區(qū)塊鏈有著去中心化、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、透明、可追蹤、不可篡改、數(shù)據(jù)安全等特點(diǎn)，可以用來解決現(xiàn)有業(yè)務(wù)的一些痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新。這些場(chǎng)景的應(yīng)用分析基于京東應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)和京東自身對(duì)于區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用規(guī)劃，旨在通過經(jīng)驗(yàn)分享引起領(lǐng)域內(nèi)同行及合作伙伴的共鳴和交流。

1. 供應(yīng)鏈領(lǐng)域

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)狀況及存在的問題，影響供應(yīng)鏈協(xié)同效率。當(dāng)各主體間出現(xiàn)糾紛時(shí)，舉證和追責(zé)耗時(shí)費(fèi)力。未來企業(yè)市場(chǎng)范圍越來越大，物流環(huán)節(jié)表現(xiàn)出多區(qū)域、長時(shí)間跨度的特征，需要智能高效的防偽追溯能力。

區(qū)塊鏈技術(shù)通過提供完整流暢的信息流、不可篡改的簽名認(rèn)證機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)去中心化或多中心化的精準(zhǔn)追溯和充分信任，天然地適用于供應(yīng)鏈管理。

? 商品防偽追溯

借助區(qū)塊鏈技術(shù)，實(shí)現(xiàn)品牌商、渠道商、零售商、消費(fèi)者、監(jiān)管部門、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)之間的信任共享，全面提升品牌、效率、體驗(yàn)、監(jiān)管和供應(yīng)鏈整體收益。將商品原材料過程、生產(chǎn)過程、流通過程、營銷過程的信息進(jìn)行整合并寫入?yún)^(qū)塊鏈，實(shí)現(xiàn)精細(xì)到一物一碼的全流程正品追溯。

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)字簽名和時(shí)間戳，供消費(fèi)者查詢和校驗(yàn)。區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)簽名和加密技術(shù)讓全鏈路信息實(shí)現(xiàn)了防篡改、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一和高效率交換。

? 貿(mào)易融資

在供貨商、進(jìn)貨商、銀行等貿(mào)易融資參與主體間建立聯(lián)盟鏈，通過區(qū)塊鏈記錄貿(mào)易主體資質(zhì)、多頻次交易、商品流轉(zhuǎn)等信息，使貿(mào)易雙方及銀行間公開透明安全地共享真實(shí)可信的信息。

針對(duì)供應(yīng)鏈中的大型企業(yè)，銀行可以借此豐富融資風(fēng)控模型，減少線下人工采集和確認(rèn)信息真實(shí)性的工作量，開展動(dòng)產(chǎn)評(píng)估下的融資服務(wù)。有融資困難的供應(yīng)鏈上下游中小企業(yè)，可基于區(qū)塊鏈提供的主體資質(zhì)認(rèn)證、與大型企業(yè)的多頻次交易信息認(rèn)證獲得信用背書，緩解融資難題。

2. 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。

國內(nèi)外大多數(shù)區(qū)塊鏈聯(lián)盟均聚焦于金融領(lǐng)域，例如由 42 家國際銀行組成的區(qū)塊鏈聯(lián)盟 R3致力于利用區(qū)塊鏈技術(shù)，在解決互信的基礎(chǔ)上，構(gòu)建扁平化的全球一體化清算體系，以提高效率、降低成本。另外，據(jù)麥肯錫測(cè)算，區(qū)塊鏈技術(shù)可以將跨國交易的成本從每筆 26 美元降低到 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)算的過程也是交易雙方分別記賬的過程，在傳統(tǒng)的交易模式中，記賬過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。

? 資產(chǎn)證券化 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多重協(xié)調(diào)，通過搭載智能合約的聯(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。

基于區(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)公司發(fā)行 ABS 的門檻和發(fā)行成本，同時(shí)還可以進(jìn)行 ABS 全生命周期管理，及時(shí)識(shí)別和管控風(fēng)險(xiǎn)。

3. 政務(wù)及公共服務(wù)領(lǐng)域

政務(wù)及公共服務(wù)的工作核心在于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和有效監(jiān)督管理，傳統(tǒng)管理方式是通過立法和抽查進(jìn)行監(jiān)管，不能做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，涉及仲裁時(shí)往往還需要漫長的取證過程。通過搭建包含政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)、第三方公共服務(wù)機(jī)構(gòu)的聯(lián)盟鏈，可以探索創(chuàng)新管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)政務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)管，并借助區(qū)塊鏈的不可篡改、可追溯特性，極大提高仲裁效率。

