區(qū)塊鏈導(dǎo)論 課件 第八章：區(qū)塊鏈技術(shù)生態(tài)

第八章：區(qū)塊鏈技術(shù)生態(tài)Chapter8:BlockchainTechnologyEcology作者:北京大學(xué)匯報(bào)時(shí)間:2024/07/03目錄1.區(qū)塊鏈云服務(wù)平臺（BaaS）013.區(qū)塊鏈測試工具032.跨鏈平臺02思考題041.區(qū)塊鏈云服務(wù)平臺（BaaS）1.BlockchainCloudServicePlatform(BaaS)011.1BaaS平臺的定義和價(jià)值1.BaaS市場持續(xù)增長根據(jù)市場研究報(bào)告，BaaS市場規(guī)模逐年擴(kuò)大，預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi)將持續(xù)保持高速增長態(tài)勢。2.BaaS簡化區(qū)塊鏈部署B(yǎng)aaS通過提供即插即用的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施，企業(yè)可以在幾分鐘內(nèi)快速部署和測試區(qū)塊鏈解決方案。3.BaaS降低成本和風(fēng)險(xiǎn)BaaS平臺減少了企業(yè)維護(hù)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)所需的硬件和軟件成本，同時(shí)降低了技術(shù)復(fù)雜性和運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)。4.BaaS推動創(chuàng)新應(yīng)用BaaS平臺為開發(fā)者提供了豐富的API和工具，促進(jìn)了區(qū)塊鏈技術(shù)在金融、供應(yīng)鏈、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。1.1BaaS平臺的定義和價(jià)值BaaS與本地部署、IaaS、PaaS、SaaS的比較定義與目的：BaaS平臺是一種結(jié)合區(qū)塊鏈和云計(jì)算的服務(wù)，旨在降低區(qū)塊鏈的開發(fā)和使用成本。支持公有云或私有化環(huán)境部署，提供可視化的運(yùn)維和管理。用戶可以專注于應(yīng)用開發(fā)，降低區(qū)塊鏈?zhǔn)褂瞄T檻。與PaaS的相似性：BaaS平臺類似于PaaS平臺，提供計(jì)算、通信、存儲資源和區(qū)塊鏈能力。通過可編程接口簡化應(yīng)用開發(fā)和部署過程。對機(jī)構(gòu)的好處：靈活擴(kuò)展的構(gòu)建模式，適應(yīng)多變業(yè)務(wù)需求。智能合約研發(fā)設(shè)施，降低研發(fā)和接入成本。沉淀通用業(yè)務(wù)組件，加快項(xiàng)目建設(shè)和迭代。統(tǒng)一管理區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)，降低管理成本。系統(tǒng)監(jiān)控運(yùn)維服務(wù)，減少系統(tǒng)異常損失。構(gòu)建跨鏈業(yè)務(wù)生態(tài)圈，最大化各參與方利益。4.功能特點(diǎn)：靈活搭建和切換：云上云下服務(wù)的靈活搭建和切換，發(fā)揮云平臺優(yōu)勢。智能合約研發(fā)：提供在線IDE、安全檢測工具、標(biāo)準(zhǔn)接口、開發(fā)教程等。自動部署：支持可視化自動部署，減少手動操作錯(cuò)誤。通用業(yè)務(wù)組件：提供數(shù)據(jù)存證、數(shù)據(jù)共享、交易結(jié)算等組件，加快業(yè)務(wù)場景建設(shè)。統(tǒng)一管理：統(tǒng)一接入和管理多個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化運(yùn)行維護(hù)。系統(tǒng)監(jiān)控運(yùn)維：提供故障監(jiān)控、日志管理、預(yù)警機(jī)制和可視化工具?？珂渽f(xié)同：打破不同鏈間的通信壁壘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)協(xié)同案例：AmazonWebServices（AWS）區(qū)塊鏈模板1、公司背景亞馬遜公司創(chuàng)立于1994年，是全球最大的電子商務(wù)公司之一，并且是云計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。2、接受區(qū)塊鏈服務(wù)的原因AWS區(qū)塊鏈模板提供了簡化區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)部署和管理的工具，使企業(yè)能夠快速啟動區(qū)塊鏈項(xiàng)目。3、實(shí)施效果和挑戰(zhàn)實(shí)施效果：AWS區(qū)塊鏈模板幫助許多企業(yè)降低了區(qū)塊鏈開發(fā)和部署的門檻，促進(jìn)了區(qū)塊鏈技術(shù)的普及。挑戰(zhàn)：盡管AWS區(qū)塊鏈模板簡化了區(qū)塊鏈的使用，但用戶仍需具備一定的區(qū)塊鏈知識才能有效利用該平臺。