區(qū)塊鏈導論 課件 第八章：區(qū)塊鏈技術生態(tài)

第八章：區(qū)塊鏈技術生態(tài)Chapter8:BlockchainTechnologyEcology作者:北京大學匯報時間:2024/07/03目錄1.區(qū)塊鏈云服務平臺（BaaS）013.區(qū)塊鏈測試工具032.跨鏈平臺02思考題041.區(qū)塊鏈云服務平臺（BaaS）1.BlockchainCloudServicePlatform(BaaS)011.1BaaS平臺的定義和價值1.BaaS市場持續(xù)增長根據(jù)市場研究報告，BaaS市場規(guī)模逐年擴大，預計在未來幾年內(nèi)將持續(xù)保持高速增長態(tài)勢。2.BaaS簡化區(qū)塊鏈部署B(yǎng)aaS通過提供即插即用的區(qū)塊鏈基礎設施，企業(yè)可以在幾分鐘內(nèi)快速部署和測試區(qū)塊鏈解決方案。3.BaaS降低成本和風險BaaS平臺減少了企業(yè)維護區(qū)塊鏈網(wǎng)絡所需的硬件和軟件成本，同時降低了技術復雜性和運營風險。4.BaaS推動創(chuàng)新應用BaaS平臺為開發(fā)者提供了豐富的API和工具，促進了區(qū)塊鏈技術在金融、供應鏈、醫(yī)療等多個領域的創(chuàng)新應用。1.1BaaS平臺的定義和價值BaaS與本地部署、IaaS、PaaS、SaaS的比較定義與目的：BaaS平臺是一種結合區(qū)塊鏈和云計算的服務，旨在降低區(qū)塊鏈的開發(fā)和使用成本。支持公有云或私有化環(huán)境部署，提供可視化的運維和管理。用戶可以專注于應用開發(fā)，降低區(qū)塊鏈使用門檻。與PaaS的相似性：BaaS平臺類似于PaaS平臺，提供計算、通信、存儲資源和區(qū)塊鏈能力。通過可編程接口簡化應用開發(fā)和部署過程。對機構的好處：靈活擴展的構建模式，適應多變業(yè)務需求。智能合約研發(fā)設施，降低研發(fā)和接入成本。沉淀通用業(yè)務組件，加快項目建設和迭代。統(tǒng)一管理區(qū)塊鏈業(yè)務，降低管理成本。系統(tǒng)監(jiān)控運維服務，減少系統(tǒng)異常損失。構建跨鏈業(yè)務生態(tài)圈，最大化各參與方利益。4.功能特點：靈活搭建和切換：云上云下服務的靈活搭建和切換，發(fā)揮云平臺優(yōu)勢。智能合約研發(fā)：提供在線IDE、安全檢測工具、標準接口、開發(fā)教程等。自動部署：支持可視化自動部署，減少手動操作錯誤。通用業(yè)務組件：提供數(shù)據(jù)存證、數(shù)據(jù)共享、交易結算等組件，加快業(yè)務場景建設。統(tǒng)一管理：統(tǒng)一接入和管理多個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡，優(yōu)化運行維護。系統(tǒng)監(jiān)控運維：提供故障監(jiān)控、日志管理、預警機制和可視化工具?？珂渽f(xié)同：打破不同鏈間的通信壁壘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和業(yè)務協(xié)同案例：AmazonWebServices（AWS）區(qū)塊鏈模板1、公司背景亞馬遜公司創(chuàng)立于1994年，是全球最大的電子商務公司之一，并且是云計算領域的領導者。2、接受區(qū)塊鏈服務的原因AWS區(qū)塊鏈模板提供了簡化區(qū)塊鏈網(wǎng)絡部署和管理的工具，使企業(yè)能夠快速啟動區(qū)塊鏈項目。3、實施效果和挑戰(zhàn)實施效果：AWS區(qū)塊鏈模板幫助許多企業(yè)降低了區(qū)塊鏈開發(fā)和部署的門檻，促進了區(qū)塊鏈技術的普及。挑戰(zhàn)：盡管AWS區(qū)塊鏈模板簡化了區(qū)塊鏈的使用，但用戶仍需具備一定的區(qū)塊鏈知識才能有效利用該平臺。