CHA:金色觀察｜一文讀懂區塊鏈底層開發平臺Chain33

Chain33是由復雜美研發的區塊鏈底層開發平臺，平臺于2018年在github上開源。平臺支持共識、數據庫、執行器等可插拔、易升級的區塊鏈架構。

還支持主鏈負責交易清算，智能合約和虛擬機從主鏈上分離放到平行鏈上獨立執行的分層架構，可多條平行鏈并存提升運算效率，平行鏈間通過主鏈實現鏈間互聯。

chain33開發框架

項目使用模塊插件化的區塊鏈底層開發框架，基于插件的設計，可以將擴展功能從系統框架中剝離出來，降低框架的復雜度，讓框架更加容易實現。

同時項目開發了多個功能模塊，集合組成了模塊插件倉庫，劃分為區塊鏈，共識，執行器，P2P，Mempool，錢包，數據存儲，RPC等。

模塊插件化的設計架構是為了能更便捷的搭建區塊鏈，單一的模塊并不能體現出其優勢，如果有不同的模塊，就可以搭建出不同屬性的鏈。為企業/個人的鏈提供個性化選擇，讓企業/個人將更多的精力投入到業務中，而非區塊鏈底層技術的研發中。同時還支持多種SDK，提供可視化BAAS服務，大幅縮短建鏈、開發、部署的時間。

主鏈+平行鏈分層架構

金色晚報 | 4月9日晚間重要動態一覽:12:00-21:00關鍵詞：穩定幣、Reddit、EOS、爆倉、BitMEX

1. 中共中央辦公廳秘書局《秘書工作》刊發區塊鏈技術文章。

2. 法國金融市場管理局：擔憂穩定幣廣泛采用，如有必要將禁止。

3. Reddit疑似在新版本中推出基于區塊鏈的積分系統。

4. 安全公司：警惕EOS賬號買賣中通過多簽提案回收EOS賬號風險。

5. 《富爸爸，窮爸爸》作者：后悔2009年沒有購買BTC。

6. 加密交易員招募報告：23%的人有過10次以上爆倉經歷。

7. BitMEX保險基金3月份增速較前幾個月有所放緩。

8. 圓通速遞與樹圖產業區塊鏈合作，全面推進物流供應鏈數字基建。

9. 大連市稅務局與航天信息股份有限公司簽署區塊鏈框架合作協議。[2020/4/9]

理論上一條主鏈下可以掛無數的平行鏈，平行鏈依附于主鏈，共享主鏈共識網絡，通過grpc接口同主鏈節點相連。在主鏈上，交易只做共識和存儲，而實際的交易都在平行鏈上執行，互不干擾。每條平行鏈只運行自己的數據，平行鏈與平行鏈之間數據相互隔離，并且由于復雜的合約主要運行在平行鏈上，主鏈上只運行一些基礎核心的合約，所以主鏈的穩定性會比較強，進而保證整個區塊鏈網絡的穩定。平行鏈各自執行自己的交易，多條平行鏈共存，實現了交易的并行執行。

金色相對論 | 蔡維德：數字法幣的提出就是要減少洗錢的可能性:在今日舉行的金色相對論中，關于“英國央行行長提出的“新經濟需要有不同的央行”該如何理解的問題，國家特聘教授，北航博導，英國倫敦大學學院區塊鏈研究中心科學顧問蔡維德表示：大家在談數字法幣時候，或談穩定幣的時候，都會說：哎呀，糟糕，這個有金融風險怎么辦？會不會增加金融風險，會不會增加洗錢等非法活動。事實上，數字法幣的提出就是要消滅這些違法的行為，減少洗錢的可能性。因為剛用數字法幣的時候，所有交易都記錄在區塊鏈上面，所以真的要作弊，真的非常痛苦。所以我一直在講，如果有人在數字法幣上要洗錢，那就是自殺。以前想要偷雞摸狗想要洗錢的人，碰到數字法幣就說放棄了，不干了。這跟這個比特幣是正好是相反的，有時候在討論數字法幣的時候，大家再討論增加金融的風險、洗錢的活動會增加，其實是不了解數字法幣的作用。數字法幣不是比特幣，所有交易都是實名制。所有事情都看得非常清楚，是洗錢的克星，而且是非常強的監管。這也是為什么英國央行在2015年、2016年就提出數字法幣。[2019/8/15]

核心模塊

Chain33核心模塊包括：

金色晨訊 | 支付寶實現移動端區塊鏈跨境匯款服務 百度超級鏈55000TPS遠超行業水平:1.ONTology已在谷歌云、Amazon Web和微軟Azure發布公鏈。