1.2BaaS平臺的架構(gòu)和功能1.BaaS平臺簡化區(qū)塊鏈部署B(yǎng)aaS平臺通過提供云上服務(wù)，簡化區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的搭建與部署，使企業(yè)能快速集成區(qū)塊鏈技術(shù)。2.BaaS平臺降低技術(shù)門檻據(jù)統(tǒng)計(jì)，BaaS平臺降低了區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)習(xí)與使用成本，吸引非技術(shù)背景的企業(yè)參與區(qū)塊鏈創(chuàng)新。3.BaaS平臺提供多樣服務(wù)BaaS平臺不僅提供區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施，還整合了智能合約開發(fā)、數(shù)據(jù)分析等服務(wù)，滿足企業(yè)多元化需求。1.2BaaS平臺的架構(gòu)和功能BaaS平臺架構(gòu)資源層：提供基礎(chǔ)IT服務(wù)資源，如計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源等IaaS服務(wù)。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)層：構(gòu)建在開源或閉源區(qū)塊鏈架構(gòu)上，支持核心技術(shù)，如共識機(jī)制、分布式賬本存儲、智能合約引擎、跨鏈交互和安全隱私保護(hù)。區(qū)塊鏈平臺服務(wù)層：提供區(qū)塊鏈創(chuàng)建與管理、智能合約管理、運(yùn)維監(jiān)控和訪問接口等服務(wù)。應(yīng)用層：運(yùn)行區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)應(yīng)用，如政務(wù)、金融、司法存證和商品溯源等。用戶可以通過可視化服務(wù)完成應(yīng)用上鏈準(zhǔn)備，集成區(qū)塊鏈SDK完成上鏈。BaaS平臺功能聯(lián)盟鏈管理：實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟鏈的自動化部署和可視化管理。功能包括聯(lián)盟鏈配置、生命周期管理、節(jié)點(diǎn)生命周期管理、聯(lián)盟鏈納管。聯(lián)盟鏈運(yùn)維：通過可視化和自動化工具監(jiān)控和運(yùn)維聯(lián)盟鏈、主機(jī)及BaaS系統(tǒng)。包括可視化監(jiān)控、運(yùn)維日志和告警管理。智能合約管理：綜合運(yùn)用開發(fā)工具和SDK，進(jìn)行智能合約的開發(fā)、部署和操作。包括智能合約開發(fā)IDE、生命周期管理、數(shù)據(jù)可視化和安全監(jiān)測。BaaS平臺的通用架構(gòu)1.2BaaS平臺的架構(gòu)和功能聯(lián)盟鏈管理細(xì)節(jié)聯(lián)盟鏈配置：動態(tài)配置關(guān)鍵參數(shù)，如鏈名、節(jié)點(diǎn)名、區(qū)塊大小、打包超時(shí)時(shí)長等。動態(tài)配置資源，如服務(wù)資源的擴(kuò)容和彈性伸縮。聯(lián)盟鏈生命周期管理：管理聯(lián)盟鏈從創(chuàng)建到銷毀的整個(gè)過程。通過RBAC和聯(lián)盟治理投票機(jī)制保障操作的安全性。節(jié)點(diǎn)生命周期管理：管理節(jié)點(diǎn)從創(chuàng)建到銷毀的整個(gè)過程。同樣通過RBAC和聯(lián)盟治理投票機(jī)制保障操作的安全性。聯(lián)盟鏈納管：納管非BaaS環(huán)境下創(chuàng)建的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。創(chuàng)建納管鏈，輸入節(jié)點(diǎn)信息，通過BaaS管理頁面進(jìn)行管理。聯(lián)盟鏈納管1.2BaaS平臺的架構(gòu)和功能3.智能合約數(shù)據(jù)可視化：收集和處理智能合約數(shù)據(jù)，通過圖形化技術(shù)展示。4.智能合約安全監(jiān)測：檢測智能合約漏洞和語法問題，提供修復(fù)建議。包括靜態(tài)分析和形式化驗(yàn)證。聯(lián)盟鏈運(yùn)維細(xì)節(jié)可視化監(jiān)控：圖表化展示系統(tǒng)關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。分為聯(lián)盟鏈監(jiān)控、主機(jī)監(jiān)控和系統(tǒng)自監(jiān)控。運(yùn)維日志：記錄系統(tǒng)運(yùn)行事件，用于定位故障源頭和原因。分為聯(lián)盟鏈日志、主機(jī)日志和系統(tǒng)日志。告警管理：實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，第一時(shí)間報(bào)告故障信息。分為監(jiān)控告警和日志告警。智能合約管理細(xì)節(jié)智能合約開發(fā)IDE：提供集成開發(fā)環(huán)境，支持多語言開發(fā)插件。智能合約生命周期管理：控制智能合約從部署到銷毀的整個(gè)過程。通過RBAC和聯(lián)盟治理投票機(jī)制實(shí)現(xiàn)權(quán)限控制。通用智能合約管理方案的架構(gòu)

