據(jù)核實(shí)的環(huán)節(jié)和成本，同時(shí)又能保證商業(yè)交易的風(fēng)險(xiǎn)降低，交易更具確定性。傳統(tǒng)中心化的交易方式將發(fā)生改變，數(shù)據(jù)和價(jià)值的傳遞或轉(zhuǎn)移將變得更為順暢。推動(dòng)供應(yīng)鏈創(chuàng)新伴隨著中國(guó)政府將供應(yīng)鏈創(chuàng)新與應(yīng)用上升為國(guó)家戰(zhàn)略和居民消費(fèi)的不斷升級(jí)，供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)控制和供應(yīng)鏈透明度提升的訴求不斷攀升。區(qū)塊鏈技術(shù)可以搭建供應(yīng)鏈全流程節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)的聯(lián)盟鏈，在聯(lián)盟鏈中建立數(shù)據(jù)維護(hù)的參與規(guī)則與激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)中的企業(yè)參與和維護(hù)供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)，促進(jìn)供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的協(xié)同和互通，進(jìn)而提升整條供應(yīng)鏈的透明度，同時(shí)也可為消費(fèi)者購(gòu)買商品的溯源和防偽提供技術(shù)支持。京東在區(qū)塊鏈技術(shù)的創(chuàng)新與實(shí)踐過(guò)程中，逐漸認(rèn)知到區(qū)塊鏈并不單純是一種技術(shù)，而是一種社會(huì)化的“共識(shí)信任”理念，這種理念鼓勵(lì)人們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)中建立一套可以被監(jiān)督并且擁有治理規(guī)則的系統(tǒng)，而推廣這一社會(huì)化理念不能依靠一家之力，而需要協(xié)同盟友共贏未來(lái)。我們積極擁抱區(qū)塊鏈技術(shù)帶來(lái)的變革，同時(shí)也期待將我們實(shí)踐和應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)分享出來(lái)，與合作伙伴一同解決區(qū)塊鏈應(yīng)用和推廣中仍未解決的問(wèn)題，基于以上，京東集團(tuán)組織享，期待攜手合作伙伴共建區(qū)塊鏈技術(shù)生態(tài)，落地更多的區(qū)塊鏈“殺手級(jí)”應(yīng)用。京東正在積極籌備開放支撐自身落地應(yīng)用的區(qū)塊鏈BaaS平臺(tái)，幫助政府、物流商、品牌商、金融機(jī)構(gòu)等合作伙伴組件適用的區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)，伴隨著BaaS平臺(tái)的開放和技術(shù)應(yīng)用的不斷積累，京東區(qū)塊鏈技術(shù)團(tuán)隊(duì)將持續(xù)更新這份白皮書，以便補(bǔ)足現(xiàn)在版本中未涉及或存在缺陷的部分。同時(shí)，京東集團(tuán)各技術(shù)、業(yè)務(wù)部門也會(huì)針對(duì)自身的應(yīng)用場(chǎng)景和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，陸續(xù)對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行垂直領(lǐng)域的深入解讀。來(lái)！歡迎各界合作伙伴來(lái)信交流指正！2018年03月編委會(huì)成員顧問(wèn):張晨裴健于永利楊海明主要作者:林世洪孫海波黃海泉王義張偉仉良樸成林張作義遲楠?jiǎng)⑽逆褐軙越〉孕览谝曈X設(shè)計(jì)：崔偉目錄序 1前言 3區(qū)塊鏈術(shù)簡(jiǎn)介 10什么是塊鏈 11區(qū)塊鏈哪些點(diǎn) 12區(qū)塊鏈合解哪些題 12區(qū)塊鏈展面的挑戰(zhàn) 15區(qū)塊鏈型應(yīng)場(chǎng)景 20供應(yīng)鏈域 20金融領(lǐng)域 21政務(wù)及共服領(lǐng)域 22其他領(lǐng)域 23京東區(qū)鏈架體系 25設(shè)計(jì)原則 26設(shè)計(jì)方法 27賬本協(xié)議 29賬本狀態(tài) 30賬本操集 31合約指集 31組件模型 31共識(shí)網(wǎng)絡(luò) 323.4.2. 賬本 33持久化儲(chǔ) 33合約引擎 33服務(wù)平臺(tái) 33區(qū)塊鏈關(guān) 34區(qū)塊鏈點(diǎn)服務(wù) 34區(qū)塊鏈識(shí)網(wǎng)絡(luò) 353.5.4. 工具 353.5.5. 部署架構(gòu) 35京東區(qū)鏈的點(diǎn) 374.1. 性能 374.2. 功能 374.3. 安全 374.4. 合約 374.5. 合規(guī) 37共創(chuàng)信經(jīng)濟(jì)代 39術(shù)語(yǔ)解釋 41參考文獻(xiàn) 43區(qū)塊鏈技術(shù)簡(jiǎn)介70中本聰于2008年發(fā)表了名為《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》（Bitcoin:APeer-to-PeerElectronicCashSystem）的論文，詳細(xì)描述了如何創(chuàng)建一套去中心化的電子交易體系。這種體系不需要?jiǎng)?chuàng)建在交易雙方相互信任的基礎(chǔ)之上，首次通過(guò)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了交易主體間共識(shí)機(jī)制的建立，而“區(qū)塊鏈”技術(shù)正是構(gòu)成這種電子交易體系的基礎(chǔ)技術(shù)。圖比特幣工作原理示意以太坊（Ethereum）2013Contracts）和區(qū)塊鏈結(jié)合起來(lái)，在交易主體間共識(shí)機(jī)制建立的基礎(chǔ)上，通過(guò)自動(dòng)觸發(fā)可執(zhí)行的電子合約，解決了交易主體間承諾履行的問(wèn)題，有效推動(dòng)了區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。IT區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來(lái)生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問(wèn)的安全、利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能合約來(lái)編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算范式。簡(jiǎn)單來(lái)講，在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，每過(guò)一段時(shí)間，各參與主體產(chǎn)生的交易數(shù)據(jù)會(huì)被打包成一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊，數(shù)據(jù)區(qū)塊按照時(shí)間順序依次排列，形成數(shù)據(jù)區(qū)塊的鏈條，各參與主體擁有同樣的數(shù)據(jù)鏈條，且無(wú)法單方面篡改，任何信息的修改只有經(jīng)過(guò)約定比例的主體同意方可進(jìn)行，并且只能添加新的信息，區(qū)塊鏈發(fā)展到今天，已經(jīng)涌現(xiàn)出許多形形色色的區(qū)塊鏈項(xiàng)目，我們梳理了這些區(qū)塊鏈項(xiàng)目在技術(shù)上的共性：區(qū)塊、賬戶、共識(shí)、智能合約4通過(guò)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)記錄變更歷史，這部分被稱為“區(qū)塊”通過(guò)非對(duì)稱密鑰對(duì)表示參與者身份，以某種形式的狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)記錄當(dāng)前的信息，這部分被稱為“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(guò)鏈上編碼定義參與者之間的承諾，這部分被稱為“智能合約”通過(guò)某種算法在多節(jié)點(diǎn)之間達(dá)成狀態(tài)一致，這個(gè)過(guò)程被稱為“共識(shí)”從技術(shù)構(gòu)成的角度來(lái)觀察區(qū)塊鏈有助于我們揭開它的神秘面紗，實(shí)事求是地分析區(qū)塊鏈，并揭示它的本質(zhì)特點(diǎn)，理解其價(jià)值發(fā)揮的內(nèi)在邏輯。