1.2BaaS平臺的架構和功能1.BaaS平臺簡化區(qū)塊鏈部署B(yǎng)aaS平臺通過提供云上服務，簡化區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的搭建與部署，使企業(yè)能快速集成區(qū)塊鏈技術。2.BaaS平臺降低技術門檻據(jù)統(tǒng)計，BaaS平臺降低了區(qū)塊鏈技術的學習與使用成本，吸引非技術背景的企業(yè)參與區(qū)塊鏈創(chuàng)新。3.BaaS平臺提供多樣服務BaaS平臺不僅提供區(qū)塊鏈基礎設施，還整合了智能合約開發(fā)、數(shù)據(jù)分析等服務，滿足企業(yè)多元化需求。1.2BaaS平臺的架構和功能BaaS平臺架構資源層：提供基礎IT服務資源，如計算、存儲和網(wǎng)絡資源等IaaS服務。區(qū)塊鏈基礎層：構建在開源或閉源區(qū)塊鏈架構上，支持核心技術，如共識機制、分布式賬本存儲、智能合約引擎、跨鏈交互和安全隱私保護。區(qū)塊鏈平臺服務層：提供區(qū)塊鏈創(chuàng)建與管理、智能合約管理、運維監(jiān)控和訪問接口等服務。應用層：運行區(qū)塊鏈業(yè)務應用，如政務、金融、司法存證和商品溯源等。用戶可以通過可視化服務完成應用上鏈準備，集成區(qū)塊鏈SDK完成上鏈。BaaS平臺功能聯(lián)盟鏈管理：實現(xiàn)聯(lián)盟鏈的自動化部署和可視化管理。功能包括聯(lián)盟鏈配置、生命周期管理、節(jié)點生命周期管理、聯(lián)盟鏈納管。聯(lián)盟鏈運維：通過可視化和自動化工具監(jiān)控和運維聯(lián)盟鏈、主機及BaaS系統(tǒng)。包括可視化監(jiān)控、運維日志和告警管理。智能合約管理：綜合運用開發(fā)工具和SDK，進行智能合約的開發(fā)、部署和操作。包括智能合約開發(fā)IDE、生命周期管理、數(shù)據(jù)可視化和安全監(jiān)測。BaaS平臺的通用架構1.2BaaS平臺的架構和功能聯(lián)盟鏈管理細節(jié)聯(lián)盟鏈配置：動態(tài)配置關鍵參數(shù)，如鏈名、節(jié)點名、區(qū)塊大小、打包超時時長等。動態(tài)配置資源，如服務資源的擴容和彈性伸縮。聯(lián)盟鏈生命周期管理：管理聯(lián)盟鏈從創(chuàng)建到銷毀的整個過程。通過RBAC和聯(lián)盟治理投票機制保障操作的安全性。節(jié)點生命周期管理：管理節(jié)點從創(chuàng)建到銷毀的整個過程。同樣通過RBAC和聯(lián)盟治理投票機制保障操作的安全性。聯(lián)盟鏈納管：納管非BaaS環(huán)境下創(chuàng)建的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡。創(chuàng)建納管鏈，輸入節(jié)點信息，通過BaaS管理頁面進行管理。聯(lián)盟鏈納管1.2BaaS平臺的架構和功能3.智能合約數(shù)據(jù)可視化：收集和處理智能合約數(shù)據(jù)，通過圖形化技術展示。4.智能合約安全監(jiān)測：檢測智能合約漏洞和語法問題，提供修復建議。包括靜態(tài)分析和形式化驗證。聯(lián)盟鏈運維細節(jié)可視化監(jiān)控：圖表化展示系統(tǒng)關鍵指標的實時和歷史數(shù)據(jù)。分為聯(lián)盟鏈監(jiān)控、主機監(jiān)控和系統(tǒng)自監(jiān)控。運維日志：記錄系統(tǒng)運行事件，用于定位故障源頭和原因。分為聯(lián)盟鏈日志、主機日志和系統(tǒng)日志。告警管理：實時監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)，第一時間報告故障信息。分為監(jiān)控告警和日志告警。智能合約管理細節(jié)智能合約開發(fā)IDE：提供集成開發(fā)環(huán)境，支持多語言開發(fā)插件。智能合約生命周期管理：控制智能合約從部署到銷毀的整個過程。通過RBAC和聯(lián)盟治理投票機制實現(xiàn)權限控制。通用智能合約管理方案的架構

