揭祕京東區塊鏈開源項目——JD Chain

導言

近日，京東區塊鏈底層引擎JD Chain正式對外開源並同步上線開源社區，旨在爲企業級用戶和開發者提供開源服務，幫助他們提升研發效率，加速技術創新。3月30日，國家互聯網信息辦公室公佈了第一批區塊鏈信息服務名稱及備案編號，其中京東區塊鏈BaaS平臺、京東區塊鏈防僞追溯通用平臺等榜上有名。4月9日，京東發佈《京東區塊鏈技術實踐白皮書(2019)》，總結了京東區塊鏈在五大類應用場景中的技術實踐，介紹了一系列落地案例。同時，白皮書還介紹了京東區塊鏈的技術優點、體系架構與將來規劃。

白皮書指出，京東區塊鏈的技術架構分爲JD Chain和JD BaaS兩部分。其中，JD Chain做爲核心引擎，聚焦解決區塊鏈底層的關鍵技術問題，創建擁有中國自主知識產權的技術生態。JD BaaS是企業級服務平臺，提供靈活易用和可伸縮的區塊鏈系統管理能力，支持企業級用戶在公有云、私有云及混合雲環境快速部署，下降企業使用成本，促進應用落地。

JD Chain簡介

01 高性能安全，功能「積木化」

區塊鏈是一種新型分佈式架構，以密碼學和分佈式技術爲核心，無需藉助「第三方」 就能在多個業務方之間進行安全、可信、直接的信息和價值交換。在這種點對點的信息和價值的交換中，區塊鏈起到了「協議」的做用。

JD Chain團隊認爲區塊鏈的5大核心技術是：密碼算法、共識協議、數據帳本模型、數據存儲、API。JD Chain在這5個方向上重點突破，從企業的實際需求出發，在設計上推動性能優化、操做簡化、安全強化和場景適配通用化，造成如圖1中的關鍵技術特性：

   圖1  JD Chain關鍵技術特性

高性能：採用全新的底層架構設計，交易處理達到萬級TPS，交易確認縮短至秒級，支持海量存儲和高性能密碼算法。

積木化定製：共識、帳本、合約、存儲各自獨立，標準接口交互通訊，可實現靈活切換不一樣的密碼算法。

強安全和隱私保護：提供多種具備隱私保護能力的算法，支持包括國密算法在內的多套密碼體系。

有效數據治理：數據帳本採用標準化結構設計，支持業務數據穿透檢索、多維分析治理，支持數據的獨立備份、歸檔、監管和審計。

多鏈協同：支持業務的多鏈管理，鏈間數據驗證與交易執行，鏈的拆分與合併，同時可組合輕量公鏈模式。

低成本易維護：支持輕量網關節點部署，數據可無需開發合約快速上鍊，合約代碼可複用、升級、本地化測試。

02 搭建新環境，重塑主體「關係」

JD Chain爲企業提供了一個全新的數據底層，企業能夠根據需求配置所需功能組件。萬級交易處理速度，秒級交易快速確認，支持多鏈協同管理等優異性能，可以幫助企業實現更有效的鏈上數據治理，同時兼容多密碼體系，確保數據的安全與隱私。JD Chain爲企業業務模式創新提供了一種新的技術支撐，使其可以重塑各參與主體關係，開闢信任經濟商業新領地。

具體來講，JD Chain的功能層次分爲4個部分：網關服務、共識服務、數據帳本和工具包，架構體系以下圖2。

 圖2  JD Chain架構體系

網關服務：JD Chain的網關服務是應用的接入層，提供終端接入、私鑰託管、安全隱私和協議轉換等功能。

數據帳本：數據帳本爲各參與方提供區塊鏈底層服務功能，包括區塊、帳戶、配置和存儲等。

共識服務：共識服務是JD Chain的核心實現層，包括共識網絡、身份管理、安全權限、交易處理、智能合約和數據檢索等功能，來保證各節點間帳本信息的一致性。

工具包：節點可使用JD Chain中提供的工具包獲取上述三個層級的功能服務，並響應相關應用和業務。工具包貫穿整個區塊鏈系統，使用者只需調用特定的接口便可使用對應工具。工具包包括數據管理、開發包（SDK）、安裝部署和服務監控等。

03 多模型選擇，簡部署「量身打造」

各企業的信息化基礎設施、技術能力、應用場景每每千差萬別，不一樣的狀況下如何選擇適合自身的部署方式，每每是每一個企業都會面臨的實際問題。

JD Chain從易用性方面考慮到實際應用規模提供了面向中小型企業和大型企業兩種不一樣的部署方案。

中小型企業能夠直接採用以下圖三、4的最簡部署模型（只需一個客戶端節點、一個網關節點和多個共識節點便可），它是保障JD Chain可正常運行的最低配置，在硬件條件知足的狀況下，能夠支持億級交易，一般用於Demo實驗或小型應用。另外，JD Chain的數據服務功能做爲可選組件，支持鏈上數據的檢索、彙總等功能（數據服務組件與共識節點部署在相同或不一樣服務器都可）。