如前所述，區(qū)塊鏈并不是一個(gè)全新的技術(shù)，而是結(jié)合了多種現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行的組合式創(chuàng)新，是一種新形式的分布式加密存儲(chǔ)系統(tǒng)。區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一種健壯和安全的分布式狀態(tài)機(jī)，典型的技術(shù)構(gòu)成包括共識(shí)算法、P2P通訊、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和虛擬機(jī)。這也構(gòu)成了區(qū)塊鏈必不可少的5項(xiàng)核心能力：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)——源自數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和硬件存儲(chǔ)計(jì)算能力的發(fā)展，隨著時(shí)間的累積，區(qū)塊鏈的大小也在持續(xù)上升，成熟的硬件存儲(chǔ)計(jì)算能力，便得多主體間同時(shí)大量存儲(chǔ)相同數(shù)據(jù)成為可能共有數(shù)據(jù)——源自共識(shí)算法，參與區(qū)塊鏈的各個(gè)主體通過(guò)約定的決策機(jī)制自動(dòng)達(dá)成共識(shí)，共享同一份可信的數(shù)據(jù)賬本分布式——源自P2P通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各主體間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息傳輸防篡改與保護(hù)隱私——源自密碼學(xué)運(yùn)用，通過(guò)公鑰私鑰、哈希算法等密碼學(xué)工具，確保各主體身份和共有信息的安全數(shù)字化合約——源自虛擬機(jī)技術(shù)，將生成的跨主體的數(shù)字化智能合約寫入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)，通過(guò)預(yù)設(shè)的觸發(fā)條件，驅(qū)動(dòng)數(shù)字合約的執(zhí)行我們通過(guò)對(duì)比分析、研究國(guó)內(nèi)外各領(lǐng)域的典型應(yīng)用案例及相關(guān)參考文獻(xiàn)，并結(jié)合自身研發(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)用區(qū)塊鏈的經(jīng)驗(yàn)，并推薦以下特點(diǎn)的應(yīng)用場(chǎng)景或問(wèn)題，應(yīng)該積極考慮嘗試區(qū)塊鏈技術(shù)：1、業(yè)務(wù)開展需要進(jìn)行跨主體協(xié)作ITSOASOASOA，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(duì)獨(dú)立平等的跨主體業(yè)務(wù)協(xié)作的場(chǎng)景下，利用區(qū)塊鏈的共有數(shù)據(jù)、防篡改、分布式和數(shù)字化合約的特點(diǎn)，能夠把一些以往需要在業(yè)務(wù)層面協(xié)調(diào)解決的問(wèn)題，放到技術(shù)層面來(lái)解決,使得問(wèn)題的解決過(guò)程更高效、靈活以及更具客觀性。2、業(yè)務(wù)開展需要參與方之間建立低成本信任大多數(shù)業(yè)務(wù)開展都需要建立一定的信任基礎(chǔ)，尤其是跨主體的場(chǎng)景下。對(duì)信任建立困難、信任維護(hù)成本高的應(yīng)用場(chǎng)景，區(qū)塊鏈可以提供非常有效幫助。我們從三個(gè)方面來(lái)考察區(qū)塊鏈如何建立低成本信任：數(shù)據(jù)可信傳統(tǒng)的解決方案中，數(shù)據(jù)通常是以中心化的方式存儲(chǔ)，本應(yīng)共有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通常卻被強(qiáng)勢(shì)的參與方持有。這種模式下，數(shù)據(jù)的可信度是由數(shù)據(jù)持有者的商業(yè)/社會(huì)信用來(lái)保證的，只能建立主觀的可信，對(duì)于一些重要的領(lǐng)域，仍需要付出額外的成本來(lái)防范數(shù)據(jù)被惡意篡改的風(fēng)險(xiǎn)。區(qū)塊鏈的解決方案是結(jié)合了密碼學(xué)哈希和數(shù)字簽名，以區(qū)塊鏈條的形式將數(shù)據(jù)的變更歷史按時(shí)間先后鏈在一起，并通過(guò)共識(shí)協(xié)議使得參與的各方都共同擁有這些數(shù)據(jù)。（哈希值區(qū)塊鏈?zhǔn)箶?shù)據(jù)持有變得去中心化，以技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)客觀“可信”。合約履行通常的合約（或者契約、協(xié)定、合同）的履行從根本上是由法律來(lái)保障的。合約被自覺履行一般都是因?yàn)橛欣妗⒌赖禄蚍珊蠊?，受許多主觀因素影響。商業(yè)活動(dòng)中為了防止違約、或?qū)`約進(jìn)行追索，需要付出高昂的成本（擔(dān)保、保險(xiǎn)、律師費(fèi)、漫長(zhǎng)司法程序等等。區(qū)塊鏈智能合約的本質(zhì)是一套數(shù)字化形式的契約，由計(jì)算機(jī)確保嚴(yán)格執(zhí)行。執(zhí)行方式上，通常的合約是事后以人的主觀意愿來(lái)執(zhí)行；而智能合約是在觸發(fā)條件被滿足后，由計(jì)算機(jī)程序來(lái)保證合約及時(shí)地執(zhí)行，具有客觀性。我們把資產(chǎn)數(shù)字化到區(qū)塊鏈或與區(qū)塊鏈錨定，采用智能合約來(lái)描述對(duì)資產(chǎn)關(guān)系的承諾，同時(shí)智能合約的執(zhí)行過(guò)程和結(jié)果被區(qū)塊鏈嚴(yán)格記錄，這樣便可以降低履約成本和確保高效履約。區(qū)塊鏈智能合約帶來(lái)的是“契約”的一種新的更精確的表示形式，以及一種更客觀、更嚴(yán)格的執(zhí)行方式。由于契約是我們社會(huì)活動(dòng)的基礎(chǔ)，因此這種變化將會(huì)帶來(lái)更廣泛的社會(huì)影響。歷史可證明區(qū)塊鏈固化了交易歷史，并提供對(duì)交易歷史的追溯查詢，保證交易的不可篡改和不可抵賴。如果某個(gè)事件發(fā)生時(shí)，這個(gè)事件連同時(shí)間戳一起被記錄到區(qū)塊鏈中，將來(lái)就可以通過(guò)區(qū)塊鏈證明這件事確實(shí)在這個(gè)時(shí)間發(fā)生過(guò)。因此區(qū)塊鏈為參與交易的各方保留了可信的歷史記錄。3、業(yè)務(wù)過(guò)程存在長(zhǎng)交易、長(zhǎng)周期鏈條業(yè)務(wù)在多主體間流轉(zhuǎn)時(shí)，難以確定間接主體的真實(shí)性和有效性，同時(shí)由于多主體間的業(yè)務(wù)隔離，難以延伸出多級(jí)業(yè)務(wù)。區(qū)塊鏈從技術(shù)上保證整個(gè)長(zhǎng)交易、長(zhǎng)周期鏈條的各參與主體身份真實(shí)，數(shù)據(jù)可信，實(shí)現(xiàn)信用的多級(jí)傳遞，促進(jìn)業(yè)務(wù)鏈條扁平化，提升業(yè)務(wù)效率。比特幣作為區(qū)塊鏈技術(shù)的一種典型應(yīng)用，在交易市場(chǎng)上市值已達(dá)千億美元，這樣的一個(gè)高市值系統(tǒng)卻是以開源的方式在公共網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行了多年，表現(xiàn)出了良好的安全性和健壯性。