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Chain33首创的平行链架构

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发表于 2021-6-8 10:13:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
首创的平行链架构

Chain33用了5年时间设计出平行链架构,这是国内首创并实现的平行链概念。同年九月,百度发布的《区块链白皮书 V1.0》中,也提出了平行链,随后平行链概念相继被同业者引用。

Chain33在公链基础上采用平行链架构,是在考虑了POW和POS机制的利弊后,综合考量之下设计的。因为很多人以为,只要搭几个节点,或者买点矿机挖矿,就可以保证公链安全。但事实上,频频发生的数字货币被盗事件说明,就算是当前大众认为最安全的PoW机制,其实只要一个大的矿池被攻击就可以夺走你的主控权。而PoS的问题是,参与的人必须足够多,挖矿节点足够分散,否则若没有足够多的人达成共识,也会对网络安全造成影响。平行链架构的设计,既能保证主链的安全,又能提升主链的运行效率。

平行链的一大特点是分开数据存证和业务逻辑,提升运行效率。主链上只放指令和结果,不放虚拟机,较为复杂的业务逻辑则放在平行链上实现,这样做的好处是若平行链性能出现问题或者智能合约被攻击,都不会影响主链的稳定运行。

但这并不代表平行链完全受制于主链,它亦是一条相对独立的区块链网络,可以编写多种智能合约,如发行各种Token、开发Dapp、拥有独立的钱包、独立的区块链浏览器等等,平行链的交易由自己的节点来验证、校对,而不影响主链。

C 第一个区块链发明专利:钱包找回功能

2014 年复杂美申请了第一个区块链发明专利:钱包找回功能,并在2017 年 12 月获得授权。

而这项技术也被应用在Chain33中,钱包找回功能解决了因私钥丢失而导致数字资产损失的问题。当用户因遗失钱包或者存储设备突然损坏导致私钥丢失,可以通过低权限的备用私钥(自己保存或者托管给信任的机构/人)找回自己的数字货币,找回指令并不会立刻转移数字资产,而是会在预告一段时间后生效,所以若备用私钥被冒用,用户也可及时发现,并用原私钥将数字资产转移到安全钱包,避免损失。

D 隐私保护功能

区块链技术不可篡改、分布式的特质,的确能够避免用户的隐私被中心化机构掌握从而导致被贩卖、被黑客攻击等的问题,但公开透明的账本,却让海量用户数据在链上曝光,隐私问题依旧如空中阁楼,没有得到根本解决。打个比方,原来在淘宝上购物,现在去中心化,不通过淘宝交易,甲乙双方直接邮寄。虽然没有淘宝没有掌握这两者交易的数据,但是他们交易数据被记录在区块链网络上,任何人都可以查看。

基于账户和UTXO混合模型,Chain33实现了区块链隐私交易系统,在使用UTXO系统的同时,保留了账户体系,加入环签名和一次性地址,让账户在隐私和公开之间自由流转,同时具备不可追踪性和不可连接性。

E 专利众多

复杂美拥有国产技术,100%自有知识产权,目前已累计申请了500多项区块链技术的发明专利,其中有60多项已经获得授权,全球排名前十。



2.5 Chain33的开发语言

Chain33的开发主要使用go语言,主要从以下几个点来考量:

A 语言成熟度的考虑

一个语言是一个成熟的语言,一个重要的标志就是开发过非常大型的系统。云计算领域的两个核心系统 docker 和 k8s 都是用go 语言开发的。目前大部分区块链系统也是选择用go语言开发,可以说,要做区块链,go语言是必须要学的一种语言。

B开发人员的数量

一个语言的入门成本比较低,但是要精通类库和最佳实践,必须要经过数年的学习时间。所以非常小众的语言肯定不在考虑在内,目前go语言在全世界多如牛毛的语言中排行第十名,受到较多的开发者肯定。

C 语言的工程特性

Go语言在设计的时候,就考虑到了工程实践的问题,一个问题的解决方案基本上都只有一种写法,甚至只是把 if 写成这样都是非法的。go 提供了 gofmt, 会自动格式化代码,这样每个人写出的代码风格都非常一致,互相交流起来就不会有障碍。

D 面向大部分普通程序员

选择go语言的一个很重要的原因,就是一个中等水平的程序员,就能写出非常不错的go代码。这主要的原因还是go语言非常简单,特性非常的少,官方类库又非常丰富,大部分程序员都可以非常容易的上手开发。

