區塊鏈3.0 Justitia公鏈教科書式核心技術全解讀

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近兩年隨著區塊鏈概念的火熱,公有鏈是目前區塊鏈領域最令人關注的專案型別之一,隨著以太坊、NEOEOS等公鏈專案的火熱,公有鏈的熱度在2018年也達到了一個新的高度。同時,大量的公有鏈專案開始號稱百萬TPS的專案、各種包裝得高大上的技術名詞。在各種專案華麗的包裝下,Justitia的研發團隊更願意把一些實在的新技術帶給這個行業。

Justitia聚焦區塊鏈公鏈技術和智慧合約,由具有20多年經驗的IBM資深架構師團隊負責公鏈的設計和架構,並邀請國際國內多位形式化驗證、智慧合約、密碼學等專家作為顧問,是業界唯一採用面向負載的穩定執行機制,創新的負載溢位式保護模式、基於資料流的平衡設計和基於硬體效能加速,使公鏈能高負載穩定執行。並以此為基礎,構建分散式匿名P2P網路通訊協議、雙共識機制、形式化驗證、DSiSc生態體系等功能形成完整的生態系統閉環,能以公有鏈、聯盟鏈、私有鏈等形式落地到實際應用場景的新一代智慧合約工程公鏈。

高負載下穩定的計算處理能力

當今但凡一個區塊鏈專案,不號稱百萬級TPS都不好意思說自己是公鏈,但往往都會掩蓋一些重點問題,比如高負載下的承受能力。區塊鏈協議一個特點就是容易分叉,最近處於各種動機對區塊鏈進行硬分叉的現象更是此起彼伏。

Justitia公鏈在設計時針對區塊鏈包含的大量加密運算操作、雜湊演算法等,採用硬體+軟體結合(GPU+FPGA)的架構設計,並進行FPGA研究和應用開發,大大提升了加密運算的計算能力,可以將數字簽名與驗籤的能力提升100倍以上,使其負載能力能保證在高負載下穩定執行50萬次,以滿足銀行、阿里級電商等行業的需求。

ONOSP開放網路最佳化同步協議

高負載情況下時會產生大量併發的網路請求,這會導致服務達到物理極限,現階段區塊鏈公鏈均面臨著如何在高負載下如何保持穩定的負載能力這個難題。Justitia透過網格式的P2P邏輯結構設計,結點間自動保持確定相對位置的同步負載,可以準確計算節點的負載能力,以及廣播訊息覆蓋全網的傳播週期。以及節點故障後,網路傳播路徑的重建情況下負載穩定,不會超過節點的物理極限。同時在系統請求超越節點處理能力時,更多的請求將被進入獨立的客戶請求佇列,確保伺服器叢集能夠在設計目標內穩定執行。

彈性架構

Justitia基於傳統企業穩定搞效能系統的實現,以及網際網路微服務叫帶來的靈活縮放能力,採用前置與負載均衡系統與微服務架構,在超級節點內即可實現很客觀的負載能力,伴隨著計算成本的降低,社會級應用的負載能力,也可以在超級節點進行實現。

“DSiSc“生態體系讓智慧合約不僅僅只是程式碼

智慧合約作為可以自動執行合約條款的計算機程式,與區塊鏈(Blockchain)技術的結合,形成了誠信網路中價值轉移的數字契約,被稱為程式碼即合約(Code as a Contract)。而人類從資訊社會向數字社會邁進過程中,智慧合約可以在網路上表達更廣泛法律關係的可執行程式碼(Code as a Law),正成為數字社會的基礎協議和基礎設施。同時,智慧合約也面臨著誰來公信的編寫智慧合約?誰來驗證智慧合約?如何使智慧合約符合法律規制?等問題。

Justitia專案設計的DSiSc ( DAC Swarm intelligence community of Smart contract)是一個智慧合約大規模生產的DAC方式社羣制生態系統,可以採用社羣共識、評審、眾籌、眾智等手段來確保智慧合約生產的可信和法律規制化;採用區塊鏈確權、存證和燃料幣機制來鼓勵參與生態圈的貢獻和定製選用,採用公開的治理規則來自動實現生態圈的權益分配和流程管理;透過支援智慧合約的形式化驗證和測試,形成可信合規智慧合約,成為各種下游區塊鏈專案智慧合約的供應者和服務者。社羣同時支援開源眾智產生各種服務軟體工具,使應用工具鏈可以社羣為核心向兩端無限延展,形成工具鏈條,不斷更新越來越先進的技術應用落地。

智力共識+節點共識機制

Justitia採用創新的雙共識機制,最大限度鼓勵所有人的參與,目前區塊鏈系統的共識機制實際上是分散式節點做塊時的同步共識,不是真正意義上的社會共識或人人之間的共識,而Justitia公鏈採用的是真正的智力共識和節點共識的雙共識機制,一是在社羣應用層,生產者採用2/3多數加權表決的形式對內容進行共識,加權主要是體現智力水平的等級及信譽評級,表決成功的內容作為交易申請寫入區塊鏈中確權登記;二是區塊做塊共識(稱之為節點共識)採用DPOS機制,而DPOS共識的21個節點由智力提供者、資源提供者和投資者三者選舉產生,三者組成的比例是50%,25%,25%,共識節點對主要效能指標達標前提下,可以對內容可信度、質量等級和簽名等進行建塊共識,透過共識的內容寫入區塊中。

系統形式化驗證

Justitia為確保系統的安全執行,在上述形式化模型指導下,本專案將進行最嚴格的形式化方法驗證,包括採用基於協議工程語言SDL(Specification and Description Language)對設計區塊鏈基本協議和演算法進行驗證,基於國際標準的一致性測試驗證,以及基於模型檢測方法和工具對智慧合約進行驗證。並採用合約狀態機確保智慧合約在一個開放的分散式網路中執行時,對智慧合約語言以及其執行過程可能存在的安全問題進行驗證,確保合約破壞者無法對智慧合約進行操縱和破壞。

一張圖讀懂Justitia公鏈:

Justitia作為一個高效能、高實用性的智慧合約開發平臺,透過DSiSc生態體系、區塊鏈公鏈技術,解決當前智慧合約規模化生產、應用智慧合約的基礎專案,提供方便、合規、可靠的區塊鏈上智慧合約編寫,為所有區塊鏈專案、眾籌專案提供技術支援。

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