FISCO BCOS介紹

FISCO BCOS平臺是金融區(qū)塊鏈合作聯(lián)盟（深圳）（以下簡稱：金鏈盟）開源工作組以金融業(yè)務(wù)實踐為參考樣本，在BCOS開源平臺基礎(chǔ)上進行模塊升級與功能重塑，深度定制的安全可控、適用于金融行業(yè)且完全開源的區(qū)塊鏈底層平臺。

金鏈盟開源工作組獲得金鏈盟成員機構(gòu)的廣泛認可，并由專注于區(qū)塊鏈底層技術(shù)研發(fā)的成員機構(gòu)及開發(fā)者牽頭開展工作。其中首批成員包括以下單位（排名不分先后）：博彥科技、華為、深證通、神州數(shù)碼、四方精創(chuàng)、騰訊、微眾銀行、越秀金科。

FISCO BCOS平臺基于現(xiàn)有的BCOS開源項目進行開發(fā)，聚焦于金融行業(yè)的分布式商業(yè)需求，從業(yè)務(wù)適當(dāng)性、性能、安全、正常、技術(shù)可行性、運維與治理、成本等多個維度進行綜合考慮，打造金融版本的區(qū)塊鏈解決方案。

基于FISCO BCOS的金融區(qū)塊鏈底層平臺，可以快速構(gòu)建“區(qū)塊鏈+金融"應(yīng)用場景，對金融行業(yè)大有裨益：

對銀行機構(gòu)，可以降低清結(jié)算成本、提高中后臺運營效率、提升流程自動化程度；

對非銀金融機構(gòu)，可以提升權(quán)益登記、信息存證的權(quán)威性、削減交易對手方風(fēng)險、解決數(shù)據(jù)追蹤與信息防偽問題、降低審核審計的操作成本等；

對金融監(jiān)管機構(gòu)，為監(jiān)管機構(gòu)提供了一致且易于審計的數(shù)據(jù)，通過對機構(gòu)間區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)分析，能夠比傳統(tǒng)審計流程更快更精確地監(jiān)管金融業(yè)務(wù)，并極大加強反洗錢力度；

在跨境金融場景中，有助于實現(xiàn)跨境金融機構(gòu)間的賬本共享，降低合作銀行間對賬與清結(jié)算成本及爭議摩擦成本，從而提高跨境業(yè)務(wù)處理速度及效率。

FISCO BCOS已于2017年正式對外開源。截止到2020年5月，匯聚了超1000家企業(yè)及機構(gòu)、逾萬名社區(qū)成員參與共建共治，發(fā)展成為最大最活躍的國產(chǎn)開源聯(lián)盟鏈生態(tài)圈。

應(yīng)用項目覆蓋文化版權(quán)、司法服務(wù)、政務(wù)服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、金融、智慧社區(qū)等領(lǐng)域。如今，基于FISCO BCOS方便的全面的開發(fā)工具，已經(jīng)成為一個更開放的開源生態(tài)。

FISCO BCOS的核心部分

FISCO BCOS的核心模塊包括以下部分：

共識機制：可插拔的共識機制，支持PBFT、Raft和rPBFT共識算法，交易確認時延低、吞吐量高，并具有最終一致性。其中PBFT和rPBFT可解決拜占庭問題，安全性更高。

存儲：世界狀態(tài)的存儲從原來的MPT存儲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為分布式存儲，避免了世界狀態(tài)急劇膨脹導(dǎo)致性能下降的問題；引入可插拔的存儲引擎，支持LevelDB、RocksDB、MySQL等多種后端存儲，支持?jǐn)?shù)據(jù)簡便快速擴容的同時，將計算與數(shù)據(jù)隔離，降低了節(jié)點故障對節(jié)點數(shù)據(jù)的影響。

網(wǎng)絡(luò)：支持網(wǎng)絡(luò)壓縮功能，并基于負載均衡的思想實現(xiàn)了良好的分布式網(wǎng)絡(luò)分發(fā)機制，最大化降低帶寬開銷。

性能提升策略

為提升系統(tǒng)性能，F(xiàn)ISCO BCOS從提升交易執(zhí)行效率和并發(fā)兩個方面優(yōu)化了交易執(zhí)行，使得交易處理性能達到萬級以上。

基于C++的Precompiled合約：區(qū)塊鏈底層內(nèi)置C++語言編寫的Precompiled合約，執(zhí)行效率更高。

交易并行執(zhí)行：基于DAG算法根據(jù)交易間互斥關(guān)系構(gòu)建區(qū)塊內(nèi)交易執(zhí)行流，最大化并行執(zhí)行區(qū)塊內(nèi)的交易。

交易生命周期的異步并行處理：共識、同步、落盤等各個環(huán)節(jié)的異步化以及并行處理。

FISCO BCOS安全解決方案

考慮到聯(lián)盟鏈的高安全性需求，除了節(jié)點之間、節(jié)點與客戶端之間通信采用TLS安全協(xié)議外，F(xiàn)ISCO BCOS還實現(xiàn)了一整套安全解決方案：