1.3BaaS平臺的優(yōu)勢1.降低成本BaaS平臺通過提供預配置的區(qū)塊鏈環(huán)境，降低企業(yè)部署和維護區(qū)塊鏈的初始及持續(xù)成本。2.提高開發(fā)效率利用BaaS平臺，開發(fā)者可以專注于業(yè)務邏輯的實現(xiàn)，減少底層區(qū)塊鏈技術的開發(fā)時間，提高效率達XX%。3.靈活性高BaaS平臺支持多種區(qū)塊鏈技術和框架，為企業(yè)提供靈活的選擇，以適應不同的業(yè)務需求。8.1.3BaaS平臺技術發(fā)展方向BaaS平臺主要發(fā)力點多云環(huán)境兼容性：支持不同部署環(huán)境，減少開發(fā)資源消耗，提高靈活性。非開發(fā)用戶能夠自主管理資源。區(qū)塊鏈底層兼容性及跨鏈設施：支持多種區(qū)塊鏈底層，實現(xiàn)同構和異構鏈的跨鏈互通。智能合約研發(fā)設施：提供完善的智能合約研發(fā)工具，包括在線編輯、部署、測試和安全檢測。監(jiān)控告警和日志管理：提高監(jiān)控指標的完善度和日志支持粒度。趣鏈區(qū)塊鏈BaaS平臺技術創(chuàng)新多模式部署/多底層兼容：采用可插拔驅(qū)動機制，適應異構云環(huán)境和異構鏈。支持VirtualBox、Kubernetes、云主機等環(huán)境，以及趣鏈區(qū)塊鏈、HyperledgerFabric、BitXHub等。跨鏈能力：打破不同鏈間通信壁壘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和業(yè)務協(xié)同。構建可信互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，最大化各參與方利益。一站式智能研發(fā)設施：提供智能研發(fā)、合約商店、合約管理、合約安全檢測、在線IDE等模塊。縮短研發(fā)周期，降低成本。立體監(jiān)控體系：提供可視化監(jiān)控、日志管理、系統(tǒng)告警、鏈路追蹤等工具。提升區(qū)塊鏈監(jiān)管審計透明性，構建立體監(jiān)控網(wǎng)絡。日志管理：包括采集端、處理端和存儲端的日志管理系統(tǒng)。實現(xiàn)實時采集、流數(shù)據(jù)處理、日志索引建立和關鍵詞搜索。企業(yè)級賬戶權限體系：基于RBAC的賬戶體系，實現(xiàn)角色訪問控制。構建操作行為溯源機制，滿足企業(yè)審計需求。2.跨鏈平臺2.Crosschainplatform022.1跨鏈技術的定義與發(fā)展跨鏈的定義跨鏈：指通過連接相對獨立的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，實現(xiàn)不同賬本之間的可信操作?？珂湹膬r值解決獨立封閉體系：當前主流區(qū)塊鏈應用大多為獨立、垂直的封閉體系，缺乏互聯(lián)互通機制?？珂溂夹g可以打破這種孤立狀態(tài)，增強鏈與鏈之間的連接。提升數(shù)字資產(chǎn)流動性：通過跨鏈實現(xiàn)數(shù)字資產(chǎn)的自由流動，增強其價值。目前的數(shù)字資產(chǎn)交換主要依賴中心化交易所，存在安全性和透明度問題。去中心化資產(chǎn)交換（如Uniswap、Curve、SushiSwap）尚未完善，主要局限于同一鏈內(nèi)的資產(chǎn)交換。信息交換與數(shù)據(jù)同步：跨鏈技術可以實現(xiàn)鏈與鏈之間的數(shù)據(jù)同步和復雜的跨鏈調(diào)用。當前區(qū)塊鏈應用之間的互通壁壘高，難以有效共享信息。4.解決單鏈性能瓶頸：單鏈架構面臨性能差、容量不足等問題，難以支撐高交易吞吐量和低延遲的應用場景。隨著運行時間的增長，單鏈的存儲容量會逐漸增加，可能超出存儲介質(zhì)的容量上限?？珂溂夹g可以實現(xiàn)多鏈協(xié)作，構建多層多鏈體系架構，從而解決性能瓶頸。