比特幣系統(tǒng)的表現(xiàn)揭示了一個(gè)重要事實(shí)——以客觀區(qū)塊鏈技術(shù)為手段可以直接建立信任，而不需中介背書。如果我們把區(qū)塊鏈技術(shù)推廣運(yùn)用到更廣泛的產(chǎn)業(yè)、金融、公共服務(wù)等場(chǎng)景，將使社會(huì)的生產(chǎn)分工方式產(chǎn)生巨大變化，這些變化包括：商業(yè)交易過(guò)程更容易達(dá)成信任，從而降低風(fēng)險(xiǎn)，使交易更具確定性商業(yè)交易中間環(huán)節(jié)被縮減，多方交易可直接達(dá)成傳統(tǒng)中介的中心化的服務(wù)模式將發(fā)生巨變這種影響目前已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)，隨著區(qū)塊鏈的逐漸成熟和應(yīng)用的不斷豐富，這種影響力將會(huì)像蝴蝶效應(yīng)一般逐步放大和深入到整個(gè)社會(huì)，推動(dòng)去中心化或多中心化主體間的高效協(xié)同和共識(shí)決策。人類因掌握“工具”而發(fā)展文明，我們相信區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N新的“工具”，最終將促進(jìn)人類社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展。目前人們已經(jīng)廣泛認(rèn)識(shí)到區(qū)塊鏈巨大的應(yīng)用價(jià)值，但是區(qū)塊鏈的技術(shù)發(fā)展卻還沒有到達(dá)成熟階段，尤其在企業(yè)級(jí)應(yīng)用方面，區(qū)塊鏈的交易并發(fā)能力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力、通用性、功能完備性、易用性都還存在明顯不足。高并發(fā)交易能力SystemsCommitteeFormationPerformances(Resources)ThroughputLatencyHybridByzCoinPoW1000tx/sSystemsCommitteeFormationPerformances(Resources)ThroughputLatencyHybridByzCoinPoW1000tx/s110–20s1AlgorandLottery90tx/h240s2HyperledgerPermissioned110ktx/s3<1s3RSCoinPermissioned2ktx/s4<1s4ElasticoPoW16blocksin110s5110sfor16blocks5OmniledgerPoW/PoX≈10ktx/s6≈1s6ChainspaceFlexible350tx/s7<1s7proof-of-XOuroborosLottery257.6tx/s920sSnow-whiteStake100-150tx/s9–IntelPoETTH121000tx/s10–proof-of-wordBitcoinPoW7tx/s600sBitcoin-NGPoW7tx/s<1sDECOR+HOPPoW30tx/s860s表主流區(qū)塊鏈平臺(tái)的性能對(duì)比測(cè)試注：

144nodes/committee.50knodes/committee.nodes/committee.nodes/committee.10committees.100nodes/committee.16committees.72nodes/committee(12.5%adversary).25committees.4nodes/committee.15committees.1minuteaverageinterval;1block=1MB.9 40nodes.Asreportedinablogpost.proof-of-retrievability.TrustedHardware.制約性能的另一個(gè)重要因素是賬本結(jié)構(gòu)。目前典型的區(qū)塊鏈賬本設(shè)計(jì)為區(qū)塊的單鏈結(jié)構(gòu)，意味著從全局來(lái)看所有的交易都只能順序地被處理。由于交易處理缺少并行度，因而難以獲得接近于傳統(tǒng)中心化系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。企業(yè)場(chǎng)景下的交易并發(fā)量通常要求在每秒處理數(shù)百至數(shù)千筆以上的交易，遠(yuǎn)高于目前包括公有鏈、聯(lián)盟鏈在內(nèi)的典型區(qū)塊鏈的表現(xiàn)，而且還要求區(qū)塊鏈的性能表現(xiàn)可以隨著業(yè)務(wù)規(guī)模的增長(zhǎng)而動(dòng)態(tài)伸縮。因此，現(xiàn)實(shí)和目標(biāo)之間存在數(shù)量級(jí)的差別，需要持續(xù)優(yōu)化和提升區(qū)塊鏈系統(tǒng)高并發(fā)交易性能。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力方面，由于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)只有追加而沒有移除，數(shù)據(jù)只增不減，隨著時(shí)間推移，區(qū)塊鏈系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shì)增長(zhǎng)更甚。不同于公鏈數(shù)字貨幣的主要內(nèi)容是“賬戶余額”，企業(yè)場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)包含結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量十分龐大。以電商供應(yīng)鏈為例，主要電商入口的每日的數(shù)據(jù)記錄條數(shù)通常都在千萬(wàn)級(jí)以上，如再沿著供應(yīng)鏈條進(jìn)一步展開時(shí)，每延伸一級(jí)數(shù)據(jù)量都會(huì)進(jìn)一步放大。目前典型的區(qū)塊鏈系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)對(duì)賬本數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)，典型的實(shí)現(xiàn)是基于文件系統(tǒng)或者簡(jiǎn)單的KV數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，沒有采用分布式存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)，因而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力與實(shí)際需要之間也存在較大的差距，需要探索有效的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式。通用性方面區(qū)塊鏈需要適應(yīng)多樣化的業(yè)務(wù)需求，滿足跨企業(yè)的業(yè)務(wù)鏈條上的數(shù)據(jù)共享，這意味著區(qū)塊鏈對(duì)數(shù)據(jù)的記錄方式要有足夠的通用和標(biāo)準(zhǔn)，才能表示各種結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的信息，并能夠滿足隨著業(yè)務(wù)范圍拓展所需的跨鏈要求。目前市面上的區(qū)塊鏈系統(tǒng)大多采用特定的共識(shí)算法，加密算法，賬戶模型，賬本模型，存儲(chǔ)類型，缺少可插拔能力，無(wú)法適應(yīng)不同場(chǎng)景要求。功能完備性縱觀現(xiàn)有區(qū)塊鏈平臺(tái)，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，缺少對(duì)企業(yè)應(yīng)用中常見的一些功能的支持，例如用戶認(rèn)證、多級(jí)授權(quán)等。再者，涉及到企業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)作時(shí)，跨企業(yè)的事件通知機(jī)制顯得尤為重要，但少有區(qū)塊鏈平臺(tái)支持。