2.日本三菱研究院利用區塊鏈技術提高食品溯源效率。

3.易見股份利用華為云搭建“易見區塊2.0”系統部署環境。

4.支付寶已在移動端實現區塊鏈跨境匯款服務。

5.富達接過比特幣閃電“火炬” 將推出比特幣托管服務。

6.海南省知識產權局與恒生電子合作引入區塊鏈技術。

7.以太坊兩個升級命名為君士坦丁堡/圣彼得堡 刪除改進提案EIP1283。

8.百度Q4財報：超級鏈55000TPS遠超行業水平。

9.Ken Rogoff：未來中央機構或會通過一個準入系統操作數字貨幣。[2019/2/24]

應用層：EVM虛擬機，WASM虛擬機，GO語言原生合約以及JVM虛擬機

共識層：支持POS，DPOS以及POS33的公鏈共識、Tendermint及pbft聯盟鏈共識、Raft私鏈共識、平行鏈共識等。

數據層：數據存儲方式支持可擴展，目前支持MPT、MAVL、KVDB、MVCCKVDB多種方式，其中我們自研的MVCCKVDB能避免了狀態樹膨脹而導致性能下降的問題，支持LevelDB、ES等多種后端存儲。

金色晨訊 | 委內瑞拉最高法院承認Petro為法定貨幣 俄羅斯考慮發行與盧布掛鉤的穩定幣:1.SEC將在11月5日之后對9只比特幣ETF進行裁決

2.俄羅斯考慮發行與盧布掛鉤的穩定幣

3.委內瑞拉最高法院承認Petro為法定貨幣

4.沙特Taibah大學與Blocktech合作推出區塊鏈實驗室

5.李啟威：BTC是一種更好的貨幣形式

6.Coinbase支持BCH硬分叉

7.馬耳他政府發言人：將落實2018年虛擬金融資產法

8.委內瑞拉和巴西通過石油幣促進經濟交流

9.肖風：科技將改變公司結構 如Github以社區的方式運行企業[2018/11/4]

加密算法：兼容國際標準以及國密標準

交易緩存池：交易排隊機制可配置

chain33技術特點

聯盟鏈共識流程的優化：chain33聯盟鏈引入了聚合簽名的技術來降低共識過程中的消息通信延遲，通過leader去收集簽名，于聚合后發送給其他節點，通過聚合簽名能保證在區塊鏈節點增加的情況下，交易數不會大量增加，提升共識的效率。

交易并行執行：chain33采用平行鏈的架構，主鏈上，交易只做共識和存儲，而實際的交易都在平行鏈上執行，互不干擾。

金色財經現場報道 Streamr宣布與諾基亞合作 允許將移動客戶數據貨幣化并進行購買:金色財經現場報道，今日在Coindesk 2018共識會議上，區塊鏈數據平臺Streamr首席執行官Henri Pihkala宣布與諾基亞和加州軟件公司OSIsoft合作，將允許移動客戶將用戶數據貨幣化并進行購買。Pihkala同時還表示推出了一個實時數據市場，用戶可以通過該市場出售和訂閱實時數據流。此外，該公司還推出了Streamr API，以幫助促進其服務被采用。[2018/5/17]

存儲分片：存儲分片基于kad網絡，分片算法可以保證數據相對均勻的分布在區塊鏈的各個節點上，每個節點僅需要保存一部分數據，適合海量數據存儲的場景，且可以隨時增加機器實現動態擴容。數據打包之后進行分布式存儲，減少了數據的數量，避免數據過于碎片化增加網絡負載。

chain33的隱私保護

考慮到聯盟鏈的高安全性需求，有以下要求：

節點準入機制：節點加入或退出共識網絡，都需要經過區塊鏈上的管理合約進行授權，沒有經過授權的節點無法加入共識網絡。

數據傳輸保護：節點與節點之間TLS加密，節點與應用之間的TLS加密方式實現傳輸過程中的隱私保護。

數據訪問保護：通過權限管理智能合約來界定數據的訪問權限，只有被賦予相應權限才可以訪問相關數據。

支持國密算法：支持國密加密、簽名算法及國密哈希算法。

可分享型隱私保護：數據加密上鏈存儲，結合代理重加密及秘鑰分片技術實現隱私數據的動態授權。秘鑰可以通過門限秘鑰分享算法，分成多片存放于多個安全節點上,同時還支持超時配置。

國產開源：國產自研，擁有自主知識產權，代碼開源，支持獨立部署，用戶可以完全掌握自己數據。

國密算法：在區塊鏈多語言版本的SDK中，既支持國際標準，也支持國密標準。支持SM2，SM3,SM4。

支持國產芯片：支持部署運行在國產芯片服務器上。

模塊化設計：項目吸納了Linux內核設計的模塊化思想，開發了多個功能模塊，集合組成了模塊插件倉。

共識機制可插拔：Chain33兼容多種共識機制，包括RAFT、PBFT、POS、DPOS等主流共識，也包括SPOS、POS33等自主研發共識機制，插拔不同的共識算法，可快速搭建私鏈、聯盟鏈、公鏈、平行鏈。