1.3BaaS平臺的優(yōu)勢1.降低成本BaaS平臺通過提供預(yù)配置的區(qū)塊鏈環(huán)境，降低企業(yè)部署和維護(hù)區(qū)塊鏈的初始及持續(xù)成本。2.提高開發(fā)效率利用BaaS平臺，開發(fā)者可以專注于業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，減少底層區(qū)塊鏈技術(shù)的開發(fā)時(shí)間，提高效率達(dá)XX%。3.靈活性高BaaS平臺支持多種區(qū)塊鏈技術(shù)和框架，為企業(yè)提供靈活的選擇，以適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)需求。8.1.3BaaS平臺技術(shù)發(fā)展方向BaaS平臺主要發(fā)力點(diǎn)多云環(huán)境兼容性：支持不同部署環(huán)境，減少開發(fā)資源消耗，提高靈活性。非開發(fā)用戶能夠自主管理資源。區(qū)塊鏈底層兼容性及跨鏈設(shè)施：支持多種區(qū)塊鏈底層，實(shí)現(xiàn)同構(gòu)和異構(gòu)鏈的跨鏈互通。智能合約研發(fā)設(shè)施：提供完善的智能合約研發(fā)工具，包括在線編輯、部署、測試和安全檢測。監(jiān)控告警和日志管理：提高監(jiān)控指標(biāo)的完善度和日志支持粒度。趣鏈區(qū)塊鏈BaaS平臺技術(shù)創(chuàng)新多模式部署/多底層兼容：采用可插拔驅(qū)動機(jī)制，適應(yīng)異構(gòu)云環(huán)境和異構(gòu)鏈。支持VirtualBox、Kubernetes、云主機(jī)等環(huán)境，以及趣鏈區(qū)塊鏈、HyperledgerFabric、BitXHub等?？珂溎芰Γ捍蚱撇煌滈g通信壁壘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)協(xié)同。構(gòu)建可信互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，最大化各參與方利益。一站式智能研發(fā)設(shè)施：提供智能研發(fā)、合約商店、合約管理、合約安全檢測、在線IDE等模塊。縮短研發(fā)周期，降低成本。立體監(jiān)控體系：提供可視化監(jiān)控、日志管理、系統(tǒng)告警、鏈路追蹤等工具。提升區(qū)塊鏈監(jiān)管審計(jì)透明性，構(gòu)建立體監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。日志管理：包括采集端、處理端和存儲端的日志管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集、流數(shù)據(jù)處理、日志索引建立和關(guān)鍵詞搜索。企業(yè)級賬戶權(quán)限體系：基于RBAC的賬戶體系，實(shí)現(xiàn)角色訪問控制。構(gòu)建操作行為溯源機(jī)制，滿足企業(yè)審計(jì)需求。2.跨鏈平臺2.Crosschainplatform022.1跨鏈技術(shù)的定義與發(fā)展跨鏈的定義跨鏈：指通過連接相對獨(dú)立的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同賬本之間的可信操作?？珂湹膬r(jià)值解決獨(dú)立封閉體系：當(dāng)前主流區(qū)塊鏈應(yīng)用大多為獨(dú)立、垂直的封閉體系，缺乏互聯(lián)互通機(jī)制?？珂溂夹g(shù)可以打破這種孤立狀態(tài)，增強(qiáng)鏈與鏈之間的連接。提升數(shù)字資產(chǎn)流動性：通過跨鏈實(shí)現(xiàn)數(shù)字資產(chǎn)的自由流動，增強(qiáng)其價(jià)值。目前的數(shù)字資產(chǎn)交換主要依賴中心化交易所，存在安全性和透明度問題。去中心化資產(chǎn)交換（如Uniswap、Curve、SushiSwap）尚未完善，主要局限于同一鏈內(nèi)的資產(chǎn)交換。信息交換與數(shù)據(jù)同步：跨鏈技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)鏈與鏈之間的數(shù)據(jù)同步和復(fù)雜的跨鏈調(diào)用。當(dāng)前區(qū)塊鏈應(yīng)用之間的互通壁壘高，難以有效共享信息。4.解決單鏈性能瓶頸：單鏈架構(gòu)面臨性能差、容量不足等問題，難以支撐高交易吞吐量和低延遲的應(yīng)用場景。隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，單鏈的存儲容量會逐漸增加，可能超出存儲介質(zhì)的容量上限?？珂溂夹g(shù)可以實(shí)現(xiàn)多鏈協(xié)作，構(gòu)建多層多鏈體系架構(gòu)，從而解決性能瓶頸。