2.6 Chain33的应用与生态-基于chain33的成功案例

Chain33开发平台可用于公链、联盟链及私链开发部署,以及各类商业场景的DAPP应用开发。

公链案例:目前,chain33上已经成功搭建的公链案例包括:比特元区块链网络(BTY),企业级区块链SaaS平台-原链(YCC),Dapp开发者可基于以上公链开发,或自主部署公链、平行链;

比特元BTY官网地址:https://www.bityuan.com/

原链YCC官网地址:https://www.yuan.org/

联盟链、私链案例:小米与复杂美合作的联盟链等。

平行链案例:上链购-区块链商城、chat33-区块链聊天社交软件、火食-区块链进口食材溯源系统、艺术藏品行业-金丝楠木链、工业锅炉及节能产业-节能链、星晴-区块链医疗智能穿戴设备、区块链游戏—游戏竞猜剪刀石头布等平行链。

各类商业场景的区块链结合:Chain33的性能已证明足以支持商业级应用,包括供应链金融、仓单交易、票据撮合系统等,并可应用在多种产业,如:制造业、物流业、金融业等,不同的产业可在不同的平行链上开发公链,平行链和平行链之间不相互影响。

供应链系统应用:1、区块链应收款2、区块链预付款3、供应链金融与管理平台

金融租赁、金融仓储区块链平台:区块链仓单抵押流转与融资、区块链金融租赁等

区块链积分,支付系统

区块链交易所等



2.7 市场对比

2.7.1 整体结构对比

以目前市场上较为知名且成熟的石墨烯和Fabric为例,整体结构对比如下:





2.7.2 技术特点及架构对比

以太坊和超级账本是比较成熟的区块链平台,Chain33和两者的对比情况如下:

A 以太坊智能合约部署过程

搭建以太坊私链环境,生成私链的创世区块;

启动私链,生成一个初始的以太币账户,开始挖矿(挖矿需要一个账户接收以太币);

编写智能合约,solidity和mix语言;

编译智能合约,单个文件的简单合约可以在线编译,多个文件需要借助solc(编译成字符串,全网同步);

部署,合约部署当作一笔交易记录再链上,需要支付一定以太币,并且运行需要gas。

B 超级账本智能合约部署过程

规划好联盟链的组织形式, 再编辑fabric的配置文件(包括:相关证书文件,系统通道初始区块,应用通道交易文件,锚节点配置更新交易文件等)

编辑好docker-compose文件(需要理解里面各参数的含义, 目前fabric开源代码里的共识只支持kafka和raft), 启动4个peer节点,一个order节点组成一个kafka集群。

部署fabric对应的SDK程序。

编写fabric的智能合约。

通过SDK来创建channel,把上面启动的peer节点加入到channel,同时安装并初始化chaincode(智能合约),在各个节点部署并初始化智能合约

执行智能合约。

C Chain33的智能合约部署过程

GO语言部署方式:

编写GO语言的智能合约,和chain33一起编译成二进制文件。

通过接口调用智能合约来执行智能合约。

EVM的部署方式:

用Solidity编写智能合约。

通过chain33提供的接口将智能合约部署到chain33的EVM虚拟机中。

通过接口调用EVM合约来执行智能合约。

WASM的部署方式:

用C++编写智能合约。

通过chain33提供的接口将智能合约部署到chain33的WASM虚拟机中。

通过接口调用WASM合约来执行智能合约。

JSVM的部署方式:

用Javascript编写智能合约。

通过chain33提供的接口将智能合约部署到chain33的JSVM虚拟机中。

通过接口调用JSVM合约来执行智能合约。

系统间横向对比

名称

Chain33

以太坊

EOS

超级账本

特点

1、轻量级框架,功能易扩展,支持可插拔的共识配置,适用于公链,联盟链和私链

2、独创的平行链架构设计,使系统安全、稳定、高效。

1. 第一条实现智能合约的区块链。

2. 性能问题,只适用于小规模的项目。

1. DPOS的共识,及超级节点的高性能配置,使得它共识效率较高,速度较快。

2. 超级节点的高配置导致服务器的成本很高。

1. 适用于联盟链,系统中的CA, 数据库,共识可插拔

2. 框架比较重量级,不是非常理解内核的,无法进行比较大的定制。

共识机制

公链:POS(BTY), DPOS+BFT(YCC)