? 合同及發(fā)票防偽

電子合同和電子發(fā)票的日益普及，為我們?nèi)粘Ｉ詈蜕虡I(yè)活動(dòng)帶來很多便利的同時(shí)，也帶來了合同造假、發(fā)票造假及重復(fù)報(bào)銷等許多新的問題，而這些問題需要監(jiān)管部門和企業(yè)共同探索有效的解決方案。在開具電子合同、電子發(fā)票的同時(shí)，通過聯(lián)盟鏈完成向監(jiān)管部門的備案，在發(fā)生造假、重復(fù)報(bào)銷等情況時(shí)，通過核對(duì)已備案的電子合同、電子發(fā)票的區(qū)塊鏈 ID“身份證”，可以快速判定造假事實(shí)，確定造假主體，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)管。

? 公益追溯

應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)支撐公益項(xiàng)目的陽光、透明和可追溯，愛心物資經(jīng)由高效的物流體系直接配送到公益項(xiàng)目地，并由公益機(jī)構(gòu)執(zhí)行人員發(fā)放至受助人手中。捐贈(zèng)人可通過客戶端實(shí)時(shí)查詢所捐贈(zèng)物資的物流狀態(tài)，直觀地看到物資發(fā)放到受助人手中的全過程。

從選購愛心物資開始的全部過程信息、參與主體信息均使用區(qū)塊鏈技術(shù)來防止篡改，確保公益透明性、可追溯，極大增加公益平臺(tái)的權(quán)威性和可信度。

4. 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，僅舉兩個(gè)例子：

? 保險(xiǎn)防欺詐

區(qū)塊鏈利用共識(shí)機(jī)制、防篡改機(jī)制和可追溯機(jī)制，可在保險(xiǎn)代償、追償時(shí)提供有效證據(jù)支撐。以車險(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，騙保等理賠欺詐問題時(shí)常發(fā)生。

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)確和不可篡改，在出險(xiǎn)時(shí)，實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)地將車輛事故數(shù)據(jù)提交給應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的“事故認(rèn)證平臺(tái)”系統(tǒng)，交警裁決數(shù)據(jù)、傳感記錄器數(shù)據(jù)、維修廠數(shù)據(jù)等都實(shí)時(shí)同步，從根本上解決車險(xiǎn)理賠欺詐問題，同時(shí)提高保險(xiǎn)理賠案件的效率和準(zhǔn)確性。

? 大數(shù)據(jù)安全

區(qū)塊鏈可以解決大數(shù)據(jù)的安全性問題，保證數(shù)據(jù)的隱私性。區(qū)塊鏈的可追溯特性使得數(shù)據(jù)從采集、交易、流通，以及計(jì)算分析的每一步記錄都可以留存在區(qū)塊鏈上，使得數(shù)據(jù)的質(zhì)量獲得前所未有的強(qiáng)信任背書，也保證了數(shù)據(jù)分析結(jié)果的正確性和數(shù)據(jù)挖掘的效果，并且能夠進(jìn)一步規(guī)范數(shù)據(jù)的使用，精細(xì)授權(quán)范圍，追溯數(shù)據(jù)使用情況，全面保障數(shù)據(jù)使用的安全合規(guī)。

脫敏后的數(shù)據(jù)交易流通，則有利于突破信息孤島，建立數(shù)據(jù)橫向流通機(jī)制，逐步推動(dòng)形成基于全球化的數(shù)據(jù)交易、數(shù)據(jù)資產(chǎn)保護(hù)等全新的應(yīng)用場(chǎng)景。

京東區(qū)塊鏈架構(gòu)體系

京東區(qū)塊鏈的目標(biāo)是打造面向企業(yè)級(jí)應(yīng)用的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施，為企業(yè)提供能夠切實(shí)解決業(yè)務(wù)痛點(diǎn)的區(qū)塊鏈技術(shù)方案。

為解決區(qū)塊鏈在企業(yè)級(jí)場(chǎng)景下的一些突出問題，包括系統(tǒng)性能、功能完備性、系統(tǒng)擴(kuò)展性、監(jiān)管審計(jì)支持、易用性等，京東區(qū)塊鏈采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化賬本數(shù)據(jù)協(xié)議、優(yōu)化共識(shí)算法、引入微服務(wù)架構(gòu)與可伸縮的分布式存儲(chǔ)技術(shù)、靈活的多級(jí)授權(quán)策略等一系列的創(chuàng)新技術(shù)方案。

