【正文】 場景的需要，采用不同的可插拔的模塊組件。京東區(qū)塊鏈定位為企業(yè)級的區(qū)塊鏈平臺，需要適用廣泛的企業(yè)場景，在設(shè)計(jì)上首先從定義企業(yè)場景的核心用例出發(fā)，設(shè)計(jì)京東區(qū)塊鏈的協(xié)議、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能特性。l 面向業(yè)務(wù)面向業(yè)務(wù)是京東區(qū)塊鏈的第一設(shè)計(jì)原則。. 設(shè)計(jì)原則京東區(qū)塊鏈目標(biāo)是提供企業(yè)級的區(qū)塊鏈技術(shù)與服務(wù)，建設(shè)具有高性能、良好擴(kuò)展性、廣泛場景通用性、安全合規(guī)、接口友好和易部署管理的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，打造開放共贏的區(qū)塊鏈技術(shù)與服務(wù)生態(tài)。包括了共識網(wǎng)絡(luò)、賬本、持久化引擎、合約引擎四個組件。圖 京東區(qū)塊鏈體系架構(gòu)圖l 區(qū)塊鏈協(xié)議京東區(qū)塊鏈協(xié)議作為最頂層的架構(gòu)設(shè)計(jì)，定義了區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)，包括賬本狀態(tài)、歷史證明、賬本操作集、合約指令集 4 個方面的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。3. 京東區(qū)塊鏈架構(gòu)體系京東區(qū)塊鏈的目標(biāo)是提供企業(yè)級的區(qū)塊鏈技術(shù)與服務(wù)，結(jié)合自身在大數(shù)據(jù)、分布式系統(tǒng)方面積累的經(jīng)驗(yàn)，解決區(qū)塊鏈在企業(yè)級場景下的交易并發(fā)性能、數(shù)據(jù)存儲性能、場景通用 性、功能完備性、易用性等方面問題，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈在京東自身的電商和供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)的落地， 推動京東區(qū)塊鏈技術(shù)和生態(tài)發(fā)展。區(qū)塊鏈的可追溯特性使得數(shù)據(jù)從采集、交易、流通，以及計(jì)算分析的每一步記錄都可以留存在區(qū)塊鏈上，使得數(shù)據(jù)的質(zhì)量獲得前所未有的強(qiáng)信任背書，也保證了數(shù)據(jù)分析結(jié)果的正確性和數(shù)據(jù)挖掘的效果，能夠進(jìn)一步規(guī)范數(shù)據(jù)的使用，精細(xì)化授權(quán)范圍，追溯數(shù)據(jù)使用情況，全面保障數(shù)據(jù)使用的安全合規(guī)。依托區(qū)塊鏈技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在車輛上安裝相應(yīng)傳感記錄設(shè)備，保證信息的真實(shí)、準(zhǔn)確和不可篡改，在出險時，實(shí)時或準(zhǔn)實(shí)時地將車輛事故數(shù)據(jù)提交給應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的“事故認(rèn)證平臺”系統(tǒng)，交警裁決數(shù)據(jù)、傳感記錄器數(shù)據(jù)、維修廠數(shù)據(jù)等都實(shí)時同步，從根本上解決車險理賠欺詐問題，同時提高保險理賠案件的效率和準(zhǔn)確性。. 其他領(lǐng)域除了供應(yīng)鏈、金融、政務(wù)及公共服務(wù)領(lǐng)域外，區(qū)塊鏈還可以應(yīng)用在很多其他領(lǐng)域，受篇幅所限，我們不便一一列出，僅舉二個例子：l 保險防欺詐利用區(qū)塊鏈共識機(jī)制、防篡改機(jī)制和可追溯機(jī)制，在保險代償、追償時提供有效證據(jù)支撐。捐贈人可通過客戶端實(shí)時查詢所捐贈物資的物流狀態(tài)，直觀地看到物資發(fā)放到受助人手中的全過程。l 公益追溯應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)支撐公益項(xiàng)目的陽光、透明和可追溯。