平行鏈架構：擁有自主知識產權，專利號：CN201610996011.9。目前平行鏈技術已經成為分片的主流的解決方案之一。在Chain33中，主鏈不僅僅提供管理所有的平行鏈的功能，還提供了平行鏈消息存儲的功能，通過主鏈數據的分片，以及高性能的共識算法，兼顧了鏈本身的安全性以及系統的可擴展性。

高效存儲：支持業務層快速調用區塊鏈系統數據，如存證系統：底層建設的區塊鏈數據，可以以ES數據庫進行方便檢索、個性化檢索等。

跨鏈交易：在采用側鏈中繼技術和比特幣交換資產設計上，Chain33設計了哈希鎖定步驟，使得參與雙方都受到合理保護，資產轉移更有保障。在與以太坊或其他區塊鏈資產互操作上，采用合約橋加公證人機制，保障各方資產轉移在可信基礎上安全流轉。

隱私保護：采用代理重加密加秘鑰分片的方案，實現數據可分享型存儲，保障數據隱私。

簡單易用：系統安裝簡便，同時提供BAAS服務可以實現可視化安裝，以及提供智能合約IDE工具，幫助開發者節約成本。

SDK

chain33SDK集成了chain33區塊鏈和智能合約常用的操作接口，外部業務程序能夠通過chain33SDK來調用這些接口。開發者根據自身業務程序的要求，選擇相應語言的SDK，用SDK提供的API進行編程，即可操作區塊鏈和智能合約。

在chain33搭建私有鏈開發環境

私鏈采用raft共識，節點數配置一般為3，5，7等奇數個。區別于聯盟鏈，私有鏈之前的區塊同步采用主從同步的方式，更偏中心化一些，常用于對隱私保障和監管控制有更高要求的企業和集團內部場景。

在chain33搭建聯盟鏈集群環境

聯盟鏈，是指一些有業務協作或業務交易的成員集合，由這些成員共同參與管理的區塊鏈，通過聯盟自治和節點準入準出控制策略，保障聯盟的安全健康發展。

聯盟鏈采用采用QBFT共識，要求節點數滿足N>3f，至少需要3f+1個節點，與單節點docker部署方式更加適用于實際生產環境。

在chain33搭建平行鏈環境

平行鏈的運行是依賴于主鏈的，它通過grpc接口同主鏈進行通信，所以平行鏈一定是在主鏈環境已經具備的情況下才能搭建。

在chain33通過BaaS平臺搭建環境

BaaSS平臺部署聯盟鏈或平行鏈有以下兩種方式：

通過BaaS平臺對接的云服務器來部署：

這種方式不需要用戶準備服務器，只需支付相應的云資源費用就可在自動分配的云服務器上部署區塊鏈程序。

用戶自備服務器：

用戶自備服務器可通過公網訪問，只需要在BaaS平臺上填寫登錄IP和登錄密碼，BaaS平臺會自動連接到用戶自備服務器上進行部署。用戶自備服務器可訪問公網資源但不能通過公網訪問自備服務器，可以在BaaS平臺上填寫登錄IP和登錄密碼，BaaS平臺會生成安裝包，用戶可下載安裝包在自備服務器上進行手動部署。

Chain33中的DApp開發

Chain33被設計為一個支持高度擴展的區塊鏈開發平臺，除了極少部分固有核心邏輯外，基本全部支持擴展定制；系統的擴展能力主要可以劃分為兩大類：

一類是對系統能力的擴充定制：

Chain33提供了底層的插件管理機制，基本上系統的所有能力都是作為一個插件存在，插件的實現本身可以被替換，開發者可以使用系統自身提供的系統插件，也可以自己開發新的功能插件，這些插件的能力覆蓋到加解密、共識、存儲、錢包、執行器、命令行等各方面內容。

一類是擴展應用的開發：

Chain33基于插件機制之上，針對DApp也單獨提供了一套框架，以方便開發者進行DApp的開發，將開發者的關注重點聚焦到核心的合約邏輯，并增加RPC接口和命令行接口的輔助。

Chain33提供的DAppFramework中包含了三個元素：執行器、命令行和RPC，其中執行器就是DApp的合約邏輯；命令行是提供命令行下的命令包裝；RPC是包裝DApp特有的對外服務接口，一般情況下Chain33框架提供的交易的創建、發送、查詢等通用接口，如果有特殊需要，DApp也可以在這里開發自己專用的RPC接口。

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