揭祕京東區塊鏈開源專案——JD Chain
導言
近日，京東區塊鏈底層引擎JD Chain正式對外開源並同步上線開源社群，旨在為企業級使用者和開發者提供開源服務，幫助他們提高研發效率，加速技術創新。3月30日，國家網際網路資訊辦公室公佈了第一批區塊鏈資訊服務名稱及備案編號，其中京東區塊鏈BaaS平臺、京東區塊鏈防偽追溯通用平臺等榜上有名。4月9日，京東釋出《京東區塊鏈技術實踐白皮書(2019)》，總結了京東區塊鏈在五大類應用場景中的技術實踐，介紹了一系列落地案例。同時，白皮書還介紹了京東區塊鏈的技術優勢、體系架構與未來規劃。
白皮書指出，京東區塊鏈的技術架構分為JD Chain和JD BaaS兩部分。其中，JD Chain作為核心引擎，聚焦解決區塊鏈底層的關鍵技術問題，建立擁有中國自主智慧財產權的技術生態。JD BaaS是企業級服務平臺，提供靈活易用和可伸縮的區塊鏈系統管理能力，支援企業級使用者在公有云、私有云及混合雲環境快速部署，降低企業使用成本，促進應用落地。
JD Chain簡介
01 高效能安全，功能“積木化”
區塊鏈是一種新型分散式架構，以密碼學和分散式技術為核心，無需藉助“第三方” 就能在多個業務方之間進行安全、可信、直接的資訊和價值交換。在這種點對點的資訊和價值的交換中，區塊鏈起到了“協議”的作用。
JD Chain團隊認為區塊鏈的5大核心技術是：密碼演算法、共識協議、資料賬本模型、資料儲存、API。JD Chain在這5個方向上重點突破，從企業的實際需求出發，在設計上推進效能優化、操作簡化、安全強化和場景適配通用化，形成如圖1中的關鍵技術特性：
圖1 JD Chain關鍵技術特性
高效能：採用全新的底層架構設計，交易處理達到萬級TPS，交易確認縮短至秒級，支援海量儲存和高效能密碼演算法。
積木化定製：共識、賬本、合約、儲存各自獨立，標準介面互動通訊，可實現靈活切換不同的密碼演算法。
強安全和隱私保護：提供多種具有隱私保護能力的演算法，支援包括國密演算法在內的多套密碼體系。
有效資料治理：資料賬本採用標準化結構設計，支援業務資料穿透檢索、多維分析治理，支援資料的獨立備份、歸檔、監管和審計。
多鏈協同：支援業務的多鏈管理，鏈間資料驗證與交易執行，鏈的拆分與合併，同時可組合輕量公鏈模式。
低成本易維護：支援輕量閘道器節點部署，資料可無需開發合約快速上鍊，合約程式碼可複用、升級、本地化測試。
02 搭建新環境，重塑主體“關係”
JD Chain為企業提供了一個全新的資料底層，企業可以根據需求配置所需功能元件。萬級交易處理速度，秒級交易快速確認，支援多鏈協同管理等優異效能，能夠幫助企業實現更有效的鏈上資料治理，同時相容多密碼體系，確保資料的安全與隱私。JD Chain為企業業務模式創新提供了一種新的技術支撐，使其能夠重塑各參與主體關係，開闢信任經濟商業新領地。
具體來說，JD Chain的功能層次分為4個部分：閘道器服務、共識服務、資料賬本和工具包，架構體系如下圖2。
圖2 JD Chain架構體系
閘道器服務：JD Chain的閘道器服務是應用的接入層，提供終端接入、私鑰託管、安全隱私和協議轉換等功能。
資料賬本：資料賬本為各參與方提供區塊鏈底層服務功能，包括區塊、賬戶、配置和儲存等。
共識服務：共識服務是JD Chain的核心實現層，包括共識網路、身份管理、安全許可權、交易處理、智慧合約和資料檢索等功能，來保證各節點間賬本資訊的一致性。
工具包：節點可以使用JD Chain中提供的工具包獲取上述三個層級的功能服務，並響應相關應用和業務。工具包貫穿整個區塊鏈系統，使用者只需呼叫特定的介面即可使用對應工具。工具包包括資料管理、開發包（SDK）、安裝部署和服務監控等。
03 多模型選擇，簡部署“量身打造”
各企業的資訊化基礎設施、技術能力、應用場景往往千差萬別，不同的情況下如何選擇適合自身的部署方式，往往是每個企業都會面臨的實際問題。
JD Chain從易用性方面考慮到實際應用規模提供了面向中小型企業和大型企業兩種不同的部署方案。
中小型企業可以直接採用如下圖3、4的最簡部署模型（只需一個客戶端節點、一個閘道器節點和多個共識節點即可），它是保障JD Chain可正常執行的最低配置，在硬體條件滿足的情況下，可以支援億級交易，通常用於Demo實驗或小型應用。另外，JD Chain的資料服務功能作為可選元件，支援鏈上資料的檢索、彙總等功能（資料服務元件與共識節點部署在相同或不同伺服器均可）。