易用性區(qū)塊鏈?zhǔn)怯啥喾N技術(shù)構(gòu)成，導(dǎo)致學(xué)習(xí)成本高，實(shí)施難度大，人才稀缺。如何讓用戶快速理解區(qū)塊鏈，低成本學(xué)習(xí)區(qū)塊鏈，并將區(qū)塊鏈技術(shù)快速應(yīng)到自身的業(yè)務(wù)中去，目前來(lái)看有很大的挑戰(zhàn)。區(qū)塊鏈技術(shù)需要降低學(xué)習(xí)和使用門檻，支持快速實(shí)施部署，提供貼近業(yè)務(wù)的接口，推廣使用。從比特幣的提出到今天為止，人們嘗試了非常多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景。最初是幣（coin）的應(yīng)用，各種數(shù)字貨幣的出現(xiàn)和熱炒引起了廣泛關(guān)注和討論。人們發(fā)現(xiàn)，作為比特幣底層技術(shù)的區(qū)塊鏈可以用來(lái)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聯(lián)盟，如R3、Hyperledger等。技術(shù)圈也逐漸將更多的關(guān)注從“幣”轉(zhuǎn)到了區(qū)塊鏈的企業(yè)級(jí)應(yīng)用。人們?cè)谠S多領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的嘗試，例如供應(yīng)鏈管理，互聯(lián)網(wǎng)金融，證券和銀行業(yè)務(wù)，貿(mào)易融資，保險(xiǎn)，醫(yī)療健康，資產(chǎn)管理，數(shù)字版權(quán)保護(hù)，公益慈善，政府公共服務(wù)，監(jiān)管合規(guī)性與審計(jì)，游戲，公益等等。但是，目前已經(jīng)成功落地的區(qū)塊鏈應(yīng)用比較少，無(wú)論是技術(shù)還是業(yè)務(wù)都還處在摸索階段。業(yè)界的積極實(shí)踐進(jìn)一步鞏固和加深了人們對(duì)區(qū)塊鏈潛在價(jià)值的認(rèn)識(shí)，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：不適用的、不可持續(xù)的場(chǎng)景有不少案例是為了區(qū)塊鏈而區(qū)塊鏈，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(duì)一些不需要公開的信息進(jìn)行存證?；蛘邲]有結(jié)合區(qū)塊鏈的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，仍然以傳統(tǒng)的思路來(lái)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)模式，例如仍然用中心化影響力來(lái)把業(yè)務(wù)簡(jiǎn)單地搬到鏈上，不能高效地拓展業(yè)務(wù)邊界。錯(cuò)誤的實(shí)施方法沒有充分認(rèn)識(shí)區(qū)塊鏈的技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出合理的技術(shù)方案。比較典型的例子如把區(qū)塊鏈簡(jiǎn)單地當(dāng)做數(shù)據(jù)庫(kù)，把原來(lái)中心化系統(tǒng)數(shù)據(jù)直接搬到區(qū)塊鏈上。技術(shù)不成熟沒有充分認(rèn)識(shí)區(qū)塊鏈技術(shù)目前的成熟度現(xiàn)狀，過(guò)于樂觀地選擇技術(shù)方案。目前區(qū)塊鏈在性能、擴(kuò)展性、易用性、功能完備性、運(yùn)維成本等許多方面都還有待完善，更合理的應(yīng)用方式應(yīng)該是以應(yīng)用層業(yè)務(wù)系統(tǒng)為主，區(qū)塊鏈底層完善優(yōu)化為輔，開展區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用。人才稀缺區(qū)塊鏈?zhǔn)莻€(gè)多學(xué)科綜合技術(shù)解決方案，包括分布式、存儲(chǔ)、密碼學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通訊、芯片技術(shù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法律等，技術(shù)專業(yè)能力要求高，技術(shù)學(xué)習(xí)、人才培養(yǎng)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累周期長(zhǎng)。目前影響區(qū)塊鏈應(yīng)用落地的因素有很多，以上僅簡(jiǎn)單列舉幾點(diǎn)，以此說(shuō)明區(qū)塊鏈的發(fā)展仍然任重道遠(yuǎn)。區(qū)塊鏈典型應(yīng)用場(chǎng)景圖京東區(qū)塊鏈主要應(yīng)用場(chǎng)景規(guī)劃供應(yīng)鏈由眾多參與主體構(gòu)成，存在大量交互協(xié)作，信息被離散地保存在各自環(huán)節(jié)各自系統(tǒng)中，缺乏透明度。信息的不流暢導(dǎo)致各參與主體難以準(zhǔn)確了解相關(guān)事項(xiàng)的實(shí)時(shí)狀況及存在的問(wèn)商品防偽追溯每一條信息都擁有自己特有的區(qū)塊鏈ID“身份證“，且每條信息都附有各主體的數(shù)字簽貿(mào)易融資金融領(lǐng)域金融的核心是信用的建立和傳遞，區(qū)塊鏈以其不可篡改、安全透明、去中心化或多中心化的特點(diǎn)，天然適用于多種金融場(chǎng)景。42R326到15美元。高盛也在一份報(bào)告中指出，區(qū)塊鏈技術(shù)將為資本市場(chǎng)每年節(jié)約60億美元的成本。交易清結(jié)算交易清結(jié)算的過(guò)程也是交易雙方分別記賬的過(guò)程，在傳統(tǒng)的交易模式中，記賬過(guò)程是交易雙方分別進(jìn)行的，不僅要耗費(fèi)大量人力物力，而且容易出現(xiàn)對(duì)賬不一致的情況，影響結(jié)算效率。通過(guò)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，交易雙方或多方可以共享一套可信、互認(rèn)的賬本，所有的交易清結(jié)算記錄全部在鏈可查，安全透明、不可篡改、可追溯，極大提升對(duì)賬準(zhǔn)確度和效率。通過(guò)搭載智能合約，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)執(zhí)行的交易清結(jié)算，大大降低對(duì)賬人員成本和差錯(cuò)率，特別是在跨境支付場(chǎng)景下，效果尤其明顯。ABS傳統(tǒng)的資產(chǎn)證券化需要結(jié)算機(jī)構(gòu)、交易所和證券公司等的多重協(xié)調(diào)，通過(guò)搭載智能合約的聯(lián)盟鏈，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)跨多主體間的證券產(chǎn)品交易?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的資產(chǎn)證券化管理系統(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ABSABS合同及發(fā)票防偽ID公益追溯其他領(lǐng)域除了供應(yīng)鏈、金融、政務(wù)及公共服務(wù)領(lǐng)域外，區(qū)塊鏈還可以應(yīng)用在很多其他領(lǐng)域，受篇幅所限，我們不便一一列出，僅舉二個(gè)例子：保險(xiǎn)防欺詐店或維修廠、保險(xiǎn)公司、交管部門等多個(gè)主體，時(shí)常發(fā)生騙保等理賠欺詐問(wèn)題。