CN110888630A - 一种基于区块链的分布式可编程业务研发平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的分布式可编程业务研发平台，该平台采用微内核的架构设计，为分布式业务应用研发提供了大规模高性能点对点传输网络、模块化的安全密码学协议、高性能的计算引擎以及可编程数据分发协议。分布式可编程业务研发平台主要包括应用层和核心层两个部分，其中核心层提供了分布式可编程业务研发平台的基础能力如计算、网络、存储以及安全。而应用层部分则提供了一些典型的分布式应用协议包括安全数据共享、跨链、大规模可信存储、状态通道、高性能计算、语言机、全加密存储以及分布式秘密分享。本发明为基于区块链的分布式业务研发提供了一个通用可编程平台，通过微内核的架构设计灵活地支持自定义分布式商业逻辑。

Description

一种基于区块链的分布式可编程业务研发平台
技术领域
本发明属于区块链技术领域，涉及区块链技术、分布式计算技术，尤其涉及一种基于区块链的分布式可编程业务研发平台。
背景技术
区块链技术，区块链是一种新型去中心化协议，能安全地存储数字货币交易或其他数据，信息不可伪造和篡改，区块链上的交易确认由区块链上的所有节点共同完成。区块链由于其共识算法、加密算法等机制能够有效的进行数据资产类数据的管理，例如版权数据、合同数据、游戏道具等。智能合约是部署在区块链上的一段可自动执行的程序，广泛意义上的智能合约包含编程语言、编译器、虚拟机、事件、状态机、容错机制等。结合区块链的智能合约能够有效对数据资产进行确权、交易、权限控制等服务。
然而目前的区块链系统普遍面临着“不可能三角问题”导致基于区块链的分布式账本技术在短期内无法在去中心化、安全和可扩展性几个维度同时保持平衡。目前正对区块链的“不可能三角问题”业界提出了很多解决方案，如跨链、链下计算、多方计算以及分布式存储等等。然而目前的解决方案还都是针对区块链的单一问题而进行的设计，未形成一个通用的平台，这种类似的解决方案都需要从头研发成本较高，不适合高性能大规模分布式应用研发。
发明内容
针对现有现有区块链在安全、去中心化和可扩展性不足且无统一解决方案问题，本发明提供了一种基于区块链的分布式可编程业务研发平台。该平台为区块链的“不可能三角问题”提供了一个通用编程平台，通过微内核的架构设计灵活地支持自定义分布式应用业务逻辑。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于区块链的分布式可编程业务研发平台，包括应用模块和核心模块；
所述应用模块是基于分布式可编程业务研发平台的典型去中心协议，为开发应用提供开发依赖；所述应用模块包括安全数据共享、跨链、大规模可信存储、状态通道、高性能计算、预言机、全加密存储、分布式秘密分享的子模块；其中，所述安全数据共享提供基于安全多方计算和可信执行环境的多方数据共享协议，所述跨链提供通用的异构链跨链传输协议，所述大规模可信存储提供基于可验证数据结构的可扩展数据存储协议，所述状态通道提供链下计算协议；所述预言机提供区块链对可信数据源的数据访问接口，所述全加密存储提供全加密数据存储接口，所述分布式秘密分享提供分布式秘密共享接口；
所述核心模块封装所述应用模块需要的基本服务，包括高性能计算引擎、可定义数据分发协议、安全算法协议库、大规模点对点网络、硬件适配协议、混合存储引擎的子模块；其中，所述高性能计算引擎提供链下的可编程引擎，为系统提供可编程的能力；所述可定义数据分发协议提供数据消息在点对点网络中的自定义分发方式；所述安全算法协议库提供加密、解密、权限控制、访问控制、隐私保护、安全多方计算、零知识证明的算法包；所述大规模点对点网络提供大规模的网络组建以及基于分布式哈希表的网络数据分发能力；所述硬件适配协议为系统提供适配多种硬件的底层支持；所述混合存储引擎提供基于健值对以及可验证数据结构的存储方式。
进一步地，所述高性能计算引擎采用WebAssembly虚拟机构建。
进一步地，所述安全算法协议库提供基于秘密分享的安全多方计算协议；所述安全算法协议库的权限控制和访问控制通过区块链的智能合约保障安全性。
进一步地，所述混合存储引擎采用基于默克尔DAG格式的可验证数据结构。
本发明的有益效果是：本发明的基于区块链的分布式可编程业务研发平台，允许用户能够基于核心层快速构建分布式业务系统包括安全数据共享、跨链、大规模可信存储、状态通道、高性能计算、预言机、全加密存储、分布式秘钥分享。所述的分布式可编程业务研发平台通过提供可编程计算引擎、可定义数据分发协议、安全算法协议库以及大规模点对点网络、硬件适配协议和混合存储引擎帮助用户方便地构建自定义的分布式商业逻辑。本发明的分布式可编程业务研发平台能够支持快速研发基于区块链的大规模高性能分布式应用。
附图说明
图1是基于区块链的分布式可编程业务研发平台逻辑部署图；
图2是基于区块链的分布式可编程业务研发平台技术架构图。
具体实施方式