2.1跨鏈技術(shù)的定義與發(fā)展1.跨鏈促進(jìn)資產(chǎn)流動性跨鏈平臺通過連接不同區(qū)塊鏈，實(shí)現(xiàn)數(shù)字資產(chǎn)的跨鏈轉(zhuǎn)移，大大提升了資產(chǎn)的流動性和交易效率。2.跨鏈降低交易成本根據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用跨鏈技術(shù)進(jìn)行資產(chǎn)交換相比傳統(tǒng)方式可降低約30%的交易成本，提高用戶體驗(yàn)。3.跨鏈提升網(wǎng)絡(luò)安全性跨鏈平臺通過分布式賬本技術(shù)和智能合約的應(yīng)用，增強(qiáng)了交易的安全性和透明度，減少了潛在的攻擊面。項(xiàng)目背景Polkadot是一個(gè)由Web3基金會支持的跨鏈協(xié)議，旨在實(shí)現(xiàn)多個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)之間的互操作性。跨鏈機(jī)制采用中繼鏈和平行鏈架構(gòu)，通過共享安全性和跨鏈消息傳遞實(shí)現(xiàn)不同區(qū)塊鏈之間的連接和通信。市場影響Polkadot推動了跨鏈技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，被廣泛認(rèn)為是下一代區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。案例：Polkadot2.2跨鏈技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)方式1.跨鏈模型哈希時(shí)間鎖定（HashTimeLock）用于不同加密貨幣間的兌換，首次出現(xiàn)在比特幣的閃電網(wǎng)絡(luò)中。包含哈希鎖（HashLock）和時(shí)間鎖（TimeLock），限定條件下的支付模式。通過秘密數(shù)和哈希操作實(shí)現(xiàn)跨鏈資產(chǎn)交換，保證交易的原子性。公證人機(jī)制（NotarySchema）引入第三方公證人來保證交易的可信傳遞。包括中心化公證人機(jī)制、多簽名公證人機(jī)制和分布式公證人機(jī)制。多簽名和分布式公證人機(jī)制增強(qiáng)了安全性，但實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜。側(cè)鏈/中繼鏈（Sidechains/Relaychains）側(cè)鏈技術(shù)允許實(shí)驗(yàn)性區(qū)塊鏈作為比特幣側(cè)鏈運(yùn)行。采用雙向錨定（Two-wayPeg）機(jī)制，允許資產(chǎn)在主鏈和側(cè)鏈間轉(zhuǎn)移。中繼鏈技術(shù)更加獨(dú)立，沒有主鏈概念，如Cosmos的Hub和Polkadot的Relaychain。2.跨鏈交易驗(yàn)證驗(yàn)證跨鏈交易的存在性和有效性，確保交易不是憑空產(chǎn)生。存在性驗(yàn)證通常使用類SPV證明或背書策略證明實(shí)現(xiàn)。有效性驗(yàn)證確保交易執(zhí)行狀態(tài)的有效性，如防止雙花攻擊。Oracle時(shí)間解決方案背書策略證明區(qū)塊鏈分叉2.2跨鏈技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)方式3.跨鏈?zhǔn)聞?wù)管理跨鏈?zhǔn)聞?wù)涉及不同區(qū)塊鏈上的子操作構(gòu)成一個(gè)完整的事務(wù)。需要具備原子性、一致性、隔離性和持久性（ACID）特性。管理機(jī)制可以不用考慮隔離性，由業(yè)務(wù)系統(tǒng)保證。持久性轉(zhuǎn)化為保證跨鏈子操作的最終確認(rèn)性問題。解決方案包括設(shè)置確認(rèn)閾值和采用最終確認(rèn)性共識算法。4.跨鏈數(shù)據(jù)安全保護(hù)跨鏈交易中的隱私數(shù)據(jù)，防止被非參與方查看或惡意攻擊者解析。隱私交易確保資產(chǎn)交換或數(shù)據(jù)互通保密，無法被第三方查看和解析?？珂溄灰坠９沧R保證只有交易哈希被共識，隱藏交易內(nèi)容。協(xié)商加密確保交易內(nèi)容在中繼鏈傳輸過程中不被查看。TEE（TrustedExecutionEnvironment）技術(shù)提供敏感操作的保障。其他方法包括零知識證明和同態(tài)加密等，以保障隱私保護(hù)和數(shù)據(jù)安全。密鑰協(xié)商和加密流程