依托區(qū)塊鏈技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在車輛上安裝相應(yīng)傳感記錄設(shè)備，保證信息的真實(shí)、準(zhǔn)確大數(shù)據(jù)安全京東區(qū)塊鏈架構(gòu)體系京東區(qū)塊鏈的目標(biāo)是提供企業(yè)級(jí)的區(qū)塊鏈技術(shù)與服務(wù)，結(jié)合自身在大數(shù)據(jù)、分布式系統(tǒng)方面積累的經(jīng)驗(yàn)，解決區(qū)塊鏈在企業(yè)級(jí)場(chǎng)景下的交易并發(fā)性能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能、場(chǎng)景通用性、功能完備性、易用性等方面問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈在京東自身的電商和供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)的落地，推動(dòng)京東區(qū)塊鏈技術(shù)和生態(tài)發(fā)展。我們的架構(gòu)體系由3個(gè)層次構(gòu)成：區(qū)塊鏈協(xié)議、組件框架、平臺(tái)服務(wù)。圖京東區(qū)塊鏈體系架構(gòu)圖區(qū)塊鏈協(xié)議京東區(qū)塊鏈協(xié)議作為最頂層的架構(gòu)設(shè)計(jì)，定義了區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)，包括賬本狀態(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)。組件模型“組件模型”是區(qū)塊鏈邏輯組件的框架模型，是對(duì)京東區(qū)塊鏈協(xié)議的實(shí)現(xiàn)框架。包括了共識(shí)網(wǎng)絡(luò)、賬本、持久化引擎、合約引擎四個(gè)組件。服務(wù)平臺(tái)“服務(wù)平臺(tái)”是對(duì)上層的區(qū)塊鏈協(xié)議和組件模型的具體實(shí)現(xiàn)，由網(wǎng)關(guān)、服務(wù)、節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、SDK和一套工具集組成。設(shè)計(jì)原則京東區(qū)塊鏈目標(biāo)是提供企業(yè)級(jí)的區(qū)塊鏈技術(shù)與服務(wù)，建設(shè)具有高性能、良好擴(kuò)展性、廣泛場(chǎng)景通用性、安全合規(guī)、接口友好和易部署管理的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，打造開放共贏的區(qū)塊鏈技術(shù)與服務(wù)生態(tài)。京東區(qū)塊鏈在架構(gòu)上遵循以下的幾個(gè)頂層設(shè)計(jì)原則，確保實(shí)現(xiàn)這些具有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)。面向業(yè)務(wù)面向業(yè)務(wù)是京東區(qū)塊鏈的第一設(shè)計(jì)原則。企業(yè)場(chǎng)景的特點(diǎn)是需求非常的多樣化，性能要求高。京東區(qū)塊鏈定位為企業(yè)級(jí)的區(qū)塊鏈平臺(tái)，需要適用廣泛的企業(yè)場(chǎng)景，在設(shè)計(jì)上首先從定義企業(yè)場(chǎng)景的核心用例出發(fā)，設(shè)計(jì)京東區(qū)塊鏈的協(xié)議、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能特性。標(biāo)準(zhǔn)化由于區(qū)塊鏈應(yīng)用場(chǎng)景是一種跨主體的有多方參與和協(xié)作的場(chǎng)景，京東區(qū)塊鏈從頂層開始設(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)是使區(qū)塊鏈真正地成為一種標(biāo)準(zhǔn)化的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)協(xié)議。松耦合與模塊化京東區(qū)塊鏈采用模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)定義模塊間清晰的接口實(shí)現(xiàn)模塊之間的松耦合，以此獲得整個(gè)系統(tǒng)的良好擴(kuò)展性，系統(tǒng)可以根據(jù)不同用戶和場(chǎng)景的需要，采用不同的可插拔的模塊組件。安全可審計(jì)企業(yè)數(shù)據(jù)的保存需要滿足“安全可審計(jì)”的要求，京東區(qū)塊鏈在設(shè)計(jì)上將“安全可審計(jì)”作為十分關(guān)鍵的一條原則貫穿到每一個(gè)功能特性的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上，設(shè)計(jì)了可靈活定義的安全訪問(wèn)策略、基于密碼學(xué)完整地標(biāo)記數(shù)據(jù)變化的過(guò)程、提供記錄級(jí)的數(shù)據(jù)證明。簡(jiǎn)潔與效率京東區(qū)塊鏈信奉“大道至簡(jiǎn)”的架構(gòu)哲學(xué)，可靠和高效的運(yùn)行來(lái)源于簡(jiǎn)潔的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。京東區(qū)塊鏈在協(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)真地遵循這一原則。設(shè)計(jì)方法區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N全新的架構(gòu)形式：a、從技術(shù)視角看，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N健壯和安全的分布式狀態(tài)機(jī)；b、從業(yè)務(wù)視角看，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N面向業(yè)務(wù)的跨多主體的數(shù)據(jù)協(xié)議。區(qū)塊鏈將成為一種新形式的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，它能夠使跨主體的業(yè)務(wù)協(xié)作變得簡(jiǎn)單、高效和（CP/IP，TP，傳統(tǒng)協(xié)議都是面向通訊過(guò)程的，而區(qū)塊鏈?zhǔn)敲嫦驑I(yè)務(wù)過(guò)程的。如果以應(yīng)用開發(fā)者的視角來(lái)觀察一下基于區(qū)塊鏈的應(yīng)用開發(fā)過(guò)程，會(huì)更清楚地察覺這種巨大的差異。假設(shè)要開發(fā)一個(gè)商品貿(mào)易系統(tǒng)，業(yè)務(wù)的參與者包括貿(mào)易買賣雙方和物流企業(yè)，這個(gè)系統(tǒng)要幫助買賣雙方建立交易合同、跟蹤貨物運(yùn)輸過(guò)程、交付結(jié)算?；趨^(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)該應(yīng)用通常需要以下幾個(gè)步驟：（1）定義參與業(yè)務(wù)的各個(gè)主體的身份賬戶為參與者注冊(cè)登記一個(gè)由公私鑰對(duì)（證書）表示的身份賬戶。由符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的證書所表示的身份賬戶是能夠代表一個(gè)特定的法人，由該賬戶簽發(fā)的數(shù)據(jù)可以在法律上被認(rèn)為是該法人做出的確認(rèn)。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(guò)SOASOA（尤其是大量數(shù)據(jù)量情況下，也難具有對(duì)方法人簽名確權(quán)的效力（若對(duì)每條數(shù)據(jù)記錄都進(jìn)行簽名則技術(shù)實(shí)現(xiàn)成本很高。（2）編寫智能合約對(duì)業(yè)務(wù)過(guò)程做出定義把參與者之間達(dá)成的商業(yè)協(xié)議以智能合約代碼的形式進(jìn)行定義，以數(shù)字化形式約定貿(mào)易的商品屬性、數(shù)量、交付價(jià)格、交付期限、交付條件、運(yùn)輸方式、交割檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、貨款計(jì)算方式、貨款支付時(shí)限等等。