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什么是区块链即服务?

阿里云区块链核心逻辑如下图所示。

什么是区块链即服务?

BaaS(Blockchain as a Service),“区块链即服务”,是指将区块链框架嵌入云计算平台,利用云服务基础设施的部署和管理优势,为开发者提供便捷、高性能的区块链生态环境和生态配套服务,支持开发者的业务拓展及运营支持的区块链开放平台。通常情况下,一套完整的 BaaS 解决方案包括设备接入、访问控制、服务监控和区块链平台四个主要环节。 [1]

BaaS 平台特点

通常情况下,开发人员在创建链和智能合约时,面对的是一行行计算机代码。而如果采用 BaaS 服务,这些代码被事先写好,模块化成常用的功能,开发人员只需通过 API 和 SDK 等接口,连接这些功能,降低中小企业使用区块链的门槛。

项目成本是开发者考虑的因素之一。BaaS 可使开发人员专注于业务应用层面的开发,无需专门建设自己的基础设施,服务购买即可,不仅可节省服务端研发成本,还可提供更好的测试工具,降低部署和测试成本。比如,当企业开发一款企业移动应用,需要跟防火墙后的企业 SQL 数据库做接口,如果采用 BaaS 服务,开发团队可无需配备 SQL 高级专家。迅雷 CEO 陈磊曾在迅雷区块链生态以及新品发布会上介绍迅雷链推出开放平台的初心是由于当前区块链人才稀缺,导致很多开发团队难以拥抱区块链做业务升级。开放平台可使企业和开放者无需考虑区块链底层技术,专心搭建区块链应用。

BaaS 实施

从技术上讲,BaaS关键问题是要保持REST Web服务模型接口的优势。这些接口呈现出一个简单的PUT或GET事务处理模式,但并不会一直保持在调用的处理状态中。多数PUT/GET方法显示出了他们自己的服务API,作为RESTful 接口,这些接口使用XML数据结构来接收和响应。XML处理是一件琐碎的事情,然而,在每个目标移动设备中,接受一个简单的数据结构或者提供编程逻辑来重复使用该界面都会有所帮助。

BaaS 平台案例

2015 年 11 月,微软 Azure 与 ConsenSys 达成合作,在其 Azure 环境里面提供 Ethereum 区块链即服务( EBaaS )。据微软云和企业组织的主管马利·格雷( Marley Gray )声称,提供该服务将让“客户和合作伙伴能够在一种现成的开发/测试/生产环境下试用、学习和快速叫停,成本低廉。”

此后,在 IBM InterConnect 2017 会议上,IBM 宣布其首个商业应用项目——“IBM Blockchain”。IBM Blockchain 的操作框架是以 Fabric为基础的。基于 Fabric,开发人员可以构建企业级应用。据官网介绍,IBM Blockchain 旨在为用户提供端到端的区块链平台解决方案,快速搭建高可用的区块链网络,还可以提供区块链平台安全特性,并且在全球各地都可以使用。

2016 年 5 月,亚马逊网络服务AWS与投资公司数字货币集团(Digital Currency Group,DCG)达成合作,为 DCG 投资的公司提供一种区块链即服务试验环境。双方希望在此环境下,DCG 投资组合中的区块链供应商能够在一种安全的环境下与金融机构,保险公司,企业技术公司等客户合作。

2018 年 4 月,亚马逊 AWS 正式发布了 AWS 区块链模板,该服务旨在使开发人员能够更轻松地创建基于以太坊和 Linux 什么是区块链即服务? 基金会 Hyperledger Fabric 的项目。AWS 主要将服务目标瞄准了资源有限的中小型公司,帮助其构建自己的应用程序。 [1]

什么是区块链即服务?