跨鏈交易哈希共識BitXhub跨鏈?zhǔn)聞?wù)管理機(jī)制1.側(cè)鏈/中繼鏈跨鏈側(cè)鏈/中繼鏈跨鏈通過搭建中間鏈，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)塊鏈間的價(jià)值傳輸和數(shù)據(jù)交互，其高效性和安全性被多項(xiàng)目驗(yàn)證。2.原子交換跨鏈原子交換跨鏈技術(shù)通過加密鎖定交易和哈希時(shí)間鎖定合同確保資產(chǎn)交換的原子性，無需信任中介即可完成鏈間交易。3.哈希鎖定跨鏈哈希鎖定跨鏈技術(shù)通過生成預(yù)定義的哈希值來鎖定跨鏈資產(chǎn)，并在鏈上通過哈希值的匹配來完成跨鏈資產(chǎn)的解鎖和轉(zhuǎn)移。2.2跨鏈技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)方式2.3跨鏈技術(shù)的應(yīng)用場景1.金融資產(chǎn)轉(zhuǎn)移跨鏈技術(shù)允許金融機(jī)構(gòu)在不同區(qū)塊鏈之間無縫轉(zhuǎn)移資產(chǎn)，如BTC與ETH的互轉(zhuǎn)，提升了金融交易的靈活性和效率。2.去中心化數(shù)據(jù)交換跨鏈技術(shù)通過連接不同數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)去中心化數(shù)據(jù)交換，保障了數(shù)據(jù)安全與隱私，據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)交換量年均增長20%。3.供應(yīng)鏈管理優(yōu)化在復(fù)雜的供應(yīng)鏈中，跨鏈技術(shù)能有效整合不同參與者的信息，降低信息不對稱，據(jù)估算，可提升供應(yīng)鏈效率15%。4.互操作性增強(qiáng)跨鏈技術(shù)提高了不同區(qū)塊鏈之間的互操作性，使得不同區(qū)塊鏈上的服務(wù)和應(yīng)用可以相互調(diào)用，擴(kuò)展了區(qū)塊鏈的生態(tài)圈。2.3跨鏈技術(shù)的應(yīng)用場景1.Polkadot創(chuàng)始人：GavinWood，以太坊聯(lián)合創(chuàng)始人。目標(biāo)：創(chuàng)建一個(gè)類似互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)多鏈架構(gòu)，促進(jìn)信息交互。組成：中繼鏈：提供統(tǒng)一共識和安全性。平行鏈：負(fù)責(zé)具體業(yè)務(wù)場景的應(yīng)用鏈。轉(zhuǎn)接橋：連接其他外部區(qū)塊鏈，如以太坊。網(wǎng)絡(luò)角色：驗(yàn)證人：驗(yàn)證候選區(qū)塊，發(fā)布驗(yàn)證過的區(qū)塊。收集人：產(chǎn)生候選區(qū)塊，提交給驗(yàn)證人。提名人：通過抵押資本支持驗(yàn)證人。釣魚人：監(jiān)控非法行為，舉報(bào)獲得獎(jiǎng)勵(lì)?？珂溝鬟f協(xié)議：XCMP，使用默克爾樹隊(duì)列機(jī)制，保證消息傳輸?shù)恼鎸?shí)性和順序。有效性驗(yàn)證：三級驗(yàn)證機(jī)制，確保網(wǎng)絡(luò)的安全性和驗(yàn)證人的行為。2.Cosmos構(gòu)建者：Tendermint團(tuán)隊(duì)。架構(gòu)：Hub：連接其他區(qū)塊鏈的主要鏈。Zone：與Hub相連的同構(gòu)區(qū)塊鏈。共識算法：Tendermint，部分同步運(yùn)作的拜占庭容錯(cuò)共識算法。鏈間通信協(xié)議：IBC，通過中繼器（Relayer）傳遞跨鏈消息。原生代幣：Atom。交易流程：涉及Tendermint共識算法、跨鏈交易MsgPackage數(shù)據(jù)包、中繼器輪詢和消息傳遞。Cosmos架構(gòu)

2.3跨鏈技術(shù)的應(yīng)用場景參數(shù)說

明參數(shù)說

明From來源鏈IDProof跨鏈交易證明To目的鏈IDTimeoutHeight跨鏈傳輸協(xié)議在中繼鏈上的超時(shí)塊高Index跨鏈交易索引Group一對多場景的跨鏈?zhǔn)聞?wù)信息Type跨鏈類型Version協(xié)議版本號Payload跨鏈調(diào)用內(nèi)容編碼Extra自定義字段IBTP主要字段BitXHub架構(gòu)3.BitXHub提出者：趣鏈科技。目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)同構(gòu)及異構(gòu)區(qū)塊鏈間的交易。架構(gòu)：中繼鏈（Relaychain）：管理應(yīng)用鏈和跨鏈交易驗(yàn)證?？珂溇W(wǎng)關(guān)（Pier）：收集和傳播交易。應(yīng)用鏈（App-chain）：負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯，包括同構(gòu)和異構(gòu)鏈。核心功能：通用跨鏈傳輸協(xié)議（IBTP）：支持跨鏈交易。異構(gòu)交易驗(yàn)證引擎：驗(yàn)證交易證明。多層級路由：確保交易的可靠性。跨鏈交易流程：涉及應(yīng)用鏈發(fā)起交易、中繼鏈驗(yàn)證、跨鏈網(wǎng)關(guān)查詢和提交。驗(yàn)證引擎：高效、可插拔，支持驗(yàn)證規(guī)則的動態(tài)注入和在線升級。2.4應(yīng)用場景金融資產(chǎn)轉(zhuǎn)移案例：ChainlinkChainlink通過去中心化預(yù)言機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了智能合約與外部數(shù)據(jù)源之間的連接，支持跨鏈金融資產(chǎn)轉(zhuǎn)移，提高了金融市場的透明度和效率。