2.1跨鏈技術的定義與發(fā)展1.跨鏈促進資產(chǎn)流動性跨鏈平臺通過連接不同區(qū)塊鏈，實現(xiàn)數(shù)字資產(chǎn)的跨鏈轉(zhuǎn)移，大大提升了資產(chǎn)的流動性和交易效率。2.跨鏈降低交易成本根據(jù)統(tǒng)計，使用跨鏈技術進行資產(chǎn)交換相比傳統(tǒng)方式可降低約30%的交易成本，提高用戶體驗。3.跨鏈提升網(wǎng)絡安全性跨鏈平臺通過分布式賬本技術和智能合約的應用，增強了交易的安全性和透明度，減少了潛在的攻擊面。項目背景Polkadot是一個由Web3基金會支持的跨鏈協(xié)議，旨在實現(xiàn)多個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡之間的互操作性?？珂湙C制采用中繼鏈和平行鏈架構，通過共享安全性和跨鏈消息傳遞實現(xiàn)不同區(qū)塊鏈之間的連接和通信。市場影響Polkadot推動了跨鏈技術的發(fā)展，促進了區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，被廣泛認為是下一代區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的基礎。案例：Polkadot2.2跨鏈技術的主要實現(xiàn)方式1.跨鏈模型哈希時間鎖定（HashTimeLock）用于不同加密貨幣間的兌換，首次出現(xiàn)在比特幣的閃電網(wǎng)絡中。包含哈希鎖（HashLock）和時間鎖（TimeLock），限定條件下的支付模式。通過秘密數(shù)和哈希操作實現(xiàn)跨鏈資產(chǎn)交換，保證交易的原子性。公證人機制（NotarySchema）引入第三方公證人來保證交易的可信傳遞。包括中心化公證人機制、多簽名公證人機制和分布式公證人機制。多簽名和分布式公證人機制增強了安全性，但實現(xiàn)更復雜。側鏈/中繼鏈（Sidechains/Relaychains）側鏈技術允許實驗性區(qū)塊鏈作為比特幣側鏈運行。采用雙向錨定（Two-wayPeg）機制，允許資產(chǎn)在主鏈和側鏈間轉(zhuǎn)移。中繼鏈技術更加獨立，沒有主鏈概念，如Cosmos的Hub和Polkadot的Relaychain。2.跨鏈交易驗證驗證跨鏈交易的存在性和有效性，確保交易不是憑空產(chǎn)生。存在性驗證通常使用類SPV證明或背書策略證明實現(xiàn)。有效性驗證確保交易執(zhí)行狀態(tài)的有效性，如防止雙花攻擊。Oracle時間解決方案背書策略證明區(qū)塊鏈分叉2.2跨鏈技術的主要實現(xiàn)方式3.跨鏈事務管理跨鏈事務涉及不同區(qū)塊鏈上的子操作構成一個完整的事務。需要具備原子性、一致性、隔離性和持久性（ACID）特性。管理機制可以不用考慮隔離性，由業(yè)務系統(tǒng)保證。持久性轉(zhuǎn)化為保證跨鏈子操作的最終確認性問題。解決方案包括設置確認閾值和采用最終確認性共識算法。4.跨鏈數(shù)據(jù)安全保護跨鏈交易中的隱私數(shù)據(jù)，防止被非參與方查看或惡意攻擊者解析。隱私交易確保資產(chǎn)交換或數(shù)據(jù)互通保密，無法被第三方查看和解析?？珂溄灰坠９沧R保證只有交易哈希被共識，隱藏交易內(nèi)容。協(xié)商加密確保交易內(nèi)容在中繼鏈傳輸過程中不被查看。TEE（TrustedExecutionEnvironment）技術提供敏感操作的保障。其他方法包括零知識證明和同態(tài)加密等，以保障隱私保護和數(shù)據(jù)安全。密鑰協(xié)商和加密流程

