金色觀察｜一文讀懂區塊鏈底層開發平臺Chain33_AIN

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

金色財經行情播報 | BTC昨夜快速下跌，市場避險情緒減退:據火幣行情顯示， 比特幣昨夜持續下行，最低下探值11,130USDT一線，早間反彈至11,300USDT附近后開始橫盤整理。此次下跌主要受到全球經濟形式影響。昨天俄羅斯注冊了全球首支新冠疫苗，美債收益率快速上升，德國公布的經濟景氣指數大幅好于預期，晚間市場由于經濟復蘇前進十分樂觀，因此對于零利率的避險資產的需求有所減少，造成黃金和比特幣出現了大幅下跌。截至10:00，火幣平臺的主流幣的具體表現如下。[2020/8/12]

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。

核心模塊

Chain33核心模塊包括：

金色沙龍 | Xiaojay：Grin可以看作“在區塊鏈上實現點對點電子現金”這一需求的最新解決方案:在今日舉行的《隱私計算——區塊鏈信息安全守護者》為主題的金色沙龍中，獨?立開發者Xiaojay表示，如果從問題的角度來分類，那么基于Mimblewimbled協議的Grin可以看作加密朋克世界對“在區塊鏈上實現點對點電子現金”這一需求的最新解決方案。為什么這么說？如果我們把BTC作為解決“在區塊鏈上實現點對點電子現金”這個需求的第一次嘗試的話，那么Grin除了很好地繼承了BTC 安全/公平/去中心化/ 等優點之外，還增加了：1.匿名性(不用在區塊鏈上記錄用戶的轉賬記錄/金額)。2. 輕量性(通過核銷/合并，使得區塊大小大幅度減少)。3.通過線性發行(1秒1grin)機制，實現了對后來者的加入的公平友好性（最近的幣價也證明了這點）以及對礦工的始終激勵。[2020/4/15]

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。

金色晚報 | 12月26日晚間重要動態一覽:12:00-21:00關鍵詞：交通部、甘孜州、最高檢、火幣日本

1. 交通部部長李小鵬：2020年將加強區塊鏈等技術應用研究。

2. 四川甘孜州政府官網刪除“清理比特幣礦場”相關文件。

3. 最高檢趙志剛：涉及區塊鏈違法犯罪有十種類型。

4. 濟南高新區：把區塊鏈作為核心技術自主創新突破口。

5. 外貿金融服務指導意見：鼓勵銀行保險機構探索區塊鏈等技術。

6. 俄羅斯央行正在監管沙箱中測試穩定幣。

7. 國網青海電力：將深化基于區塊鏈技術的儲能電站與電網協同調度控制研究。

8. 俄羅斯聯邦最高法院承認代幣屬于資產。

9. Vitalik提出加速合并以太坊1.0及2.0的替代方案，1.0系統將成為執行環境。[2019/12/26]

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。

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

金色晨訊 | CFTC內部人士：監管機構準備批準以太坊期貨 富達將提供加密貨幣交易服務:1.伊朗央行正在為金融業開發區塊鏈平臺“Borna”提供電子客戶識別、令牌管理和在線審計等服務。

2.Bitfinex：紐約總檢察長發布禁令以來，用戶已取出逾3億美元BTC和ETH。

3.部第三研究所正在對數字身份、身份上鏈進行研究和應用。

4.GitHub勒索案后續：目前贖金不足3美元，已有“程序員”將代碼恢復。

5.百事公司區塊鏈試運行提升了28%的供應鏈效率。

6.彭博：富達將在幾周內開始為其機構客戶提供加密貨幣交易服務。

7.CFTC內部人士：監管機構準備批準以太坊期貨。

8.雄安將建設白洋淀治理區塊鏈資金管理平臺 投資1.46億元。

9.姚前：虛擬貨幣缺乏價值支撐，未來得有一個“去虛擬”的過程。

10.OKEX將對市場流通的3億枚OKB執行回購銷毀。[2019/5/7]

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。

金色財經現場報道 火幣發布“火幣區塊鏈大數據”產品:金色財經6月6日現場報道，在“金融鏈變——火幣集團全球品牌升級發布會”上，火幣研究院袁煜明說：火幣區塊鏈研究院院長袁煜明發布了“火幣區塊鏈大數據”產品，旨在打造最全的區塊鏈數據庫。產品數據種類包括“鏈上數據”、“社交媒體數據”和“交易市場數據”3大類，8個子類，包含40多項數據，且數據量還在不斷增加。產品面向對象包括投資者、量化交易者、研究人員及創業公司等區塊鏈及加密資產市場參與者，將為行業提供數據服務，以輔助投資決策判斷、量化策略優化、研究熱點篩選、戰略規劃制定等一系列的決策流程。[2018/6/6]

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。

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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