在智能合約的編寫過(guò)程中，需要關(guān)注的內(nèi)容通常有：在賬本中保存的業(yè)務(wù)信息的格式；業(yè)務(wù)過(guò)程中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)狀態(tài)；改變業(yè)務(wù)狀態(tài)需要滿足的條件；業(yè)務(wù)狀態(tài)變更的觸發(fā)方式；業(yè)務(wù)狀態(tài)變更涉及更新的業(yè)務(wù)信息。智能合約代碼的編寫過(guò)程是完全不需要關(guān)注非業(yè)務(wù)功能的處理，比如：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在參與者之間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、尋址方式、通訊協(xié)議、傳輸格式、響應(yīng)線程、處理資源。智能合約雖然也表現(xiàn)為某種形式的編程語(yǔ)言，但是其編寫邏輯是完全直接面向業(yè)務(wù)的，可以形式化地概括為3個(gè)方面：a、定義多主體間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)格式；b、定義業(yè)務(wù)過(guò)程包含的業(yè)務(wù)狀態(tài)表；c、定義各個(gè)業(yè)務(wù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換條件和觸發(fā)方式。（3）聯(lián)合簽署智能合約并觸發(fā)業(yè)務(wù)初始條件智能合約最后需要經(jīng)過(guò)參與者以各自的身份賬戶做出簽署，之后每一方參與者只需要根據(jù)自己業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的業(yè)務(wù)進(jìn)程做出相應(yīng)的操作，便觸發(fā)了智能合約的執(zhí)行。在這個(gè)過(guò)程中，區(qū)塊鏈系統(tǒng)以客觀的技術(shù)手段提供以下幾個(gè)方面的保證：確保合約在每一個(gè)參與業(yè)務(wù)的主體的節(jié)點(diǎn)上被一致的執(zhí)行，并得到一致的結(jié)果；確保參與的主體對(duì)合約執(zhí)行過(guò)程的記錄以及結(jié)果進(jìn)行簽名，確保合約被執(zhí)行的事實(shí)在今后都不可抵賴。從這個(gè)抽象的例子中可以看出，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N全新的面向業(yè)務(wù)的架構(gòu)體系。賬本協(xié)議賬本協(xié)議是從數(shù)據(jù)的角度定義的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型，包含兩個(gè)方面的定義：賬本數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式由兩部分構(gòu)成：“賬本狀態(tài)”表示當(dāng)前實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)內(nèi)容；“歷史證明”表示賬本數(shù)據(jù)的特征以及數(shù)據(jù)變更歷史的特征。讀寫賬本數(shù)據(jù)的指令的標(biāo)準(zhǔn)格式由兩部分構(gòu)成：“賬本操作集”定義了對(duì)賬本數(shù)據(jù)的寫入操作類型的標(biāo)準(zhǔn)表述以及參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)格式。“合約指令集”定義了標(biāo)準(zhǔn)化的合約語(yǔ)言指令格式。定義賬本協(xié)議的目的是讓鏈上的數(shù)據(jù)可以被標(biāo)準(zhǔn)化地進(jìn)行交換、驗(yàn)證、存儲(chǔ)和使用，能夠跨越不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，無(wú)關(guān)特定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)。賬本狀態(tài)“狀態(tài)”一詞在此是一個(gè)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的概念，在此表示區(qū)塊鏈系統(tǒng)在某一時(shí)刻所處的狀況，由系統(tǒng)保存的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)運(yùn)行的控制屬性構(gòu)成。京東區(qū)塊鏈的“賬本狀態(tài)”由“身份”、“KV數(shù)據(jù)”、“權(quán)限”、“合約代碼”組成。圖京東區(qū)塊鏈賬本狀態(tài)示意“身份”由（Address）”和相應(yīng)的非對(duì)稱密鑰對(duì)證書表示；“KV（Key）唯一標(biāo)識(shí)，通過(guò)值記錄內(nèi)容；“合約代碼”表示狀態(tài)變更的邏輯，以合約指令序列表示；“權(quán)限”是“身份”對(duì)“KV賬本操作集“賬本操作集”是為了實(shí)現(xiàn)跨鏈互操作而定義一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，包含“類型”的標(biāo)準(zhǔn)碼，“參數(shù)”的標(biāo)準(zhǔn)格式。典型的操作包括：身份注冊(cè)狀態(tài)數(shù)據(jù)讀寫合約部署合約調(diào)用權(quán)限設(shè)置合約指令集區(qū)塊鏈以合約語(yǔ)言的形式定義業(yè)務(wù)狀態(tài)的控制和轉(zhuǎn)換邏輯。通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的合約語(yǔ)言指令集，可以用一種通用的方式來(lái)表述各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，從而與具體的編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)。一方面，遵循標(biāo)準(zhǔn)的合約指令集，區(qū)塊鏈系統(tǒng)能具備良好的通用性；另一方面，開發(fā)者可以用不同編程語(yǔ)言編寫智能合約，降低了學(xué)習(xí)使用門檻，滿足不同企業(yè)的團(tuán)隊(duì)技術(shù)棧要求。3.4.組件模型圖京東區(qū)塊鏈組件模型“組件模型”是一個(gè)邏輯上的功能模塊設(shè)計(jì)，是實(shí)現(xiàn)賬本協(xié)議的邏輯框架。定義了組件的標(biāo)準(zhǔn)化接口，使得遵循組件模型的區(qū)塊鏈系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具備松耦合、可插拔的特性。共識(shí)網(wǎng)絡(luò)目前典型的共識(shí)算法主要有PoW、PoS、PBFT、Raft、Paxos等。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這些算法在運(yùn)行過(guò)程都可以抽象下面幾個(gè)階段：（1）交易擴(kuò)散；（2）交易排序；（3）調(diào)用交易執(zhí)行程序；（4）對(duì)交易執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行共識(shí)；（5）提交共識(shí)結(jié)果。各種共識(shí)算法的差異體現(xiàn)在不同階段采取了不同實(shí)現(xiàn)策略。、算法在交易擴(kuò)散和排序時(shí)，不采用原子廣播協(xié)議，同時(shí)以隨機(jī)化的方式leaderRaft、算法對(duì)全部交易進(jìn)行原子廣播和排序，但在共識(shí)的過(guò)程并不處理拜占庭錯(cuò)誤。PBFTBFT京東區(qū)塊鏈的共識(shí)網(wǎng)絡(luò)組件按照模塊化的思路設(shè)計(jì)，基于以上幾個(gè)通用階段進(jìn)行封裝，抽象出可擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)接口。賬本賬本狀態(tài)與合約分離，使用基于身份的訪問(wèn)控制協(xié)議約束合約對(duì)狀態(tài)的訪問(wèn)，這種將數(shù)據(jù)與邏輯分離的設(shè)計(jì)模式是典型的貧血模型，可為上層業(yè)務(wù)邏輯提供無(wú)狀態(tài)的邏輯抽象。