圖3 最簡部署模型
圖4 加入資料服務的最簡部署模型
隨著應用級別的提升，資料儲存的需求越來越大，每個共識節點可採用資料庫叢集的方式實現儲存的平行化擴充套件（在這種方式下可支援交易級別達到十億乃至更多），如圖5。在某些中型實際應用中，共識節點會由不同的業務方安裝部署，將共識節點叢集化提升了系統整體的安全性和可擴充套件性，如圖6。
圖5 資料庫叢集部署模型
圖6 資料庫、共識節點叢集部署模型
面對大型企業應用中極其複雜的業務關係和應用場景，JD Chain提供了對應的部署解決方案。在整個部署模型中涉及到多種型別的參與方、不同型別的終端，這些終端可以從任意授權的閘道器節點採用不同的接入方式加入區塊鏈網路，如圖7。
圖7 大型企業應用部署模型
京東區塊鏈技術實踐白皮書
01 品質溯源助力食品藥品安全和精準扶貧
據不完全統計，全球範圍內受假冒偽劣商品影響的市場規模高達3000億美元，其中有關食品、藥品安全事件頻發，由此產生的信任危機受到社會高度關注，運用技術手段加以解決，成為了政府和企業關注的重點。
基於區塊鏈技術的去中心化、共識機制、不可篡改、資訊可追溯等特點，京東區塊鏈防偽追溯平臺推出了消費品解決方案和醫藥行業解決方案。截至今年2月，平臺已經累計有超過700家品牌商和超過5萬個SKU入駐，入駐品牌商包括雀巢、惠氏、洋河、伊利等知名企業。平臺有逾280萬次的售後使用者訪問，上鍊資料多達13億條，產品種類涉及食品、酒類、奶粉、日用品和醫藥用品，為營造安心可靠的消費體驗和醫療服務做出了貢獻。
比如，澳大利亞領先肉類產品出口商安格斯通過與京東區塊鏈防偽追溯平臺的深度合作，讓國內消費者能夠通過掃描包裝上的二維碼，瞭解到從牛的出生、生長、檢疫、屠宰、加工、運輸等全部資訊，期間每一個環節都有自動記錄、每一個環節都不能被人為篡改、每一個環節都能公示給消費者，讓每一片牛肉都安全可靠。
與此同時，京東區塊鏈的防偽追溯技術還應用在了精準扶貧領域，京東在國家級貧困縣落地的“跑步雞”、“游水鴨”和“飛翔鴿”等專案，通過計步腳環等物聯網裝置，結合視訊溯源技術，將家禽運動資料、餵食、飲水、除蟲等資訊進行採集，並記錄到區塊鏈網路中，消費者掃碼即可瞭解到所購農產品的養殖過程、生長環境等圖文資訊，在提升消費體驗的同時，也為貧困地區的農民增加了收入。
02 數字存證和信用網路 服務誠信體系建設
在數字存證方面，京東區塊鏈數字存證平臺實現了可信存證、自動化取證、一鍵舉證、侵權預警等功能，目前已經應用於電子合同、電子發票、電子證照、電子票據、網際網路訴訟、版權保護等場景。
近日，京東集團與廣州網際網路法院共同簽署了可信電子證據平臺和司法信用共治平臺兩方面的合作協議，雙方將利用各自的專業經驗與技術優勢共同確保證據資料過程可溯、記錄可查，實現證據資料儲存安全、驗證便捷，且共同遵循安全、公正、中立、開放原則，妥善保管證據資料。同時，雙方還將在依照法律法規和使用者授權的前提下，共享司法信用資訊，為推動網路空間信用體系建設提供有效支援。
除此之外，“京小租”是業內首家使用區塊鏈技術解決消費租賃市場糾紛取證難問題的信用租賃平臺，使用者在進行商品租賃時，京小租平臺通過自動化流程獲取租賃業務中租賃協議、訂單資料、租賃流程等資料並完成“上鍊”操作，保證租賃服務的公開透明。
在信用網路方面，區塊鏈技術的不可篡改性和透明性可以服務於社會信用體系的建設，解決以往信用體系的痛點，輔助監管機構實現對社會主體的信用評價。京東區塊鏈正在運用技術手段在數字身份、企業通用賬號、信用租賃、物流徵信等方面，在為完善社會信用體系提供助力的同時，也為企業經營和個人生活提供了便利。
開發者社群同步上線
JD Chain已在近日對外開源並同步上線了開源社群（ http://ledger.jd.com/ ）。JD Chain開源對於行業和開發者來說都具有重要意義。
開放JD Chain高質量的技術程式碼、簡明清晰的設計文件和程式碼示例，將幫助開發者快速建立明確、有效的學習路徑，快速進入區塊鏈技術領域；
JD Chain開源能夠幫助企業提高研發效率；
JD Chain開源將促進區塊鏈技術應用生態的構建、加速助推我國區塊鏈技術的發展。
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