联盟链:tendermint, pbft

私链:raft

POW逐渐转向POS

DPOS共识

Kafka, raft

平台语言

Go

Go

C++

Go

智能合约

支持以下4种智能合约:

1.GO原生语言,适用于大规模复杂的合约逻辑

2.EVM(Solidity编写智能合约),兼容以太坊上的合约

3.WASM(C++编写智能合约),兼容EOS上的合约

4.JSVM(Javascript编写智能合约),Javascript开发者众多,降低区块链开发门槛,一个JS程序员就可单独进行Dapp开发,快速并提高开发效率

Solidity编写合约,无日志,难调试,修复代码错误难度较大

C++语言编写

Docker中部署

任何语言可写,实现各种功能相对灵活

跨链支持

支持主链和平行链跨链

MTP跨链

支持侧链

不支持垮链验证,无法和超级账本以外的链相连

部署难度

简单

相对简单

相对简单

相对复杂

扩展性



差(设计缺陷)





签名算法

相比于后几者,还支持国密SM2,ed25519, 环签名

secp256k1

secp256k1

secp256r1

存储性能

存储合理,可扩展分布式数据库,读写快。数据库支持:Leveldb, ssdb, pegasus

单一leveldb存储

存储合理,可扩展分布式数据库,读写快

存储合理,可扩展分布式数据库,读写快

企业级应用

1. 共识可插拔,可以支持联盟链的共识

2. 支持CA认证,以及平行链的架构兼顾了共享和隐私,适用于企业级的应用。

更适合做公链,企业级应用只适用于小规模项目

适合于公链应用,目前大量的应用都是博彩类。

不适合用于企业级应用:1. 企业级应用对于数据隐私和监管有较高要求,大量数据和博彩类数据杂糅在一起,不利于监管。2. 如果要单独搭建一套EOS平台,服务器成本过高。

联盟链,适用于企业级应用

安全漏洞

已经在和安全公司合作对chain33的安全性做测评, 目前未发现安全漏洞。

Solidity语言设计漏洞

(the DAO)

大量的安全问题,已经发生多起博彩类应用被黑客攻击

暂无

开发成本

开发速度快,官方提供很多可插拔的插件,减少重复开发开发语言支持GO, Solidity, C++。

开发相对容易,但性能受限。

支持C++语言开发合约,开发效率高于fabric和以太坊

通用性接口多,难以熟悉,开发成本高,团队人员分散,解决问题慢

开源协议

BSD 3

LGPL3.0

BSD 3

Apache 2.0

落地项目

案例较多,多家500强的实际案例

比较少,以公链为主

案例较多,大多是博彩类应用

案例较多

团队情况

有稳定的国内团队,所有代码都是团队人员自行开发,可以对区块链进行深度定制,解决问题速度较快。

开发团队分散在全球各地,很难进行深度定制, 遇到问题不容易解决。

开发团队分散在全球各地,很难进行深度定制,遇到问题不容易解决。

开发团队分散在全球各地,很难进行深度定制,遇到问题不容易解决。

3、技术开发团队介绍

33复杂美公司成立于2008年,拥有撮合交易系统低延时、高并发的核心技术。2013 年启动区块链、智能合约的研发与创新,2014 年申请第一个区块链发明专利:钱包找回功能,并在2017 年 12 月获得授权。目前已累计申请了500多项区块链技术的发明专利,其中有60多项已经获得授权,全球排名前十。

公司总部位于杭州,并在上海、南京设立分部。目前,公司约有200 人,多数为技术人员,吸引了一批甲骨文、阿里等高管及程序员加盟。

4、总结

Chain33开发者平台,致力于为开发者呈现一个易上手、高性能、稳定、安全的区块链底层系统,具有近500多项区块链专利,全球排名前十。经过5年潜心研究与开发,首创了平行链架构及模块化体系,主链进行存证,平行链处理业务逻辑,极大提升了区块链网络的性能、安全性及稳定性。

使用chain33开发者平台,可用于开发部署公链、联盟链及私链,以及各类商业场景的区块链解决方案和商业应用,如供应链金融、资产上链、各类DAPP等。

现Chain33已全面开源,面向全球的开发者开放,任何开发者都可以上Github(https://github.com/33cn/chain33)查看Chain33的代码,加入Chain33的开发者社区。
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