持久化存儲(chǔ)將賬本信息的持久化格式定義為更簡(jiǎn)潔的KV格式數(shù)據(jù)，使得可以利用成熟的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)持久化存儲(chǔ)?；谀壳霸贜oSQL數(shù)據(jù)庫(kù)上成熟的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案，使得區(qū)塊鏈系統(tǒng)能支持海量的交易。合約引擎合約引擎包含兩大部分，前端包括合約高級(jí)語(yǔ)言規(guī)范及其工具鏈，后端是一個(gè)輕量級(jí)的合約中間代碼的執(zhí)行環(huán)境。所有對(duì)賬本的操作通過(guò)賬本組件提供的API實(shí)現(xiàn)。服務(wù)平臺(tái)功能模塊分為區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)、區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)服務(wù)、區(qū)塊鏈基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、配套工具四個(gè)部分。圖京東區(qū)塊鏈服務(wù)平臺(tái)區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)“區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)”被設(shè)計(jì)為一種輕量的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，通常是部署在參與者的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，提供功能包括：私鑰管理：提供完全本地化的私鑰保管功能；隱私保護(hù)：采用端到端加密手段實(shí)現(xiàn)隱私保護(hù)；協(xié)議轉(zhuǎn)換：提供輕量化的HTTPRestfulService，適配API。區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)服務(wù)在區(qū)塊鏈基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提供的面向應(yīng)用的通用的功能組件，目的是提供通用功能的復(fù)用，包括：面向應(yīng)用的賬戶管理；賬戶的認(rèn)證授權(quán)；面向?qū)ο蟮馁~本數(shù)據(jù)訪問(wèn)框架；事件通知機(jī)制；智能合約管理。區(qū)塊鏈共識(shí)網(wǎng)絡(luò)由共識(shí)節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，基于P2P網(wǎng)絡(luò)和共識(shí)算法確保交易數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)之間保持一致。工具配套的工具集合，包含SDK、數(shù)據(jù)管理、安裝部署工具、監(jiān)控服務(wù)。部署架構(gòu)京東區(qū)塊鏈支持以下幾種部署模式：a、參與主體維護(hù)完整的共識(shí)節(jié)點(diǎn)，好處是參與者可持有數(shù)據(jù)，但需要付出運(yùn)維成本；b、參與主體僅維護(hù)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)公共的共識(shí)節(jié)點(diǎn)接入?yún)^(qū)塊鏈，好處是便于自行管理私鑰，且維護(hù)成本低，但網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)不持有數(shù)據(jù)；c、參與主體通過(guò)公共的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接入，適用于2C場(chǎng)景，用戶可以基于公共的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)托管私鑰；de、監(jiān)管方還可以部署共識(shí)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，對(duì)公眾開放查詢，作為“存證公示”。圖京東區(qū)塊鏈的部署架構(gòu)京東區(qū)塊鏈的特點(diǎn)京東區(qū)塊鏈項(xiàng)目的目標(biāo)是建立一種適用于廣泛應(yīng)用場(chǎng)景、滿足企業(yè)應(yīng)用需求、開放和易用的區(qū)塊鏈技術(shù)體系和系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)。在京東區(qū)塊鏈研發(fā)和應(yīng)用的過(guò)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)方面著重開展區(qū)塊鏈技術(shù)能力的優(yōu)化。性能BFTP2P采用面向消息的高并發(fā)處理架構(gòu)，支持橫向伸縮，并行處理海量交易。支持橫向伸縮存儲(chǔ)和在線動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，以實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)；采用靈活的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，支持冷熱數(shù)據(jù)分離；支持節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)加入和退出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性，保證業(yè)務(wù)不間斷運(yùn)行。功能支持用戶實(shí)名與認(rèn)證；支持企業(yè)數(shù)據(jù)治理;支持事件驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)協(xié)作模型;支持多賬本以實(shí)現(xiàn)按業(yè)務(wù)維度管理鏈上數(shù)據(jù)。安全可插拔的密碼算法，可以靈活的制定相應(yīng)的密碼體系；平臺(tái)默認(rèn)實(shí)現(xiàn)多套密碼算法，包括國(guó)密算法和硬件加密設(shè)備。合約支持可復(fù)用的智能合約；支持智能合約語(yǔ)言的調(diào)試功能。合規(guī)CA支持監(jiān)管節(jié)點(diǎn)的接入；支持?jǐn)?shù)據(jù)備案。共創(chuàng)信任經(jīng)濟(jì)時(shí)代信任經(jīng)濟(jì)，京東的定義是“低欺詐、高可信的商業(yè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境，保障參與交易的主體低成區(qū)塊鏈的本質(zhì)是通過(guò)一系列的技術(shù)整合，建立一套公正、透明、可信的規(guī)則，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)的采集，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(lái)有望建立一套無(wú)人值守的價(jià)值數(shù)據(jù)交換和交易體系，將人類社會(huì)帶向數(shù)字化的信任經(jīng)濟(jì)時(shí)代。京東商城是以自營(yíng)零售發(fā)展壯大的新一代零售企業(yè)，在我們的生態(tài)體系中有大量的政府指導(dǎo)部門，品牌商、物流服務(wù)商、學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)、咨詢機(jī)構(gòu)等合作伙伴。每個(gè)時(shí)刻在京東的無(wú)界零售網(wǎng)絡(luò)中，都在產(chǎn)生著海量的大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要在不同主體間進(jìn)行整合、流動(dòng)、交易，甚至是作為企業(yè)數(shù)據(jù)挖掘的生產(chǎn)資料。