跨鏈交易哈希共識BitXhub跨鏈事務管理機制1.側鏈/中繼鏈跨鏈側鏈/中繼鏈跨鏈通過搭建中間鏈，實現(xiàn)不同區(qū)塊鏈間的價值傳輸和數(shù)據(jù)交互，其高效性和安全性被多項目驗證。2.原子交換跨鏈原子交換跨鏈技術通過加密鎖定交易和哈希時間鎖定合同確保資產(chǎn)交換的原子性，無需信任中介即可完成鏈間交易。3.哈希鎖定跨鏈哈希鎖定跨鏈技術通過生成預定義的哈希值來鎖定跨鏈資產(chǎn)，并在鏈上通過哈希值的匹配來完成跨鏈資產(chǎn)的解鎖和轉(zhuǎn)移。2.2跨鏈技術的主要實現(xiàn)方式2.3跨鏈技術的應用場景1.金融資產(chǎn)轉(zhuǎn)移跨鏈技術允許金融機構在不同區(qū)塊鏈之間無縫轉(zhuǎn)移資產(chǎn)，如BTC與ETH的互轉(zhuǎn)，提升了金融交易的靈活性和效率。2.去中心化數(shù)據(jù)交換跨鏈技術通過連接不同數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)去中心化數(shù)據(jù)交換，保障了數(shù)據(jù)安全與隱私，據(jù)統(tǒng)計，數(shù)據(jù)交換量年均增長20%。3.供應鏈管理優(yōu)化在復雜的供應鏈中，跨鏈技術能有效整合不同參與者的信息，降低信息不對稱，據(jù)估算，可提升供應鏈效率15%。4.互操作性增強跨鏈技術提高了不同區(qū)塊鏈之間的互操作性，使得不同區(qū)塊鏈上的服務和應用可以相互調(diào)用，擴展了區(qū)塊鏈的生態(tài)圈。2.3跨鏈技術的應用場景1.Polkadot創(chuàng)始人：GavinWood，以太坊聯(lián)合創(chuàng)始人。目標：創(chuàng)建一個類似互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡協(xié)議，實現(xiàn)多鏈架構，促進信息交互。組成：中繼鏈：提供統(tǒng)一共識和安全性。平行鏈：負責具體業(yè)務場景的應用鏈。轉(zhuǎn)接橋：連接其他外部區(qū)塊鏈，如以太坊。網(wǎng)絡角色：驗證人：驗證候選區(qū)塊，發(fā)布驗證過的區(qū)塊。收集人：產(chǎn)生候選區(qū)塊，提交給驗證人。提名人：通過抵押資本支持驗證人。釣魚人：監(jiān)控非法行為，舉報獲得獎勵。跨鏈消息傳遞協(xié)議：XCMP，使用默克爾樹隊列機制，保證消息傳輸?shù)恼鎸嵭院晚樞?。有效性驗證：三級驗證機制，確保網(wǎng)絡的安全性和驗證人的行為。2.Cosmos構建者：Tendermint團隊。架構：Hub：連接其他區(qū)塊鏈的主要鏈。Zone：與Hub相連的同構區(qū)塊鏈。共識算法：Tendermint，部分同步運作的拜占庭容錯共識算法。鏈間通信協(xié)議：IBC，通過中繼器（Relayer）傳遞跨鏈消息。原生代幣：Atom。交易流程：涉及Tendermint共識算法、跨鏈交易MsgPackage數(shù)據(jù)包、中繼器輪詢和消息傳遞。Cosmos架構

2.3跨鏈技術的應用場景參數(shù)說

明參數(shù)說

明From來源鏈IDProof跨鏈交易證明To目的鏈IDTimeoutHeight跨鏈傳輸協(xié)議在中繼鏈上的超時塊高Index跨鏈交易索引Group一對多場景的跨鏈事務信息Type跨鏈類型Version協(xié)議版本號Payload跨鏈調(diào)用內(nèi)容編碼Extra自定義字段IBTP主要字段BitXHub架構3.BitXHub提出者：趣鏈科技。目標：實現(xiàn)同構及異構區(qū)塊鏈間的交易。架構：中繼鏈（Relaychain）：管理應用鏈和跨鏈交易驗證?？珂溇W(wǎng)關（Pier）：收集和傳播交易。應用鏈（App-chain）：負責業(yè)務邏輯，包括同構和異構鏈。核心功能：通用跨鏈傳輸協(xié)議（IBTP）：支持跨鏈交易。異構交易驗證引擎：驗證交易證明。多層級路由：確保交易的可靠性?？珂溄灰琢鞒蹋荷婕皯面湴l(fā)起交易、中繼鏈驗證、跨鏈網(wǎng)關查詢和提交。驗證引擎：高效、可插拔，支持驗證規(guī)則的動態(tài)注入和在線升級。2.4應用場景金融資產(chǎn)轉(zhuǎn)移案例：ChainlinkChainlink通過去中心化預言機網(wǎng)絡，實現(xiàn)了智能合約與外部數(shù)據(jù)源之間的連接，支持跨鏈金融資產(chǎn)轉(zhuǎn)移，提高了金融市場的透明度和效率。