去中心化數(shù)據(jù)交換案例：OceanProtocolOceanProtocol通過跨鏈數(shù)據(jù)交換協(xié)議，促進(jìn)了數(shù)據(jù)的去中心化共享，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，推動了數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。供應(yīng)鏈管理優(yōu)化案例：VeChainVeChain通過跨鏈技術(shù)整合供應(yīng)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了供應(yīng)鏈的透明化管理，提升了供應(yīng)鏈的效率和可靠性。3.區(qū)塊鏈測試工具3.BlockchainTestingTools03區(qū)塊鏈測試工具的重要性區(qū)塊鏈測試工具能確保系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和性能，通過自動化測試和模擬真實(shí)環(huán)境場景，提高項(xiàng)目質(zhì)量。測試工具助力開發(fā)效率使用區(qū)塊鏈測試工具，開發(fā)者能快速定位錯(cuò)誤、優(yōu)化性能瓶頸，縮短開發(fā)周期，提高開發(fā)效率。3.1區(qū)塊鏈測試工具的類型3.1區(qū)塊鏈測試工具的類型主流區(qū)塊鏈平臺性能對比區(qū)塊鏈安全體系評價(jià)BitXhub架構(gòu)1.區(qū)塊鏈信息系統(tǒng)質(zhì)量模型功能：考察系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、完備性和適合性，涉及基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺協(xié)議層、技術(shù)拓展層和接口層。性能：通過基準(zhǔn)測試工具模擬不同負(fù)載條件，評估系統(tǒng)的容量、時(shí)間特性、資源利用率和穩(wěn)定性。安全：評估系統(tǒng)對信息和數(shù)據(jù)的保密性、完整性、真實(shí)性和防抵賴能力?？煽啃裕嚎疾煜到y(tǒng)的可用性、容錯(cuò)性、健壯性和易恢復(fù)性?？删S護(hù)性：評估系統(tǒng)的模塊化、錯(cuò)誤診斷、修改、測試和升級的難易程度?？梢浦残裕嚎疾煜到y(tǒng)跨平臺的適應(yīng)性、安裝、組件替換的難易程度?；ゲ僮餍裕涸u估節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)一致性，與其他系統(tǒng)間的協(xié)同性和替換性?？蓴U(kuò)展性：考察存儲和執(zhí)行模塊的可擴(kuò)展性。2.區(qū)塊鏈評價(jià)體系概述功能評價(jià)：從基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺協(xié)議層、技術(shù)拓展層和接口層進(jìn)行評價(jià)。性能評價(jià)：考察系統(tǒng)容量、時(shí)間特性、資源利用率和穩(wěn)定性。安全評價(jià)：從數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸、共識算法、智能合約和權(quán)限控制五個(gè)層面進(jìn)行評價(jià)。拓展評價(jià)：包含可靠性、可維護(hù)性、可移植性、互操作性和可擴(kuò)展性。3.1區(qū)塊鏈測試工具的類型3.功能測評基礎(chǔ)設(shè)施層混合型存儲：考察不同類型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫選型。點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)：評估網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議對上層功能的支持。硬件加密：評估硬件TEE的實(shí)現(xiàn)和密鑰管理。平臺協(xié)議層分布式賬本：考察節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)賬本的安全性和可追溯性。組網(wǎng)通信：評估節(jié)點(diǎn)間的組網(wǎng)方式和動態(tài)加入/退出能力。共識算法：考察共識算法的多樣性和一致性。智能合約執(zhí)行引擎：評估智能合約的業(yè)務(wù)功能和升級方案。密碼學(xué)：評估支持的密碼算法類型和密鑰管理。區(qū)塊鏈治理：考察治理模式和管理操作。賬戶管理：評估賬戶管理操作和權(quán)限控制。跨鏈技術(shù)：考察跨鏈交互支持。技術(shù)拓展層可信數(shù)據(jù)源：評估外部數(shù)據(jù)源接入和真實(shí)性驗(yàn)證。數(shù)據(jù)索引：考察鏈下索引數(shù)據(jù)庫的提供和數(shù)據(jù)查詢效率。隱私保護(hù)：評估隱私保護(hù)機(jī)制。區(qū)塊鏈審計(jì)：考察審計(jì)功能和數(shù)據(jù)訪問的可審計(jì)性。