網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入機制：限制節(jié)點加入、退出聯(lián)盟鏈，可將指定群組的作惡節(jié)點從群組中刪除，保障了系統(tǒng)安全性。

黑白名單機制：每個群組僅可接收相應(yīng)群組的消息，保證群組間網(wǎng)絡(luò)通信的隔離性；CA黑名單機制可及時與作惡節(jié)點斷開網(wǎng)絡(luò)連接，保障了系統(tǒng)安全。

權(quán)限管理機制：基于分布式存儲權(quán)限控制機制，靈活、細粒度地控制外部賬戶部署合約和創(chuàng)建、插入、刪除和更新用戶表的權(quán)限。

支持國密算法：支持國密加密、簽名算法和國密通信協(xié)議。

落盤加密方案：支持加密節(jié)點落盤數(shù)據(jù)，保障鏈上數(shù)據(jù)的機密性。

密鑰管理方案：在落盤加密方案的基礎(chǔ)上，采用KeyManager服務(wù)管理節(jié)點密鑰，安全性更強。

同態(tài)加密、群環(huán)簽名：鏈上提供了同態(tài)加密、群環(huán)簽名接口，用于滿足更多的業(yè)務(wù)需求。

FISCO BCOS的開發(fā)部署和運維

開發(fā)部署工具

FISCO BCOS引入開發(fā)部署工具、交互式控制臺、區(qū)塊鏈瀏覽器等工具來提升系統(tǒng)的易用性，大幅縮短建鏈、部署應(yīng)用的時間。

包含：

基于JavaSDK的交互式的命令行工具console

區(qū)塊鏈瀏覽器

為了便于不同語言開發(fā)者快速開發(fā)應(yīng)用，F(xiàn)ISCO BCOS同時支持JavaSDK、Node.jsSDK、PythonSDK和GoSDK

運維工具

聯(lián)盟鏈系統(tǒng)中，區(qū)塊鏈的運維至關(guān)重要，F(xiàn)ISCO BCOS提供了一整套運維部署工具，并引入了合約命名服務(wù)、數(shù)據(jù)歸檔和遷移、合約生命周期管理等工具來提升運維效率。

運維部署工具:部署、管理和監(jiān)控多機構(gòu)多群組聯(lián)盟鏈的便捷工具，支持?jǐn)U容節(jié)點、擴容新群組等多種操作。

合約命名服務(wù):建立合約地址到合約名和合約版本的映射關(guān)系，方便調(diào)用者通過記憶簡單的合約名來實現(xiàn)對鏈上合約的調(diào)用。

數(shù)據(jù)歸檔、遷移和導(dǎo)出功能:提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出組件，支持鏈上數(shù)據(jù)歸檔、遷移和導(dǎo)出，增加了鏈上數(shù)據(jù)的可維護性，降低了運維復(fù)雜度。

合約生命周期管理:鏈上提供合約生命周期管理功能，便于鏈管理員對鏈上合約進行管理。

社區(qū)開源開發(fā)工具

依托龐大的開源生態(tài)，社區(qū)內(nèi)眾伙伴秉承“來自開發(fā)者，用于開發(fā)者”的共建理念，在FISCO BCOS底層平臺之上，自主研發(fā)多個趁手開發(fā)工具并回饋給社區(qū)，從不同業(yè)務(wù)層面需求上降低區(qū)塊鏈應(yīng)用開發(fā)難度和成本。以下為部分列舉：

區(qū)塊鏈中間件平臺WeBASE：面向多種對象，如開發(fā)者、運營者，并根據(jù)不同的場景，包括開發(fā)、調(diào)試、部署、審計等，打造豐富的功能組件和實用工具，提供友好的、可視化的操作環(huán)境。

分布式身份解決方案WeIdentity：基于區(qū)塊鏈的分布式多中心的技術(shù)解決方案，提供分布式實體身份標(biāo)識及管理、可信數(shù)據(jù)交換協(xié)議等一系列的基礎(chǔ)層與應(yīng)用接口，可實現(xiàn)實體對象（人或物）數(shù)據(jù)的安全授權(quán)與交換。

分布式事件驅(qū)動架構(gòu)WeEvent：實現(xiàn)了可信、可靠、高效的跨機構(gòu)、跨平臺事件通知機制。在不改變已有商業(yè)系統(tǒng)的開發(fā)語言、接入?yún)f(xié)議的情況下，實現(xiàn)跨機構(gòu)、跨平臺的事件通知與處理。

跨鏈協(xié)作方案WeCross：支持跨鏈?zhǔn)聞?wù)交易，滿足跨鏈交易的原子性，對跨鏈進行治理，可支持多方協(xié)作管理，避免單點風(fēng)險。

場景式隱私保護解決方案WeDPR：針對隱匿支付、匿名投票、匿名競拍和選擇性披露等應(yīng)用方案，提供即時可用場景式隱私保護高效解決方案，助力各行業(yè)合法合規(guī)地探索數(shù)據(jù)相關(guān)業(yè)務(wù)。