去中心化數(shù)據(jù)交換案例：OceanProtocolOceanProtocol通過跨鏈數(shù)據(jù)交換協(xié)議，促進了數(shù)據(jù)的去中心化共享，增強了數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，推動了數(shù)據(jù)經(jīng)濟的發(fā)展。供應鏈管理優(yōu)化案例：VeChainVeChain通過跨鏈技術整合供應鏈上的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了供應鏈的透明化管理，提升了供應鏈的效率和可靠性。3.區(qū)塊鏈測試工具3.BlockchainTestingTools03區(qū)塊鏈測試工具的重要性區(qū)塊鏈測試工具能確保系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和性能，通過自動化測試和模擬真實環(huán)境場景，提高項目質(zhì)量。測試工具助力開發(fā)效率使用區(qū)塊鏈測試工具，開發(fā)者能快速定位錯誤、優(yōu)化性能瓶頸，縮短開發(fā)周期，提高開發(fā)效率。3.1區(qū)塊鏈測試工具的類型3.1區(qū)塊鏈測試工具的類型主流區(qū)塊鏈平臺性能對比區(qū)塊鏈安全體系評價BitXhub架構1.區(qū)塊鏈信息系統(tǒng)質(zhì)量模型功能：考察系統(tǒng)的準確性、完備性和適合性，涉及基礎設施層、平臺協(xié)議層、技術拓展層和接口層。性能：通過基準測試工具模擬不同負載條件，評估系統(tǒng)的容量、時間特性、資源利用率和穩(wěn)定性。安全：評估系統(tǒng)對信息和數(shù)據(jù)的保密性、完整性、真實性和防抵賴能力?？煽啃裕嚎疾煜到y(tǒng)的可用性、容錯性、健壯性和易恢復性?？删S護性：評估系統(tǒng)的模塊化、錯誤診斷、修改、測試和升級的難易程度。可移植性：考察系統(tǒng)跨平臺的適應性、安裝、組件替換的難易程度。互操作性：評估節(jié)點間數(shù)據(jù)一致性，與其他系統(tǒng)間的協(xié)同性和替換性?？蓴U展性：考察存儲和執(zhí)行模塊的可擴展性。2.區(qū)塊鏈評價體系概述功能評價：從基礎設施層、平臺協(xié)議層、技術拓展層和接口層進行評價。性能評價：考察系統(tǒng)容量、時間特性、資源利用率和穩(wěn)定性。安全評價：從數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡傳輸、共識算法、智能合約和權限控制五個層面進行評價。拓展評價：包含可靠性、可維護性、可移植性、互操作性和可擴展性。3.1區(qū)塊鏈測試工具的類型3.功能測評基礎設施層混合型存儲：考察不同類型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫選型。點對點網(wǎng)絡：評估網(wǎng)絡通信協(xié)議對上層功能的支持。硬件加密：評估硬件TEE的實現(xiàn)和密鑰管理。平臺協(xié)議層分布式賬本：考察節(jié)點共同維護賬本的安全性和可追溯性。組網(wǎng)通信：評估節(jié)點間的組網(wǎng)方式和動態(tài)加入/退出能力。共識算法：考察共識算法的多樣性和一致性。智能合約執(zhí)行引擎：評估智能合約的業(yè)務功能和升級方案。密碼學：評估支持的密碼算法類型和密鑰管理。區(qū)塊鏈治理：考察治理模式和管理操作。賬戶管理：評估賬戶管理操作和權限控制?？珂溂夹g：考察跨鏈交互支持。技術拓展層可信數(shù)據(jù)源：評估外部數(shù)據(jù)源接入和真實性驗證。數(shù)據(jù)索引：考察鏈下索引數(shù)據(jù)庫的提供和數(shù)據(jù)查詢效率。隱私保護：評估隱私保護機制。