接口層外部接口：評估鏈外系統(tǒng)開放接口的提供。用戶接口：評估賬戶體系查詢服務(wù)。管理接口：評估節(jié)點(diǎn)管理入口和配置管理。4.性能測評交易處理性能：考察交易吞吐量和延遲時(shí)間，使用Caliper和Frigate工具進(jìn)行測評。數(shù)據(jù)查詢性能：考察區(qū)塊查詢、交易查詢等的并發(fā)用戶數(shù)、TPS和響應(yīng)時(shí)間。穩(wěn)定性：通過高負(fù)載壓力測試、低負(fù)載持續(xù)運(yùn)行和尖峰沖擊測試，評估系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。3.1具體工具介紹GethTestRPCGethTestRPC是一種用于以太坊智能合約測試的模擬環(huán)境工具，開發(fā)者可以在本地模擬區(qū)塊鏈環(huán)境，進(jìn)行智能合約的開發(fā)和測試。HyperledgerCaliperHyperledgerCaliper是一種區(qū)塊鏈性能測試工具，通過模擬高并發(fā)交易場景，幫助開發(fā)者評估和優(yōu)化區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的性能。TruffleTruffle是一種區(qū)塊鏈開發(fā)框架，提供了自動化測試工具，能夠顯著減少區(qū)塊鏈項(xiàng)目中的重復(fù)測試工作，提高開發(fā)效率。供應(yīng)鏈管理優(yōu)化3.2區(qū)塊鏈測試工具的作用1.確保系統(tǒng)穩(wěn)定性區(qū)塊鏈測試工具通過模擬各種場景，確保系統(tǒng)在面對各種挑戰(zhàn)時(shí)保持穩(wěn)定運(yùn)行，減少故障率。2.提高開發(fā)效率利用區(qū)塊鏈測試工具，開發(fā)人員能更快地驗(yàn)證代碼的正確性，減少調(diào)試時(shí)間，從而加快開發(fā)進(jìn)度。3.保障交易安全性測試工具對區(qū)塊鏈交易進(jìn)行詳盡的安全測試，有效預(yù)防潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，確保資金與用戶信息安全。4.降低實(shí)施成本通過早期發(fā)現(xiàn)并修復(fù)問題，區(qū)塊鏈測試工具減少了后期修復(fù)的成本，為企業(yè)節(jié)省了大量資源。3.3典型區(qū)塊鏈測試工具介紹HyperBench整體架構(gòu)1.HyperBench描述：開源的、基于Go語言開發(fā)的高性能通用區(qū)塊鏈基準(zhǔn)測試工具。挑戰(zhàn)：缺乏統(tǒng)一的區(qū)塊鏈系統(tǒng)功能要求和基準(zhǔn)測試規(guī)范。需要整合適配主流區(qū)塊鏈系統(tǒng)和快速靈活地根據(jù)測試用例搭建測試環(huán)境。解決方案：抽象區(qū)塊鏈操作接口為統(tǒng)一的智能合約部署、調(diào)用、查詢等接口。測試邏輯以腳本形式構(gòu)造，允許基于統(tǒng)一接口和測試引擎的鉤子函數(shù)靈活制定測試用例。架構(gòu)：基準(zhǔn)層：由測試參數(shù)配置和Lua測試腳本組成。引擎層：包括分布式控制器、壓力調(diào)度器、虛擬機(jī)池、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和可視化工具。虛擬機(jī)層：由若干Lua虛擬機(jī)組成，模擬用戶操作邏輯。適配層：將區(qū)塊鏈平臺操作統(tǒng)一抽象成客戶端接口，屏蔽系統(tǒng)功能細(xì)節(jié)。性能擴(kuò)展層：加速虛擬機(jī)執(zhí)行測試邏輯的效率，內(nèi)置常用工具方法。特點(diǎn)：基于虛擬機(jī)的分布式高性能基準(zhǔn)測試工具，通過Go語言協(xié)程機(jī)制進(jìn)行并發(fā)壓力輸出。適配平臺：已適配HyperledgerFabric、以太坊、趣鏈、Xuperchain等。3.3典型區(qū)塊鏈測試工具介紹Caliper整體架構(gòu)2.Caliper描述：基于Node.js的開源通用區(qū)塊鏈基準(zhǔn)測試工具，Hyperledger項(xiàng)目子項(xiàng)目。支持平臺：支持HyperledgerFabric、Sawtooth、Iroha、Burrow、Besu、以太坊和FISCOBCOS。架構(gòu)：適配層：將區(qū)塊鏈系統(tǒng)功能抽象成統(tǒng)一接口，稱為CaliperBlockchainNBI。接口與核心層：提供資源監(jiān)控、性能監(jiān)控、可視化接口，封裝分布式控制器及壓力引擎?；鶞?zhǔn)層：根據(jù)測試用例編寫測試邏輯與配置測試策略。特點(diǎn)：通過Node.js線程與Promise機(jī)制實(shí)現(xiàn)并發(fā)壓力輸出，易于上手，但運(yùn)行時(shí)較難緩存測試上下文，構(gòu)造復(fù)雜操作用例困難，性能較差。3.3典型區(qū)塊鏈測試工具介紹1.測試工具助力安全驗(yàn)證典型區(qū)塊鏈測試工具，如GethTestRPC，提供模擬環(huán)境用于測試智能合約，確保其在真實(shí)區(qū)塊鏈上的安全性與可靠性。