提升數(shù)據(jù)的公信力與可信度，降低數(shù)據(jù)校驗(yàn)和交易的成本，提升整個(gè)社會(huì)價(jià)值鏈的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，是數(shù)字化經(jīng)濟(jì)下，每一個(gè)企業(yè)主體面臨的挑戰(zhàn)和必須承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。京東愿意積極配合政府主管部門，建立國(guó)家區(qū)塊鏈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，探索更多的區(qū)塊鏈應(yīng)用場(chǎng)景，推廣區(qū)塊鏈技術(shù)，共同創(chuàng)建基于區(qū)塊鏈的信任經(jīng)濟(jì)生態(tài)。如果說(shuō)區(qū)塊鏈?zhǔn)菢?gòu)建合作伙伴間信任經(jīng)濟(jì)的基石，那么就需要區(qū)塊鏈或是聯(lián)盟鏈在互聯(lián)網(wǎng)的廣泛部署和規(guī)?；瘧?yīng)用，但正如前面白皮書章節(jié)中的介紹，目前區(qū)塊鏈技術(shù)推廣仍存在諸多挑戰(zhàn)，京東區(qū)塊鏈技術(shù)團(tuán)隊(duì)總結(jié)和建議如下：（1）政策與標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)區(qū)塊鏈規(guī)?；瘧?yīng)用，需要在跨企業(yè)達(dá)成一致的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，在這方面京東和各企業(yè)都積極擁護(hù)國(guó)家各級(jí)政府部門的政策指導(dǎo)，近期留意到工信部正牽頭籌建區(qū)塊鏈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，期待國(guó)家區(qū)塊鏈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)盡快落地，供各企業(yè)參考。在政策和標(biāo)準(zhǔn)方便，京東建議國(guó)內(nèi)領(lǐng)銜的科技與互聯(lián)網(wǎng)公司積極組建區(qū)塊鏈技術(shù)聯(lián)盟，互通有無(wú)，共同推進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用、分享和標(biāo)準(zhǔn)落地；（2）技術(shù)平臺(tái)的不斷完善區(qū)塊鏈技術(shù)脫胎于比特幣公共網(wǎng)絡(luò)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，比特幣礦池每年消耗大量的電力資源，原因是完全公有鏈的區(qū)塊鏈部署形式實(shí)際上并不適用于全部場(chǎng)景。京東在實(shí)際API（3）在應(yīng)用中建立激勵(lì)機(jī)制和商業(yè)模型比特幣作為區(qū)塊鏈的創(chuàng)始級(jí)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個(gè)模型的工作和激勵(lì)機(jī)制。以供應(yīng)鏈的防偽追溯場(chǎng)景為例，京東投入巨大的研發(fā)資源落地并面向社會(huì)免費(fèi)開放了SaaS化的區(qū)塊鏈防偽追溯平臺(tái)，但在推動(dòng)各品牌商接入平臺(tái)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)品牌商對(duì)于數(shù)據(jù)上鏈追溯的動(dòng)力不足。如何通過(guò)商業(yè)模式建立較好的區(qū)塊鏈應(yīng)用場(chǎng)景的激勵(lì)機(jī)制，讓各區(qū)塊鏈應(yīng)用真正產(chǎn)生商業(yè)價(jià)值，是區(qū)塊鏈規(guī)?；瘧?yīng)用的核心挑戰(zhàn)之一。一項(xiàng)偉大的技術(shù)從萌芽到規(guī)?；瘧?yīng)用，都需要經(jīng)過(guò)一個(gè)漫長(zhǎng)艱辛的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中創(chuàng)新精神、協(xié)同意識(shí)是取得階段性勝利的必要條件。區(qū)塊鏈技術(shù)本身就是一項(xiàng)“去中心化”的技術(shù)，因此在其應(yīng)用的過(guò)程中，必然需要各方伙伴的協(xié)同共進(jìn)，大家攜手推動(dòng)各自區(qū)塊鏈平臺(tái)的橋接，建立技術(shù)共享和問(wèn)題磋商機(jī)制，在區(qū)塊鏈技術(shù)廣泛改造互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的明天，堅(jiān)信我們必將迎來(lái)信任經(jīng)濟(jì)的新時(shí)代！1、交易

術(shù)語(yǔ)解釋2、虛擬機(jī)在本文中是指狀態(tài)機(jī)技術(shù)，而非一般所說(shuō)的虛擬化技術(shù)（如：VMWare）,是智能合約的編程語(yǔ)言的運(yùn)行環(huán)境。3、分布式分布式系統(tǒng)是由一組通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信、為了完成共同的任務(wù)而協(xié)調(diào)工作的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)組成的系統(tǒng)。4、共識(shí)機(jī)制共識(shí)是分布式系統(tǒng)中的一個(gè)過(guò)程，用于在涉及多個(gè)不可靠節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中，在所有節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性并對(duì)某個(gè)提案達(dá)成一致。5、UTXOUnspentTransactionOutputs的英文縮寫，即未花費(fèi)的交易輸出，是一種數(shù)字貨幣區(qū)塊鏈經(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6、PoWProofOfWork工作量證明共識(shí)算法，在比特幣中被首次提出。數(shù)字貨幣礦工們通過(guò)隨機(jī)哈希計(jì)算獲得當(dāng)前區(qū)塊的記賬權(quán)，從而獲得區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)。PoW的特點(diǎn)是哈希計(jì)算隨機(jī)，難以弄虛作假，且容易被驗(yàn)證。但另一方面，礦工們間的哈希計(jì)算競(jìng)爭(zhēng)浪費(fèi)了大量資源。7、PoS&DPoSProofOf權(quán)益證明共識(shí)算法，在、LeslieLamport1990（提案）9、PBFT9、PBFTMiguelCastroBarbaraLiskov（1999、智能合約合同1994年由NickSzabo。參考文獻(xiàn)（0（2）Nakamoto,S.:Bitcoin:Aelectroniccashsystem.(2008)（3）Maziéres,Theconsensusprotocol:Afederatedmodelforinternetlevelconsensus,November2015.（4）Brown,R.G.(2016).IntroducingR3Corda:ADistributedLedgerforFinancialServices.（0（6）UKGovernmentChiefScientificAdviser:DistributedLedgerbeyondblockchain（7）GoldmanSachs：Blockchain-PuttingTheoryintoPractice（8）Buterin,Anextgenerationsmartcontractanddecentralizedapplicationplatform（9）Zindrosindecentralizedanonymousmarketplaces.（10）SwanM.:Blockchain:Blueprintforaneweconomy.（11）AhmedKosba,AndrewMiller,ElaineShi,Zikai