区块链 04-18 14:47

华为区块链白皮书:区块链不会昙花一现,国密算法将成为市场应用标准

目前,华为云官网已经开放华为区块链的注册申请,在管理服务台登入信息,便可以体验“5分钟上链”服务。

4月17日,华为全球分析师大会(2018HAS)在深圳举办。华为云BU总裁郑叶来发布了《华为区块链白皮书》(点击下载)。白皮书明确指出,中美欧会成为区块链应用的重要区域,区块链不会昙花一现,我们可以依靠区块链在技术竞争中占据先机。

区块链的起源与发展

白皮书开篇介绍了区块链的起源与发展。书中认为,比特币白皮书中并没有直接提出“区块链”(Blockchain)这一概念,但其解决交易记录真实有效并不可篡改的方案可以看做区块链系统的雏形。

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区块链发展的第二阶段是在2015年左右,开发上线的公共区块链平台以太坊则将区块链的应用进一步优化,允许开发者在平台上部署智能合约,以处理更为复杂的业务逻辑。

华为白皮书认为,目前区块链的发展方向主要可以分为公有链和联盟链:前者以比特币和以太坊为代表,任何人都可以随时加入其中,链上记录对所有人公开;后者则由指定区块链的参与成员组成联盟,成员之间的业务往来信息被记录在区块链中,限定了使用规模和权限。

同时白皮书还指出很多人对区块链认识上存在两大误区。一是将比特币等同于区块链,实际上虚拟加密货币仅是区块链中的一种应用形式。;二是将区块链是一种万能的技术,可替代数据库,替代 Internet,其实区块链技术是对现有技术的一种补充。

区块链的核心技术

区块链(Blockchain)是一系列现有成熟技术的有机组合,它对账本进行分布式的有效记录,并且提供完善的脚本以支持不同的业务逻辑。白皮书指出,目前区块链存在四个最关键的核心技术。

分布式账本:分布式账本技术DLT (Distributed Ledger Technology)本质上是一种可以在多个网络节点、多个物理地址或者多个组织构成的网络中进行数据分享、同步和复制的去中心化数据存储技术。

共识机制:区块链是一个历史可追溯、不可篡改,解决多方互信问题的分布式(去中心化)系统。分布式系统必然面临着一致性问题,而解决一致性问题的过程我们称之为共识。

智能合约:智能合约(Smart contract )是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算

机协议。智能合约允许在没有第三方的情况下进行可信交易。这些交易可追踪且不可逆转。其目的是提供优于传统合同方法的安全,并减少与合同相关的其他交易成本。

密码学:信息安全及密码学技术,是整个信息技术的基石。在区块链中,也大量使用了现代信息

安全和密码学的技术成果,主要包括:哈希算法、对称加密、非对称加密、数字签名、数字证书、同态加密、零知识证明等。

华为在区块链技术上的创新

其一:共识算法创新

共识效率是整个区块链对外提供服务的核心能力,实用拜占庭容错算法 PBFT 解决了原始拜占庭容错算法效率不高的问题。尽管得到广泛应用,PBFT 仍然存在一些缺限。PBFT 算法为了克服 Primary Node 采用了复杂的全量点对点通信来监听各类异常行为,通信复杂度达到 O(n^2)的同时额外增加了大量签名校验,由此带来繁重的系统开销,降低了共识效率、节点扩展性。

华为区块链采用一种高效、支持拜占庭容错、具有自主知识产权的共识算法,有效改进了 PBFT 算法的上述缺陷。通过改进共识流程,保障了节点故障和切主期间区块链系统对外服务的稳定性。

其二:安全隐私保护

华为主要在以下几个方面加强了对安全隐私保护。

1.国密算法

2.同态加密用户交易隐私保护

3.零知识证明

4.智能合约安全

5.共识安全

6.账本安全

7.通信端到端安全

其三:离链通道

现阶段比特币网络每秒仅能处理约7笔交易,支持智能合约的以太坊交易处理速度约为每秒15笔。受限于区块链的分布式架构特性,节点间不均等的计算能力,不同的网络状况等因素,全网共识往往无法快速达成,从而导致交易速度难以提升。

而现阶段的方案都难以同时兼顾去中心化, 可扩展性,安全性三个关键需求。华为开发出适用于Hyperledger Fabric 平台的离链通道交易系统, 通过交易方高效安全的握手协议,实现用户间单通道 2,000+ TPS的交易性能。随着离链交易通道数的增加,可进一步提升系统在单位时间内交易处理能力。 

华为区块链方案特点

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华为目前关注的区块链的应用场景(包含但不限于)

上图可以看出,华为欲将目前的区块链技术融入华为云生态当中,利用区块链技术特点完善其自由的生态体系。

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华为将区块链技术应用到身份及接入管理服务中,将有可能形成一种协作的、透明的身份管理方案,有助于企业、组织更好的完成身份管理和接入认证。

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华为云区块链服务的分层架构设计有利于帮助企业快速简单的落地区块链场景。华为云区块链采用分层架构设计、云链结合、优化共识算法、容器、微服务架构与可伸缩的分布式云存储技术等创新技术方案。

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区块链服务管理平台可以为企业提供快速创建,部署区块链应用,链代码管理和监控等全系统区块链服务。

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华为区块链的整体构想:聚焦典型应用领域,以区块链平台为核心,联合网络和可信硬件执行环境(终端+芯片),形成三位一体的端到端区块链框架,实现软件+硬件结合,提供更快、更安全的区块链端到端解决方案。

区块链未来的发展

白皮书最后基于技术、应用、产业三种维度分析了区块链发展的状况,白皮书指出:

安全是构建区块链需要考虑的重要问题,国密算法将会成为区块链在国内主要市场应用标准,区块链的框架将包含云,管,端三层,以软件+硬件相配合的方式,构建高度可靠的安全能力。

中美欧会成为区块链应用的重要区域,区块链不会昙花一现,我们可以依靠区块链在技术竞争中占据先机,而这些需要明朗的产业政策给予保障,目前看到国内从中央到地方政府机构都在努力构建区块链的孵化环境,推动区块链产业健康发展。这就为我们发展区块链技术和产业创造了良好环境。

此外,为有效推动区块链产业的快速发展,华为给出了发展区块链的四点建议:

1)依托联盟,形成产业合作,加速我国区块链标准快速落地;

2)构建区块链产业孵化环境,推动区块链产业发展;

3)清晰化区块链技术和应用的产业政策;

4)积极参与开源社区,倡导企业间区块链技术的互通交流。


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