l 合同及發(fā)票防偽電子合同和電子發(fā)票的日益普及，為我們?nèi)粘Ｉ詈蜕虡I(yè)活動帶來很多便利的同時，也面臨合同造假、發(fā)票造假及重復(fù)報銷等許多新的問題，需要監(jiān)管部門和企業(yè)共同探索有效的解決方案。. 政務(wù)及公共服務(wù)領(lǐng)域政務(wù)及公共服務(wù)的工作核心在于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和有效監(jiān)督管理，傳統(tǒng)管理方式是通過立法和抽查進(jìn)行監(jiān)管，不能做到實(shí)時監(jiān)控，涉及仲裁時往往還需要漫長的取證過程。l 資產(chǎn)證券化 ABS傳統(tǒng)的資產(chǎn)證券化需要結(jié)算機(jī)構(gòu)、交易所和證券公司等的多重協(xié)調(diào)，通過搭載智能合約的聯(lián)盟鏈，可以自動實(shí)現(xiàn)跨多主體間的證券產(chǎn)品交易。通過區(qū)塊鏈系統(tǒng)，交易雙方或多方可以共享一套可信、互認(rèn)的賬本，所有的交易清結(jié)算記錄全部在鏈可查，安全透明、不可篡改、可追溯，極大提升對賬準(zhǔn)確度和效率。高盛也在一份報告中指出，區(qū)塊鏈技術(shù)將為資本市場每年節(jié)約 60 億美元的成本。國內(nèi)外大多數(shù)區(qū)塊鏈聯(lián)盟均聚焦于金融領(lǐng)域，例如由 42 家國際銀行組成的區(qū)塊鏈聯(lián)盟 R3 致力于利用區(qū)塊鏈技術(shù)，在解決互信的基礎(chǔ)上，構(gòu)建扁平化的全球一體化清算體系，以提高效率、降低成本。針對有融資困難的供應(yīng)鏈上下游中小企業(yè)， 可基于區(qū)塊鏈提供的主體資質(zhì)認(rèn)證、與大型企業(yè)的多頻次交易信息認(rèn)證獲得信用背書，緩解融資難題。l 貿(mào)易融資在供貨商、進(jìn)貨商、銀行等貿(mào)易融資參與主體間建立聯(lián)盟鏈，通過區(qū)塊鏈記錄貿(mào)易主體資質(zhì)、多頻次交易信息、商品流轉(zhuǎn)信息等，使貿(mào)易雙方及銀行間公開透明安全地共享真實(shí)可信的信息。每一條信息都擁有自己特有的區(qū)塊鏈 ID“身份證“，且每條信息都附有各主體的數(shù)字簽名和寫入時間戳，供消費(fèi)者查詢和校驗(yàn)。l 商品防偽追溯借助區(qū)塊鏈技術(shù)，實(shí)現(xiàn)品牌商、渠道商、零售商、消費(fèi)者、監(jiān)管部門、第三方檢測機(jī)構(gòu)之間的信任共享，全面提升品牌、效率、體驗(yàn)、監(jiān)管和供應(yīng)鏈整體收益。未來企業(yè)市場范圍越來越大，物流環(huán)節(jié)表現(xiàn)出多區(qū)域、長時間跨度的特征，需要智能高效的防偽追溯能力。信息的不流暢導(dǎo)致各參與主體難以準(zhǔn)確了解相關(guān)事項(xiàng)的實(shí)時狀況及存在的問題，影響供應(yīng)鏈協(xié)同效率。這些場景的應(yīng)用分析基于京東應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)和京東自身對于區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用規(guī)劃，希望能夠通過經(jīng)驗(yàn)分享引起領(lǐng)域內(nèi)同行及合作伙伴的共鳴和交流。2. 區(qū)塊鏈典型應(yīng)用場景區(qū)塊鏈有著去中心化、點(diǎn)對點(diǎn)傳輸、透明、可追蹤、不可篡改、數(shù)據(jù)安全等特點(diǎn)，可以用來解決現(xiàn)有業(yè)務(wù)的一些痛點(diǎn)，創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式。l 人才稀缺區(qū)塊鏈?zhǔn)莻€多學(xué)科綜合技術(shù)解決方案，包括分布式、存儲、密碼學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通訊、芯片技術(shù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法律等，技術(shù)專業(yè)能力要求高，技術(shù)學(xué)習(xí)、人才培養(yǎng)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累周期長。