用區塊鏈來解決供應鏈的可伸縮性問題

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網路的可伸縮性是其成功的最重要因素之一。可伸縮性指的是網路在保持原有效能和安全性的同時,在使用中不斷增長的能力。應用來解決全球供應鏈中的問題,尤其加劇了這一挑戰。全球被供應鏈束縛的資本佔全球GDP的三分之二;因此,解決方案在隨著使用的增長而增長時確保其效能是一個真正的問題,它可以對供應鏈上的生產者和最終消費者產生重大影響。為支援全球供應鏈而設計的基於區塊鏈的網路必須是靈活、可靠、安全的,最重要的是,必須具有可伸縮性。

從感測器到AMB-NET雖然Ambrosus主要關注食品和藥品在整個供應鏈生命週期中的質量保證,但這種質量保證是如何實現的尚不清楚。畢竟,並不是每個人都有理解“事件”和“後設資料”等概念的技術背景。明確地說,我們可以分解每次Ambrosus網路(稱為AMB-NET)記錄供應鏈上的物件時發生的事情。· 首先,物件在其供應鏈過程的某個階段必須由某種型別的硬體感測器進行監視。這些感測器要麼來自負責產品的公司,要麼來自Ambrosus自己的實驗室。
·第二,一旦產品(如一瓶特級初榨橄欖油)連線到感測器(如一個簡單的溫度感測器),感測器記錄的資料就會實時傳輸到網路上的一個節點。每一段資料都被記錄為“資產”或“事件”。資產是記錄在區塊鏈上的全球唯一數字ID,充當資料的佔位符。這可以指供應鏈中的任何唯一的物理或邏輯物件(單個產品、一批等)。與此同時,“事件”指的是某一“資產”在供應鏈中的執行狀況。在上面的例子中,這與一瓶特級初榨橄欖油的溫度有關。所有“事件”都由伴隨特定產品的硬體感測器記錄到整個供應鏈中。· 第三,節點從感測器接收到資料後,透過生成一個特殊的“雜湊值”來為區塊鏈準備感測器的資料,這個“雜湊”指的是特定的“後設資料”。要分解一些術語,可以這樣說,雜湊是與特定資料項(本質上類似於錢包地址)相對應的字母數字字串。與此同時,“後設資料”指的是:a)記錄實體的唯一ID(資產ID或事件ID); b)資料的作者;c)記錄資料的時間戳;· 第四,資產和事件的所有後設資料和公共資料都打包成一個“包”。重要的是,每個“包”可以包含16384“資產”或“事件”的後設資料,以及它們的公共資料。
· 第五,最後,整個“Bundle”被7個Atlas節點分派和儲存,Bundle中所有雜湊值被建立成根節點,根節點被包含到下一個被Apollo節點驗證的塊中。一旦經過驗證,包—以及其中包含的所有資料將永遠蝕刻在區塊鏈上,作為已記錄的所有資料的安全、不可變的信任守護者。這樣才能保證產品的質量保證。這樣的過程似乎很簡單,尤其是在我們簡單的例子中,一瓶特級初榨橄欖油經歷了一次事件。但是,如果每天、甚至每分鐘都有數十萬甚至數百萬的資產和事件被髮送到網路上,會發生什麼呢?如何能夠安全地收集和儲存所有資料,而不減慢和阻塞網路?因此,任何人都可以公開獲取最初一瓶特級初榨橄欖油的後設資料及其在特定時間的相應溫度。權威證明共識機制一種解決方案是透過網路上特定型別的節點驗證資料。Apollo節點是網路上的允許節點,它驗證放在Ambrosus區塊鏈上的所有事務。重要的是,Ambrosus採用的“權威證明”共識機制,只給帶白屬性的Apollo節點授權來驗證需要記錄的資料。每次需要驗證資訊的時候,網路上的各個Apollo節點就會達成一致,來決定是否將資料放到網路上是有效的。在一定的數學收斂水平上,Apollo節點就其廣播達成共識,然後所有節點一起更新其總賬記錄,並建立一個新的塊。每5秒建立一個新塊,每個塊可以包含45-50個事務(大約10個TPS)。很明顯,這比全球規模的供應鏈基礎設施所需的水平要低。
AMB-NET如何使可伸縮性支援這種場景呢?它使用分散的閘道器網路——Hermes節點——將16 ' 384事件/資產累積到一個包中,並一次寫入區塊鏈。每次Apollo驗證一個事務時,它也會驗證一個包含16,384個資產/事件的“包”資料,在一個包含50個包的塊中,總計819,200個感測器讀數。因此,捆綁的創新概念允許大量增加記錄到區塊鏈的感測器傳輸量。最終,這使得Ambrosus網路將區塊鏈的吞吐量乘以10000倍以上。可伸縮性解決方案背後的數字為了瞭解網路的規模和能力,有必要做一些數學運算。基於Ambrosus的網路使用情況是按照每天建立的bundle (bundle /day)來監視的,我們可以計算出當前AMB-NET的最大容量如下:1. 每塊最多處理819,200個資產/事件,相當於每秒處理10個Bundle(因為每個Bundle中可能有16,384個資產/事件)。2. 每秒10Bundle等於每分鐘600Bundle (10Bundle乘以60秒)。
3. 每分鐘600Bundle等於每小時36000Bundle (每分鐘600Bundle乘以每小時60分鐘)。4. 36000Bundle/小時等於86.4萬Bundle/小時(36000束/小時乘以一天24小時)。因此,在Ambrosus網路的當前設定下,區塊鏈將能夠每天處理86.4萬包(大約每天1415萬資產/事件)。透過增加一個塊中的資產/事件的數量——或者不將單個感測器讀數儲存在AMB-NET上,處理的事件/資產的數量只受到單個Hermes節點的可伸縮性以及它們每天可以處理和儲存的資產/事件的數量的限制。結論最後,如果我們回到最初的問題,我們能得出什麼結論,如何在不犧牲安全性和效率的情況下實現可伸縮的基於區塊鏈的供應鏈解決方案?簡而言之,建立一個可擴充套件的基於區塊鏈的供應鏈網路的必要組成部分是一個能夠快速驗證交易的共識演算法。對於Ambrosus, Apollo節點可以驗證儲存在更大包中的後設資料的準確性,從而大大減少每秒所需的事務數量。隨著可伸縮性的提高,越來越多的消費產品可以每秒鐘進行驗證和監視。這樣一個可伸縮選哪個的供應鏈網路對於建立消費者可以依賴的高效和可持續的解決方案至關重要。
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