京東區(qū)塊鏈的總體架構(gòu)分為 3 個(gè)層次：區(qū)塊鏈協(xié)議、組件框架、服務(wù)平臺(tái)。采用自頂而下的設(shè)計(jì)方法，首先聚焦區(qū)塊鏈協(xié)議的設(shè)計(jì)，解決企業(yè)級(jí)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和多鏈互通的問題；其次是定義一個(gè)通用的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的組件模型，實(shí)現(xiàn)具體功能組件松耦合和可插拔，解決企業(yè)級(jí)應(yīng)用中可根據(jù)具體情況自定義擴(kuò)展的需求；最后，我們基于標(biāo)準(zhǔn)化的區(qū)塊鏈協(xié)議和組件模型，提供一個(gè)具體的區(qū)塊鏈平臺(tái)實(shí)現(xiàn)以及相關(guān)的工具和開發(fā)包，為快速實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)區(qū)塊鏈應(yīng)用提供平臺(tái)和工具。

? 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。

1. 設(shè)計(jì)原則

京東區(qū)塊鏈在架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)上遵循以下的幾個(gè)設(shè)計(jì)原則。

? 面向業(yè)務(wù)

企業(yè)場(chǎng)景的特點(diǎn)是需求非常多樣，性能要求高。京東區(qū)塊鏈在設(shè)計(jì)上首先從分析企業(yè)應(yīng)用的典型用例出發(fā)，設(shè)計(jì)京區(qū)塊鏈協(xié)議和系統(tǒng)功能特性，確保系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能夠最終適應(yīng)廣泛的企業(yè)需求。

? 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)，解決企業(yè)間數(shù)據(jù)的交互問題，避免多鏈并存的區(qū)塊鏈技術(shù)演進(jìn)過程中形成數(shù)據(jù)孤島，使區(qū)塊鏈真正地成為一種標(biāo)準(zhǔn)化的互聯(lián)網(wǎng)價(jià)值交換和信任傳遞的基礎(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。

? 簡潔與高效

京東區(qū)塊鏈的遵循“簡潔”的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，盡可能地定義更簡潔的系統(tǒng)概念模型，使用戶的學(xué)習(xí)成本更低，采用更高效簡潔的 Go 語言進(jìn)行系統(tǒng)編碼實(shí)現(xiàn)以及更簡單實(shí)用的算法設(shè)計(jì)，減少實(shí)現(xiàn)復(fù)雜分布式系統(tǒng)過程中編碼的缺陷風(fēng)險(xiǎn)。

2. 應(yīng)用模型

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N全新的架構(gòu)形式，使跨主體的業(yè)務(wù)協(xié)作變得簡單、高效和安全。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，而區(qū)塊鏈?zhǔn)敲嫦驑I(yè)務(wù)過程的。區(qū)塊鏈作為一種分布式狀態(tài)機(jī)，“智能合約”是實(shí)現(xiàn)分布式業(yè)務(wù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的核心功能，使得基于區(qū)塊鏈的應(yīng)用架構(gòu)模型產(chǎn)生了全新的變革。

以應(yīng)用開發(fā)者的視角來觀察一下基于區(qū)塊鏈的應(yīng)用開發(fā)過程，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)由公鑰私鑰對(duì)（證書）表示的身份賬戶。由符合國家標(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SOA 接口調(diào)用實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)接。在這種架構(gòu)下，開發(fā)者實(shí)現(xiàn)任何一個(gè)特定參與方的業(yè)務(wù)角色的功能，都需要把該參與方的身份與其公布的 SOA 服務(wù)接口的通訊地址建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，開發(fā)者對(duì)業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)是體現(xiàn)為對(duì)通訊接口的調(diào)用和處理。然而，這種方式調(diào)用獲得的數(shù)據(jù)難以具備防篡改能力（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)主體的節(jié)點(diǎn)上被一致的執(zhí)行，并得到一致的結(jié)果；

? 確保合約執(zhí)行過程的每一個(gè)步驟都被準(zhǔn)確地記錄下來；

? 確保合約執(zhí)行過程的記錄以及最終結(jié)果都無法被篡改；

? 確保參與的主體對(duì)合約執(zhí)行過程的記錄以及結(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。