2.性能優(yōu)化依賴測試工具區(qū)塊鏈性能測試工具，如HyperledgerCaliper，通過模擬高并發(fā)交易場景，幫助開發(fā)者優(yōu)化區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)性能。3.自動化測試提高效率利用自動化測試工具如Truffle，能顯著減少區(qū)塊鏈項(xiàng)目中的重復(fù)測試工作，提高開發(fā)效率。思考題Reflectionquestions041.什么是BaaS？試比較其與IaaS、PaaS、SaaS的區(qū)別。1.區(qū)塊鏈技術(shù)普及度區(qū)塊鏈技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，?截至2023年12月，全球共有10291家區(qū)塊鏈企業(yè)?，其中中國和美國分別有2802家和2697家，處于全球領(lǐng)先水平?。2.區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新活躍隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的深入發(fā)展，新的創(chuàng)新應(yīng)用層出不窮，包括智能合約、去中心化金融(DeFi)和NFT等。3.區(qū)塊鏈技術(shù)生態(tài)多樣區(qū)塊鏈技術(shù)生態(tài)涵蓋從基礎(chǔ)設(shè)施到應(yīng)用開發(fā)等多個(gè)層面，包括加密貨幣、公有鏈、聯(lián)盟鏈和私有鏈等多種形式。4.區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用廣泛區(qū)塊鏈技術(shù)不僅限于金融領(lǐng)域，還應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理、身份驗(yàn)證、版權(quán)保護(hù)等多個(gè)行業(yè)，展現(xiàn)了其強(qiáng)大的跨界融合能力。2.BaaS的典型架構(gòu)包括哪些層次？各層次具備哪些獨(dú)特的意義？1.BaaS典型架構(gòu)分三層BaaS典型架構(gòu)通常包括基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺服務(wù)層和應(yīng)用服務(wù)層?；A(chǔ)設(shè)施層提供物理節(jié)點(diǎn)支持，平臺服務(wù)層處理區(qū)塊鏈操作，應(yīng)用服務(wù)層支持多樣化應(yīng)用。2.各層次功能獨(dú)特基礎(chǔ)設(shè)施層保障區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定；平臺服務(wù)層簡化開發(fā)流程；應(yīng)用服務(wù)層推動區(qū)塊鏈技術(shù)落地，實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)值最大化。3.思考BaaS平臺技術(shù)未來的發(fā)展方向以及潛在的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)和應(yīng)用前景。1.BaaS向云原生演進(jìn)隨著云原生技術(shù)的成熟，BaaS平臺將向云原生架構(gòu)演進(jìn)，提升部署效率和可擴(kuò)展性，數(shù)據(jù)顯示云原生采用率逐年上升，前景廣闊。2.區(qū)塊鏈互操作性增強(qiáng)BaaS平臺將加強(qiáng)跨鏈互操作性，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)間的無縫連接，數(shù)據(jù)交換將更為便捷，預(yù)計(jì)將提升區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的普及率。3.隱私保護(hù)技術(shù)創(chuàng)新BaaS平臺將加大在隱私保護(hù)技術(shù)創(chuàng)新上的投入，通過零知識證明、同態(tài)加密等技術(shù)保障數(shù)據(jù)安全，滿足日益嚴(yán)格的隱私保護(hù)需求。4.什么是跨鏈技術(shù)？為什么需要跨鏈技術(shù)？010203跨鏈技術(shù)通過創(chuàng)建橋接協(xié)議，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)之間的通信和價(jià)值傳輸，提升區(qū)塊鏈的互操作性和擴(kuò)展性。隨著區(qū)塊鏈項(xiàng)目數(shù)量的增多，跨鏈技術(shù)有助于解決區(qū)塊鏈碎片化問題，實(shí)現(xiàn)不同項(xiàng)目間的協(xié)同和數(shù)據(jù)共享?？珂溂夹g(shù)使得不同區(qū)塊鏈上的數(shù)字資產(chǎn)能夠互相轉(zhuǎn)換和流通，促進(jìn)資產(chǎn)的高效配置和市場化。跨鏈技術(shù)連接不同區(qū)塊鏈跨鏈技術(shù)應(yīng)對碎片化問題跨鏈技術(shù)促進(jìn)資產(chǎn)流動