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)治理組件解決方案：穩(wěn)定、高效、安全的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)治理組件解決方案，分別從底層數(shù)據(jù)存儲層、智能合約數(shù)據(jù)解析層和應(yīng)用層三個方面，提供了區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)挖掘、裁剪、擴容、可信存儲、抽取、分析、審計、對賬、監(jiān)管等數(shù)據(jù)治理方面的關(guān)鍵能力。具體組建包含WeBankBlockchain-Data數(shù)據(jù)治理通用組件：Data-Stash數(shù)據(jù)倉庫組件、Data-Export數(shù)據(jù)導(dǎo)出組件、Data-Reconcile數(shù)據(jù)對賬組件。

區(qū)塊鏈多方協(xié)作治理組件解決方案：可無縫適配FISCO BCOS的區(qū)塊鏈治理組件解決方案。首批開源的四個組件分別從私鑰丟失重置、合約權(quán)限細粒度管控、私鑰和證書的全生命周期管控等方面著手，提供了可部署的智能合約代碼、易于使用的SDK和可參考的落地實踐Demo等交付物。單獨的治理組建名稱為WeBankBlockchain-Governance多方治理協(xié)作組件：Governance-Account賬戶治理組件、Governance-Authority權(quán)限治理組件、Governance-Key私鑰管理組件、Governance-Cert證書管理組件。

區(qū)塊鏈應(yīng)用開發(fā)組件解決方案：一套開放、輕量的開發(fā)組件集，覆蓋智能合約的開發(fā)、調(diào)試、應(yīng)用開發(fā)等環(huán)節(jié)，包含了Solidity智能合約開發(fā)工具庫、智能合約Gradle編譯插件、應(yīng)用開發(fā)腳手架。具體包含WeBankBlockchain-SmartDev區(qū)塊鏈應(yīng)用開發(fā)工具：SmartDev-Contract智能合約庫組件、SmartDev-SCGP合約編譯插件、SmartDev-Scaffold應(yīng)用開發(fā)腳手架。

ChainIDE：提供智能合約云端開發(fā)工具，幫助開發(fā)者節(jié)約邊際成本，加速推送區(qū)塊鏈應(yīng)用落地。

FISCO BCOS區(qū)塊鏈工具箱：與WeBase/Remix/VSCode/ChainIDE等IDE協(xié)同工作，提升開發(fā)體驗與開發(fā)效率。

AnsibleforFISCO BCOS自動化生成企業(yè)級部署文件：本項目由為區(qū)塊鏈開源項目FISCO-BCOS提供了自動化生成企業(yè)級配置文件的ansibleplaybook，可以在30秒內(nèi)（除下載時間）生成配置，極大簡化了部署難度，避免了手工配置容易發(fā)生的錯誤。

其他工具還包含Truora可信預(yù)言機服務(wù)、Liquid智能合約編程語言軟件、WeEvent基于區(qū)塊鏈的分布式事件驅(qū)動架構(gòu)等。

FISCO BCOS設(shè)計思路

FISCO BCOS以聯(lián)盟鏈的實際需求為出發(fā)點，兼顧性能、安全、可運維性、易用性、可擴展性，支持多種SDK，并提供了可視化的中間件工具，大幅縮短建鏈、開發(fā)、部署應(yīng)用的時間。此外，F(xiàn)ISCO BCOS通過信通院可信區(qū)塊鏈評測功能、性能兩項評測，單鏈TPS可達兩萬。

FISCO BCOS在2.0中，提出“一體兩翼多引擎”架構(gòu)，實現(xiàn)系統(tǒng)吞吐能力的橫向擴展，大幅提升性能，在安全性、可運維性、易用性、可擴展性上具備行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢。

一體指代群組架構(gòu)，支持快速組建聯(lián)盟和建鏈，讓企業(yè)建鏈像建聊天群一樣便利。根據(jù)業(yè)務(wù)場景和業(yè)務(wù)關(guān)系，企業(yè)可選擇不同群組，形成多個不同賬本的數(shù)據(jù)共享和共識，從而快速豐富業(yè)務(wù)場景、擴大業(yè)務(wù)規(guī)模，且大幅簡化鏈的部署和運維成本。

兩翼指的是支持并行計算模型和分布式存儲，二者為群組架構(gòu)帶來更好的擴展性。前者改變了區(qū)塊中按交易順序串行執(zhí)行的做法，基于DAG（有向無環(huán)圖）并行執(zhí)行交易，大幅提升性能；后者支持企業(yè)（節(jié)點）將數(shù)據(jù)存儲在遠端分布式系統(tǒng)中，克服了本地化數(shù)據(jù)存儲的諸多限制。

多引擎是一系列功能特性的總括，比如預(yù)編譯合約能夠突破EVM的性能瓶頸，實現(xiàn)高性能合約；控制臺可以讓用戶快速掌握區(qū)塊鏈?zhǔn)褂眉记傻取?/p>
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