建立靈活、實(shí)用的企業(yè)級(jí)智能合約系統(tǒng)是京東區(qū)塊鏈在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上的核心目標(biāo)之一。我們?cè)诩夹g(shù)路線上通過以下幾點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)：

? 定義標(biāo)準(zhǔn)化和良好可讀性的合約中間語言指令集，使合約能夠以人類可讀的形式進(jìn)行最終簽署，有助于體現(xiàn)智能合約的法律效力；

? 支持 Java、Go 等主流開發(fā)語言作為合約的編程語言，降低合約的學(xué)習(xí)成本；

? 支持智能合約的模擬、調(diào)試功能，解決合約的可測(cè)試問題；

? 支持靈活的合約間調(diào)用和數(shù)據(jù)訪問控制策略，更容易開發(fā)復(fù)雜的企業(yè)智能合約。

3. 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：

a） “賬本狀態(tài)”表示當(dāng)前實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)內(nèi)容；

b） “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：

a） “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；

b） “合約指令集”定義了標(biāo)準(zhǔn)化的合約語言指令格式。

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)，無關(guān)特定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)。

3.1. 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。

? “身份”由一個(gè)“區(qū)塊鏈地址（Address）”和相應(yīng)的非對(duì)稱密鑰對(duì)/證書表示；

? “KV 數(shù)據(jù)”是賬本數(shù)據(jù)表示形式，通過鍵（Key）唯一標(biāo)識(shí)，通過值（Value）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 數(shù)據(jù)”和“合約代碼”的訪問控制碼。

3.2. 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

3.3. 合約指令集

區(qū)塊鏈以合約語言的形式定義業(yè)務(wù)狀態(tài)的控制和轉(zhuǎn)換邏輯。

通過設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的合約語言指令集，可以用一種通用的方式來表述各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，從而與具體的編程語言無關(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。

4. 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。

4.1. 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。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這些算法在運(yùn)行過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。

? PoW、PoS 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)化的方式選擇出 leader 節(jié)點(diǎn)執(zhí)行排序，因此會(huì)導(dǎo)致交易可能被隨機(jī)丟棄。

? Raft、Paxos 算法對(duì)全部交易進(jìn)行原子廣播和排序，但在共識(shí)的過程并不處理拜占庭錯(cuò)誤。

? PBFT 算法對(duì)全部交易進(jìn)行原子廣播和排序，同時(shí)在共識(shí)階段處理拜占庭錯(cuò)誤，不支持動(dòng)態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)。

我們從面向企業(yè)級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景的特點(diǎn)出發(fā)，選擇類 BFT 的算法進(jìn)行優(yōu)化，提供了確定性交易執(zhí)行、拜占庭容錯(cuò)、動(dòng)態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)的特性。

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。

4.2. 賬本

賬本狀態(tài)與合約分離，使用基于身份的訪問控制協(xié)議約束合約對(duì)狀態(tài)的訪問，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)邏輯提供無狀態(tài)的邏輯抽象。

4.3. 持久化存儲(chǔ)

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)，使得可以利用成熟的 NoSQL數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)持久化存儲(chǔ)?；谀壳霸?NoSQL 數(shù)據(jù)庫上成熟的海量數(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。

4.4. 合約引擎

合約引擎包含兩大部分，前端包括合約高級(jí)語言規(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)賬本的操作通過賬本組件提供的 API 實(shí)現(xiàn)。

5. 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)塊鏈共識(shí)網(wǎng)絡(luò)、配套工具四個(gè)部分。

5.1. 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：

a） 私鑰管理：提供完全本地化的私鑰保管功能；

b） 隱私保護(hù)：采用端到端加密手段實(shí)現(xiàn)隱私保護(hù)；

c） 協(xié)議轉(zhuǎn)換：提供輕量化的 HTTP Restful Service，適配 TCP 協(xié)議的區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)API。

5.2. 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：

a） 面向應(yīng)用的賬戶管理；

b） 賬戶的認(rèn)證授權(quán)；

c） 面向?qū)ο蟮馁~本數(shù)據(jù)訪問框架；

d） 事件通知機(jī)制；

e） 智能合約管理。

5.3. 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。

5.4. 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)。

5.5. 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；

d） 監(jiān)管方可以只部署“備份節(jié)點(diǎn)”，從其它節(jié)點(diǎn)同步數(shù)據(jù)作為備案；

e） 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”。