圖3  最簡部署模型

 圖4  加入數據服務的最簡部署模型

隨着應用級別的提高，數據存儲的需求愈來愈大，每一個共識節點可採用數據庫集羣的方式實現存儲的平行化擴展（在這種方式下可支持交易級別達到十億乃至更多），如圖5。在某些中型實際應用中，共識節點會由不一樣的業務方安裝部署，將共識節點集羣化提高了系統總體的安全性和可擴展性，如圖6。

圖5  數據庫集羣部署模型

圖6  數據庫、共識節點集羣部署模型

面對大型企業應用中極其複雜的業務關係和應用場景，JD Chain提供了對應的部署解決方案。在整個部署模型中涉及到多種類型的參與方、不一樣類型的終端，這些終端能夠從任意受權的網關節點採用不一樣的接入方式加入區塊鏈網絡，如圖7。

圖7  大型企業應用部署模型

京東區塊鏈技術實踐白皮書

01 品質溯源助力食品藥品安全和精準扶貧

據不徹底統計，全球範圍內受假冒僞劣商品影響的市場規模高達3000億美圓，其中有關食品、藥品安全事件頻發，由此產生的信任危機受到社會高度關注，運用技術手段加以解決，成爲了政府和企業關注的重點。

基於區塊鏈技術的去中心化、共識機制、不可篡改、信息可追溯等特色，京東區塊鏈防僞追溯平臺推出了消費品解決方案和醫藥行業解決方案。截至今年2月，平臺已經累計有超過700家品牌商和超過5萬個SKU入駐，入駐品牌商包括雀巢、惠氏、洋河、伊利等知名企業。平臺有逾280萬次的售後用戶訪問，上鍊數據多達13億條，產品種類涉及食品、酒類、奶粉、日用品和醫藥用品，爲營造安心可靠的消費體驗和醫療服務作出了貢獻。

好比，澳大利亞領先肉類產品出口商安格斯經過與京東區塊鏈防僞追溯平臺的深度合做，讓國內消費者可以經過掃描包裝上的二維碼，瞭解到從牛的出生、生長、檢疫、屠宰、加工、運輸等所有信息，期間每個環節都有自動記錄、每個環節都不能被人爲篡改、每個環節都能公示給消費者，讓每一片牛肉都安全可靠。

與此同時，京東區塊鏈的防僞追溯技術還應用在了精準扶貧領域，京東在國家級貧困縣落地的「跑步雞」、「游水鴨」和「飛翔鴿」等項目，經過計步腳環等物聯網設備，結合視頻溯源技術，將家禽運動數據、餵食、飲水、除蟲等信息進行採集，並記錄到區塊鏈網絡中，消費者掃碼便可瞭解到所購農產品的養殖過程、生長環境等圖文信息，在提高消費體驗的同時，也爲貧困地區的農民增長了收入。

02 數字存證和信用網絡 服務誠信體系建設

在數字存證方面，京東區塊鏈數字存證平臺實現了可信存證、自動化取證、一鍵舉證、侵權預警等功能，目前已經應用於電子合同、電子發票、電子證照、電子票據、互聯網訴訟、版權保護等場景。

近日，京東集團與廣州互聯網法院共同簽署了可信電子證據平臺和司法信用共治平臺兩方面的合做協議，雙方將利用各自的專業經驗與技術優點共同確保證據數據過程可溯、記錄可查，實現證據數據存儲安全、驗證便捷，且共同遵循安全、公正、中立、開放原則，妥善保管證據數據。同時，雙方還將在依照法律法規和用戶受權的前提下，共享司法信用信息，爲推進網絡空間信用體系建設提供有效支持。

除此以外，「京小租」是業內首家使用區塊鏈技術解決消費租賃市場糾紛取證難問題的信用租賃平臺，用戶在進行商品租賃時，京小租平臺經過自動化流程獲取租賃業務中租賃協議、訂單數據、租賃流程等數據並完成「上鍊」操做，保證租賃服務的公開透明。

在信用網絡方面，區塊鏈技術的不可篡改性和透明性能夠服務於社會信用體系的建設，解決以往信用體系的痛點，輔助監管機構實現對社會主體的信用評價。京東區塊鏈正在運用技術手段在數字身份、企業通用帳號、信用租賃、物流徵信等方面，在爲完善社會信用體系提供助力的同時，也爲企業經營和我的生活提供了便利。

開發者社區同步上線

JD Chain已在近日對外開源並同步上線了開源社區（http://ledger.jd.com/）。JD Chain開源對於行業和開發者來講都具備重要意義。

開放JD Chain高質量的技術代碼、簡明清晰的設計文檔和代碼示例，將幫助開發者快速創建明確、有效的學習路徑，快速進入區塊鏈技術領域；

JD Chain開源可以幫助企業提升研發效率；

JD Chain開源將促進區塊鏈技術應用生態的構建、加速助推我國區塊鏈技術的發展。

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