區(qū)塊鏈審計：考察審計功能和數(shù)據(jù)訪問的可審計性。接口層外部接口：評估鏈外系統(tǒng)開放接口的提供。用戶接口：評估賬戶體系查詢服務。管理接口：評估節(jié)點管理入口和配置管理。4.性能測評交易處理性能：考察交易吞吐量和延遲時間，使用Caliper和Frigate工具進行測評。數(shù)據(jù)查詢性能：考察區(qū)塊查詢、交易查詢等的并發(fā)用戶數(shù)、TPS和響應時間。穩(wěn)定性：通過高負載壓力測試、低負載持續(xù)運行和尖峰沖擊測試，評估系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。3.1具體工具介紹GethTestRPCGethTestRPC是一種用于以太坊智能合約測試的模擬環(huán)境工具，開發(fā)者可以在本地模擬區(qū)塊鏈環(huán)境，進行智能合約的開發(fā)和測試。HyperledgerCaliperHyperledgerCaliper是一種區(qū)塊鏈性能測試工具，通過模擬高并發(fā)交易場景，幫助開發(fā)者評估和優(yōu)化區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的性能。TruffleTruffle是一種區(qū)塊鏈開發(fā)框架，提供了自動化測試工具，能夠顯著減少區(qū)塊鏈項目中的重復測試工作，提高開發(fā)效率。供應鏈管理優(yōu)化3.2區(qū)塊鏈測試工具的作用1.確保系統(tǒng)穩(wěn)定性區(qū)塊鏈測試工具通過模擬各種場景，確保系統(tǒng)在面對各種挑戰(zhàn)時保持穩(wěn)定運行，減少故障率。2.提高開發(fā)效率利用區(qū)塊鏈測試工具，開發(fā)人員能更快地驗證代碼的正確性，減少調(diào)試時間，從而加快開發(fā)進度。3.保障交易安全性測試工具對區(qū)塊鏈交易進行詳盡的安全測試，有效預防潛在的安全風險，確保資金與用戶信息安全。4.降低實施成本通過早期發(fā)現(xiàn)并修復問題，區(qū)塊鏈測試工具減少了后期修復的成本，為企業(yè)節(jié)省了大量資源。3.3典型區(qū)塊鏈測試工具介紹HyperBench整體架構1.HyperBench描述：開源的、基于Go語言開發(fā)的高性能通用區(qū)塊鏈基準測試工具。挑戰(zhàn)：缺乏統(tǒng)一的區(qū)塊鏈系統(tǒng)功能要求和基準測試規(guī)范。需要整合適配主流區(qū)塊鏈系統(tǒng)和快速靈活地根據(jù)測試用例搭建測試環(huán)境。解決方案：抽象區(qū)塊鏈操作接口為統(tǒng)一的智能合約部署、調(diào)用、查詢等接口。測試邏輯以腳本形式構造，允許基于統(tǒng)一接口和測試引擎的鉤子函數(shù)靈活制定測試用例。架構：基準層：由測試參數(shù)配置和Lua測試腳本組成。引擎層：包括分布式控制器、壓力調(diào)度器、虛擬機池、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和可視化工具。虛擬機層：由若干Lua虛擬機組成，模擬用戶操作邏輯。適配層：將區(qū)塊鏈平臺操作統(tǒng)一抽象成客戶端接口，屏蔽系統(tǒng)功能細節(jié)。性能擴展層：加速虛擬機執(zhí)行測試邏輯的效率，內(nèi)置常用工具方法。特點：基于虛擬機的分布式高性能基準測試工具，通過Go語言協(xié)程機制進行并發(fā)壓力輸出。適配平臺：已適配HyperledgerFabric、以太坊、趣鏈、Xuperchain等。3.3典型區(qū)塊鏈測試工具介紹Caliper整體架構2.Caliper描述：基于Node.js的開源通用區(qū)塊鏈基準測試工具，Hyperledger項目子項目。支持平臺：支持HyperledgerFabric、Sawtooth、Iroha、Burrow、Besu、以太坊和FISCOBCOS。