TECH BUYER дек. 2020 - IDC MarketScape - Doc # CHC47088020

IDC MarketScape: 中国区块链即服务(BaaS)平台厂商评估,2020

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区块链服务 BaaS 介绍

蚂蚁区块链使用模式

核心逻辑

阿里云区块链核心逻辑如下图所示。

合约生命周期 阿里云区块链中,一份智能合约的典型的生命周期覆盖合约编写、合约编译、合约部署、合约调用、合约升级、合约冻结六个环节。

合约类型 阿里云区块链提供图灵完备的智能合约能力,目前提供对 EVM、Native、MYVM、Precompiled 合约类型的支持。其中,MYVM 合约类型,由阿里云自研的 MYVM 虚拟机类型支持,以 LLVM(Low Level Virtual Machine)编译模型支持多种合约编程语言(如 Solidity 和 C++),支持更优秀的性能,以及更出色的开发者友好特性。

合约扩展 阿里云区块链智能合约提供了多种形式的合约扩展能力,包括 RSA 验签、Base64 编解码、上下文获取、JSON & XML 解析等。

数据存储 数据存储分为本地文件系统的 KV 数据库存储以及上层的抽象世界状态数据存储。阿里云区块链智能合约平台的对象存储利用特定的树状数据结构存储数据来达到全局状态快速计算摘要。

世界状态存储 阿里云区块链中,合约对象分为成员变量、成员函数。其中,成员变量存储在合约状态(Storage)中;成员函数存储在合约代码(Code)中。合约代码与合约状态数据分离,为合约状态以及世界状态提供了唯一稳态 Hash 值的计算,同时支持树上节点快速索引、更新。

历史数据 阿里云区块链中,不同的区块拥有不同的全局状态根哈希。根据不同区块和不同的全局状态根哈希,可以构造出不同的全局状态历史树,进而查询到不同历史状态下的数据。

在阿里云区块链中,共识协议被定义成使分布式系统中的节点快速有效地达成数据的一致性,即确保所有诚实节点以完全相同的顺序执行共识结论中交易,达成数据一致性,同时正确的客户端发送的有效交易请求最终会被处理和应答。阿里云区块链平台的共识组件通过提供不同的共识插件来实现共识协议。目前,阿里云区块链系统中已实现的共识算法包括 PBFT 和 ABFT。

PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)共识协议支持系统中不超过 1/3 的节点容错性。通过 PrePrepare、Prepare、Commit 的三阶段提交协议来实现网络共识节点之间的交易数据的一致性。阿里云区块链提供的 PBFT 共识插件具有快速终止、恢复可靠、状态同步等特性。

ABFT(Asynchronous Byzantine Fault Tolerance)是一个满足拜占庭要求的异步共识协议,具备无主节点、异步交互、支持较大节点规模、拜占庭容错等优势,但实现复杂程度较高。具体而言,阿里云区块链的 ABFT 共识插件可以有效地降低网络带宽负载,以及防止选择性共识问题。

虚拟机的职责是,在特定的执行环境下通过一组指定的字节码指令来指定阿里云区块链状态机抽象模型的全局状态的更改方式。除阿里云自主研发的类 EVM 虚拟机插件,阿里云区块链还提供 MYVM、Native 虚拟机插件。EVM 虚拟机插件支持流行的 Solidity 合约语言;MYVM 虚拟机插件以 LLVM 编译模型支持多种合约编程语言。

网络安全:客户端和节点通过 CA 中心获取 TLS 证书,客户端与节点、节点与节点间实行 TLS 双向认证,且通信流量经 TLS 加密,抵御中间人攻击。除了基本的证书验证外,节点与节点之间还增加了握手逻辑,通过在握手过程中添加验证对方节点私钥签名的方式来确保节点间通信的可靠。

可信执行环境与跨链技术

阿里云区块链基于硬件可信执行环境(TEE)提供强隐私和高性能的链上数据隐私保护服务,可以对敏感交易数据提供全链路、全生命周期的隐私保护。阿里云区块链的跨链技术包括三个组成部分:UDAG 跨链协议、跨链合约服务、基于 TEE 的 什么是区块链即服务? Oracle 集群服务。阿里云区块链使用可信计算环境打造可以外部数据调用的 Oracle 集群,解决区块链协议只能访问链上数据的局限性问题。

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最后,值得提醒的是后端即服务Backend as a Service也被缩写为BaaS,显然它与区块链即服务BaaS并不是一回事,注意区分,不要弄混。

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