下面根据附图和具体实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示为本发明的基于区块链的分布式可编程业务研发平台逻辑部署图，所述的基于区块链的分布式可编程业务研发平台包括区块链、分布式可编程业务研发平台以及基于该分布式可编程业务研发平台的分布式APP。分布式可编程业务研发平台通过点多点网络协议组成区块链链下网络，提供分布式业务的具体服务，区块链则作为多个分布式可编程业务研发平台节点之间业务的账本提供记账服务。
如图2所示是本发明的基于区块链的分布式可编程业务研发平台的技术架构图，其主要包括：
1.应用模块：该模块是基于分布式可编程业务研发平台的常见应用协议，为进一步开发具体应用提供方便的开发包依赖。该模块包括安全数据共享、跨链、大规模可信存储、状态通道、高性能计算、预言机、全加密存储以及分布式秘密分享。其中：安全数据共享提供了基于安全多方计算和可信执行环境(TEE，trusted execution environment)的多方数据共享协议，跨链提供了通用的多链跨链传输协议，大规模可信存储提供了基于可验证数据结构的可扩展数据存储协议，状态通道提供了链下高效计算协议，高性能计算(Highperformance computing，HPC)为高性能智能合约计算，预言机提供了区块链对可信数据源的数据访问接口，全加密存储提供了一种全加密数据存储接口，分布式秘密分享提供了一种分布式秘密共享接口。
2.核心模块：该模块封装了应用模块所需要的基本服务，包括高性能计算引擎、可定义数据分发协议、安全算法协议库、大规模点对点网络、硬件适配协议以及混合存储引擎等子模块，其中：高性能计算引擎提供了一种链下的高性能可编程引擎，为系统提供了可编程的能力，可定义数据分发协议提供了数据消息在点对点网络中的自定义分发方式，安全算法协议库提供了常用的加密、解密、权限控制、访问控制、隐私保护、安全多方计算、零知识证明等安全相关算法包，大规模点对点网络提供了大规模的网络组建以及基于分布式哈希表的网络数据分发能力，硬件适配协议为系统提供了适配多种硬件的底层支持，混合存储引擎提供了健值对以及可验证数据结构的存储方式。
3.如条目2所述的一种基于区块链的分布式可编程业务研发平台，其特征在于，所述的高性能计算引擎子模块采用了WebAssembly虚拟机进行构建，这种计算引擎能够支持C/C++以及Rust作为编程语言进行高性能编程。
4.如条目2所述的一种基于区块链的分布式可编程业务研发平台，其特征在于，所述的安全协议库子模块提供了基于秘密分享的安全多方计算协议，所述的安全协议库子模块的权限控制和访问控制通过区块链的智能合约保障安全性。
5.如条目2所述的一种基于区块链的分布式可编程业务研发平台，其特征在于，所述的混合存储引擎子模块采用了基于默克尔有向无环图(Directed acyclic graph，DAG)格式的可验证数据结构，能够快速对文件的完整性进行校验。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于区块链的分布式可编程业务研发平台，其特征在于，包括应用模块和核心模块。
所述应用模块是基于分布式可编程业务研发平台的典型去中心协议，为开发应用提供开发依赖；所述应用模块包括安全数据共享、跨链、大规模可信存储、状态通道、高性能计算、预言机、全加密存储、分布式秘密分享等子模块；其中，所述安全数据共享提供基于安全多方计算和可信执行环境的多方数据共享协议；所述跨链提供通用的异构链跨链传输协议；所述大规模可信存储提供基于可验证数据结构的可扩展数据存储协议；所述状态通道提供链下计算协议；所述预言机提供区块链对可信数据源的数据访问接口；所述全加密存储提供全加密数据存储接口；所述分布式秘密分享提供分布式秘密共享接口。
所述核心模块封装所述应用模块需要的基本服务，包括高性能计算引擎、可定义数据分发协议、安全算法协议库、大规模点对点网络、硬件适配协议、混合存储引擎等子模块；其中，所述高性能计算引擎提供链下的可编程引擎，为系统提供可编程的能力；所述可定义数据分发协议提供数据消息在点对点网络中的自定义分发方式；所述安全算法协议库提供加密、解密、权限控制、访问控制、隐私保护、安全多方计算、零知识证明的算法包；所述大规模点对点网络提供大规模的网络组建以及基于分布式哈希表的网络数据分发能力；所述硬件适配协议为系统提供适配多种硬件的底层支持；所述混合存储引擎提供基于健值对以及可验证数据结构的存储方式。
2.如权利要求1所述基于区块链的分布式可编程业务研发平台，其特征在于，所述高性能计算引擎采用WebAssembly虚拟机构建。
3.如权利要求1所述基于区块链的分布式可编程业务研发平台，其特征在于，所述安全算法协议库提供基于秘密分享的安全多方计算协议；所述安全算法协议库的权限控制和访问控制通过区块链的智能合约保障安全性。
4.如权利要求1所述基于区块链的分布式可编程业务研发平台，其特征在于，所述混合存储引擎采用基于默克尔有向无环图格式的可验证数据结构。
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