l 技術(shù)不成熟沒有充分認(rèn)識區(qū)塊鏈技術(shù)目前的成熟度現(xiàn)狀，過于樂觀地選擇技術(shù)方案。l 錯誤的實(shí)施方法沒有充分認(rèn)識區(qū)塊鏈的技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出合理的技術(shù)方案。業(yè)界的積極實(shí)踐進(jìn)一步鞏固和加深了人們對區(qū)塊鏈潛在價值的認(rèn)識，但卻鮮有成功的落地案例，大多數(shù)停留在理念或 POC 階段，這種狀況的形成受許多因素影響：l 不適用的、不可持續(xù)的場景有不少案例是為了區(qū)塊鏈而區(qū)塊鏈，而不是從解決業(yè)務(wù)痛點(diǎn)出發(fā)，導(dǎo)致案例缺少有效價值，例如對一些不需要公開的信息進(jìn)行存證。人們在許多領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的嘗試，例如供應(yīng)鏈管理，互聯(lián)網(wǎng)金融，證券和銀行業(yè)務(wù)， 貿(mào)易融資，保險，醫(yī)療健康，資產(chǎn)管理，數(shù)字版權(quán)保護(hù)，公益慈善，政府公共服務(wù)，監(jiān)管合規(guī)性與審計(jì)，游戲，公益等等。于是金融和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域開始形成一些組織聯(lián)盟，如 RHyperledger 等。最初是幣（coin）的應(yīng)用，各種數(shù)字貨幣的出現(xiàn)和熱炒引起了廣泛關(guān)注和討論。區(qū)塊鏈技術(shù)需要降低學(xué)習(xí)和使用門檻，支持快速實(shí)施部署，提供貼近業(yè)務(wù)的接 口，推廣使用。l 易用性區(qū)塊鏈?zhǔn)怯啥喾N技術(shù)構(gòu)成，導(dǎo)致學(xué)習(xí)成本高，實(shí)施難度大，人才稀缺。另外，缺少對企業(yè)應(yīng)用中常見的一些功能的支持，例如用戶認(rèn)證、多級授權(quán)等。目前市面上的區(qū)塊鏈系統(tǒng)大多采用特定的共識算法，加密算法，賬戶模型，賬本模型， 存儲類型，缺少可插拔能力，無法適應(yīng)不同場景要求。目前典型的區(qū)塊鏈系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)對賬本數(shù)據(jù)的存儲時，典型的實(shí)現(xiàn)是基于文件系統(tǒng)或者簡單的 KV 數(shù)據(jù)庫存儲，沒有采用分布式存儲的設(shè)計(jì)，因而數(shù)據(jù)存儲能力與實(shí)際需要之間也存在較大的差距，需要探索有效的大數(shù)據(jù)存儲方式。不同于公鏈數(shù)字貨幣的主要內(nèi)容是“賬戶余額”，企業(yè)場景下的數(shù)據(jù)包含結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量十分龐大。因此，現(xiàn)實(shí)和目標(biāo)之間存在數(shù)量級的差別，需要持續(xù)優(yōu)化和提升區(qū)塊鏈系統(tǒng)高并發(fā)交易性能。由于交易處理缺少并行度，因而難以獲得接近于傳統(tǒng)中心化系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。 1 block = 1 MB. 9 40 nodes. 10 As reported in a blog post. 11 proofofretrievability. Trusted Hardware. 制約性能的另一個重要因素是賬本結(jié)構(gòu)。l 高并發(fā)交易能力SystemsCommittee FormationPerformances(Resources)ThroughputLatencyHybridByzCoinPoW1000 tx/s 110–20s 1AlgorandLottery90 tx/h 240s 2HyperledgerPermissioned110k tx/s 31s 3RSCoinPermissioned2k tx/s 41s 4ElasticoPoW16 blocks in 110s 5110s for 16 blocks 5OmniledgerPoW/PoX≈10k tx/s 6≈1s 6ChainspaceFlexible350 tx/s 71s 7proofofXOuroborosLottery tx/s 920sSnowwhiteStake100150 tx/s 9–Intel PoETTH121000 tx/s 10–proofofwordBitcoinPoW7 tx/s600sBitcoinNGPoW7 tx/s1sDECOR+HOPPoW30 tx/s 860s目前開源的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的高并發(fā)交易能力普遍不高，其中，共識算法是制約性能的重要方面。