架構：適配層：將區(qū)塊鏈系統(tǒng)功能抽象成統(tǒng)一接口，稱為CaliperBlockchainNBI。接口與核心層：提供資源監(jiān)控、性能監(jiān)控、可視化接口，封裝分布式控制器及壓力引擎?；鶞蕦樱焊鶕?jù)測試用例編寫測試邏輯與配置測試策略。特點：通過Node.js線程與Promise機制實現(xiàn)并發(fā)壓力輸出，易于上手，但運行時較難緩存測試上下文，構造復雜操作用例困難，性能較差。3.3典型區(qū)塊鏈測試工具介紹1.測試工具助力安全驗證典型區(qū)塊鏈測試工具，如GethTestRPC，提供模擬環(huán)境用于測試智能合約，確保其在真實區(qū)塊鏈上的安全性與可靠性。2.性能優(yōu)化依賴測試工具區(qū)塊鏈性能測試工具，如HyperledgerCaliper，通過模擬高并發(fā)交易場景，幫助開發(fā)者優(yōu)化區(qū)塊鏈網(wǎng)絡性能。3.自動化測試提高效率利用自動化測試工具如Truffle，能顯著減少區(qū)塊鏈項目中的重復測試工作，提高開發(fā)效率。思考題Reflectionquestions041.什么是BaaS？試比較其與IaaS、PaaS、SaaS的區(qū)別。1.區(qū)塊鏈技術普及度區(qū)塊鏈技術在全球范圍內(nèi)得到廣泛應用，?截至2023年12月，全球共有10291家區(qū)塊鏈企業(yè)?，其中中國和美國分別有2802家和2697家，處于全球領先水平?。2.區(qū)塊鏈技術創(chuàng)新活躍隨著區(qū)塊鏈技術的深入發(fā)展，新的創(chuàng)新應用層出不窮，包括智能合約、去中心化金融(DeFi)和NFT等。3.區(qū)塊鏈技術生態(tài)多樣區(qū)塊鏈技術生態(tài)涵蓋從基礎設施到應用開發(fā)等多個層面，包括加密貨幣、公有鏈、聯(lián)盟鏈和私有鏈等多種形式。4.區(qū)塊鏈技術應用廣泛區(qū)塊鏈技術不僅限于金融領域，還應用于供應鏈管理、身份驗證、版權保護等多個行業(yè)，展現(xiàn)了其強大的跨界融合能力。2.BaaS的典型架構包括哪些層次？各層次具備哪些獨特的意義？1.BaaS典型架構分三層BaaS典型架構通常包括基礎設施層、平臺服務層和應用服務層。基礎設施層提供物理節(jié)點支持，平臺服務層處理區(qū)塊鏈操作，應用服務層支持多樣化應用。2.各層次功能獨特基礎設施層保障區(qū)塊鏈網(wǎng)絡穩(wěn)定；平臺服務層簡化開發(fā)流程；應用服務層推動區(qū)塊鏈技術落地，實現(xiàn)商業(yè)價值最大化。3.思考BaaS平臺技術未來的發(fā)展方向以及潛在的技術創(chuàng)新點和應用前景。1.BaaS向云原生演進隨著云原生技術的成熟，BaaS平臺將向云原生架構演進，提升部署效率和可擴展性，數(shù)據(jù)顯示云原生采用率逐年上升，前景廣闊。2.區(qū)塊鏈互操作性增強BaaS平臺將加強跨鏈互操作性，實現(xiàn)不同區(qū)塊鏈網(wǎng)絡間的無縫連接，數(shù)據(jù)交換將更為便捷，預計將提升區(qū)塊鏈技術應用的普及率。3.隱私保護技術創(chuàng)新BaaS平臺將加大在隱私保護技術創(chuàng)新上的投入，通過零知識證明、同態(tài)加密等技術保障數(shù)據(jù)安全，滿足日益嚴格的隱私保護需求。4.什么是跨鏈技術？為什么需要跨鏈技術？010203跨鏈技術通過創(chuàng)建橋接協(xié)議，實現(xiàn)不同區(qū)塊鏈網(wǎng)絡之間的通信和價值傳輸，提升區(qū)塊鏈的互操作性和擴展性。隨著區(qū)塊鏈項目數(shù)量的增多，跨鏈技術有助于解決區(qū)塊鏈碎片化問題，實現(xiàn)不同項目間的協(xié)同和數(shù)據(jù)共享?？珂溂夹g使得不同區(qū)塊鏈上的數(shù)字資產(chǎn)能夠互相轉(zhuǎn)換和流通，促進資產(chǎn)的高效配置和市場化?？珂溂夹g連接不同區(qū)塊鏈跨鏈技術應對碎片化問題跨鏈技術促進資產(chǎn)流動