人類因掌握“工具”而發(fā)展文明，我們相信區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N新的“工具”，最終將促進(jìn)人類社會的進(jìn)步發(fā)展。比特幣系統(tǒng)的表現(xiàn)揭示了一個重要事實(shí)——以客觀區(qū)塊鏈技術(shù)為手段可以直接建立信任，而不需中介背書。區(qū)塊鏈從技術(shù)上保證整個長交易、長周期鏈條的各參與主體身份真實(shí)，數(shù)據(jù)可信，實(shí)現(xiàn)信用的多級傳遞，促進(jìn)業(yè)務(wù)鏈條扁平化，提升業(yè)務(wù)效率。因此區(qū)塊鏈為參與交易的各方保留了可信的歷史記錄。c) 歷史可證明區(qū)塊鏈固化了交易歷史，并提供對交易歷史的追溯查詢，保證交易的不可篡改和不可抵賴。區(qū)塊鏈智能合約帶來的是“契約”的一種新的更精確的表示形式，以及一種更客觀、更嚴(yán)格的執(zhí)行方式。執(zhí)行方式 上，通常的合約是事后以人的主觀意愿來執(zhí)行；而智能合約是在觸發(fā)條件被滿足后，由計(jì)算機(jī)程序來保證合約及時地執(zhí)行，具有客觀性。商業(yè)活動中為了防止違約、或?qū)`約進(jìn)行追索，需要付出高昂的成本（擔(dān)保、保險、律師費(fèi)、漫長司法程序等等）。b) 合約履行通常的合約（或者契約、協(xié)定、合同）的履行從根本上是由法律來保障的。由于多方分別持有相同的數(shù)據(jù)副本，并且數(shù)據(jù)被簽名確認(rèn)，并記錄數(shù)據(jù)的“指紋”（哈希值），以密碼技術(shù)保證了數(shù)據(jù)無法被篡改，數(shù)據(jù)因此變得可信。這種模式下，數(shù)據(jù)的可信度是由數(shù)據(jù)持有者的商業(yè)/社會信用來保證的，只能建立主觀的可信，對于一些重要的領(lǐng)域，仍需要付出額外的成本來防范數(shù)據(jù)被惡意篡改的風(fēng)險。對信任建立困難、信任維護(hù)成本高的應(yīng)用場景，區(qū)塊鏈可以提供非常有效幫助。在業(yè)務(wù)參與方之間相對獨(dú)立平等的跨主體業(yè)務(wù)協(xié)作的場景下，利用區(qū)塊鏈的共有數(shù)據(jù)、防篡改、分布式和數(shù)字化合約的特點(diǎn)，能夠把一些以往需要在業(yè)務(wù)層面協(xié)調(diào)解決的問題，放到技術(shù)層面來解決,使得問題的解決過程更高效、靈活以及更具客觀性。如果采用 SOA 的方案，則技術(shù)實(shí)踐上比較復(fù)雜，技術(shù)方案缺少通用性，難以支持復(fù)雜的業(yè)務(wù)。要么建立和運(yùn)營一個中心化的系統(tǒng)來處理各個參與方的業(yè)務(wù)需求，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)由中心化的組織維護(hù)；要么采用 SOA 架構(gòu)，由各個參與方發(fā)布服務(wù)接口，并相互調(diào)用，數(shù)據(jù)仍然維護(hù)在各個參與方。區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一種健壯和安全的分布式狀態(tài)機(jī)，典型的技術(shù)構(gòu)成包括共識算法、P2P 通訊、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和虛擬機(jī)。l 通過鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)記錄變更歷史，這部分被稱為“區(qū)塊”l 通過非對稱密鑰對表示參與者身份，以某種形式的狀態(tài)數(shù)據(jù)庫記錄當(dāng)前的信息，這部分被稱為“賬戶”(注：以太坊、Fabric 為代表的是賬戶模型，而比特幣是 UTXO 模型)l 通過鏈上編碼定義參與者之間的承諾，這