FISCO BCOS v3.0核心特性與技術實現

近日，2021年度金鏈盟生態大會在深圳成功舉辦，會上，微衆銀行區塊鏈底層平臺研發負責人、FISCO BCOS高級架構師李輝忠發布了FISCO BCOS v3.0，並介紹了新版本的核心技術特性。

FISCO BCOS v3.0從架構、算法、產品以及安全可控和隱私計算協同等多方位進行全面升級，滿足數字經濟時代對區塊鏈系統可承載更大規模、更多場景、更廣泛參與的產業應用需求。

v3.0 Github地址：

https://github.com/FISCO-BCOS/FISCO-BCOS/releases/tag/v3.0.0-rc1

v3.0 文檔地址：

https://fisco-bcos-doc.readthedocs.io/zh_CN/latest/

以下為演講實錄：

大家好，我是FISCO BCOS架構師李輝忠，來自微衆銀行，很榮幸站在這裏，代表社區一衆开發者，向大家介紹全新一代的FISCO BCOS。

去年的大會，我們向大家匯報了下一代FISCO BCOS的構想與技術路线，堅定地認為區塊鏈要承擔起為數據新基建構築堅實互信底座的使命，這是我們一直以來的初心。

在數據新基建大背景下，推動數字產業化和產業數字化升級成為全行業共識。而區塊鏈以其分布式、多中心、傳遞信任等特性，成為數據新基建不可或缺的基礎組件。面對蓬勃發展的數字產業化和產業數字化進程，技術需要承載更大規模應用、更多業務場景和更廣泛行業參與。這些需求的背後，對區塊鏈底層技術提出了更高的要求：全新一代的區塊鏈底層平臺，需要更易治理、更安全、更靈活可擴展、更高效好用、更开放的技術體系。

全新發布的FISCO BCOS v3.0歷經社區近一年的通力打磨，在架構、安全、擴展性、易用性以及开放協議等各個方面進行了全面升級，下面我將為大家介紹3.0的核心特性。

支撐大規模商用場景落地

v3.0採用全新的微服務架構設計，實現模塊化分層治理與平行擴展。

總體架構分為5個層次，接入層負責網絡，調度層是區塊鏈內核，計算層負責交易驗證，存儲層負責數據存儲，管理層則對整個系統提供發布、配置、控制等管理服務。通過微服務架構，v3.0實現了網絡、調度、計算、存儲、管理分層治理，每層可獨立擴展，從而更好地支撐大規模商用場景。

應對海量交易上鏈

在應對海量交易上鏈方面，關鍵技術難點是加大區塊鏈底層系統的吞吐量和降低交易處理時延。我們打個比方，區塊鏈好比一條公路，交易就是路上跑的車輛。這條公路是單行通道還是多行道，是國道還是高速路，其所能承載的通行量大有區別。

v3.0對共識和調度進行了升級，實現流水线共識機制和混合調度，大幅提升系統整體的吞吐量，同時降低時延。流水线機制，將區塊鏈系統最關鍵的交易處理流程拆分為打包、計算、提交三個階段，每個階段內部並行執行，階段之間流水线銜接，充分使用CPU和IO資源利用率。

在計算階段，我們提出業界首創的確定性多合約並行算法DMC（Deterministic Multi-Contract），可將交易驗證擴展到多機並行，每臺機器內還可再用DAG並行，這種混合調度機制可以實現集群化的交易驗證。

大家可能好奇什么是DMC？延續剛才的比方，傳統區塊鏈就像一條單行道公路，交易處理就好比車輛從這公路上通行，只能排隊逐一通過，效率極低。如果將道路擴建成多行道，就可以有效提升效率，而多行道上也需要合理調度才能避免造成擁堵，例如在出入口交匯處引入“拉鏈式”通行策略，可以快速有效地緩解堵塞。

確定性多合約並行就是一種類似“拉鏈式”通行的機制，內置在v3.0底層系統中，智能調度多種合約高效並行處理，且有序處理交匯衝突，從而大幅提升處理效率。

支持全平臺國密接入

在安全方面，FISCO BCOS一直重視國密接入和國產化支持。但是對程序員來說一直有個痛點，為了適配國密和國產化，需要在不同平臺、不同操作系統、不同編程語言間逐一適配开發，工作量巨大，而且每次核心邏輯更改都需要兼容各平臺/系統/語言，頭發掉一大把，苦不堪言。

為了更好地在多語言、多終端、全鏈路實現國密接入，v3.0構建了通用國密基礎組件，將國密算法、國密通信協議、以及國產密碼機接入協議封裝成通用基礎組件。在此基礎上將區塊鏈相關的網絡、群組、账本、事件等邏輯用C++語言實現成一個獨立共享庫，並封裝提供C語言接口。

基於這套底層C接口，可以快速對接开發不同語言、不同平臺和系統的SDK，且這些多語言SDK無需關心底層邏輯，系統升級只需更新底層共享庫，大大提升研發管理效率，保證了全平臺的國產安全可控。

滿足多樣化業務需求

剛才提到我們需要滿足多樣化場景訴求，這方面我們深有感觸。FISCO BCOS开源社區經過4年發展，生態內的產業角色逐漸豐富，這幾年我們也遇到幾類典型用戶：一類是落地應用的機構用戶，他們基於FISCO BCOS投產落地衆多應用，而且應用的業務量越來越大；一類是運營平臺的機構用戶，他們基於FISCO BCOS構建了BaaS平臺對外提供服務；還有一類是以個人开發者為代表的學習型用戶。

這幾類用戶訴求存在比較大的差異：有大業務體量上鏈的機構需要區塊鏈支撐海量計算和存儲，可以承擔較復雜系統的運維；BaaS平臺的用戶需要更好地區塊鏈接入、隔離、計費機制等；而學習型用戶則最需要簡單易用、可快速上手的區塊鏈工具。

對於不同用戶的訴求，v3.0採用靈活可擴展的开發框架，根據不同場景用戶需求專業定制。我們將發布3款不同類型的版本，分別是“輕便Air版”、“專業Pro版”和“大容量Max版”。

Air版：沿用FISCO BCOS v2.0的all-in-one設計，區塊鏈底層所有能力打包成一個服務，可供學習型用戶，在入門、开發、測試、POC驗證等場景中快速上手使用。

Pro版：將接入層單獨剝離，區塊鏈核心能力通過多群組方式擴展，適用於常規生產業務，特別適合BaaS平臺構建基於群組的區塊鏈底層基礎能力。

Max版：採用前面提到分層擴展微服務模式，適用大容量場景。

聚合生態衆力高質量發展

在v3.0研發過程中，开源社區自發構建了多個專項興趣小組，涵蓋了每個關鍵模塊，積極參與各環節研發的討論，感謝大家的參與與共建。

值得一提的是，FISCO BCOS v3.0的开源協議全面改為Apache 2.0。和許多軟件一樣，在开源之初，FISCO BCOS從無到有的構建過程中，復用了一些優秀、流行的开源組件，最初採用GPL开源協議也是遵循部分復用組件的开源協議，是對开源社區規則的尊重和恪守。

FISCO BCOS不斷迭代演進，為滿足產業需求，此次v3.0已更新為更寬松的开源許可證Apache 2.0，鼓勵社區更开放自由地協作起來。我們會堅持开源道路持續迭代，方便大家基於FISCO BCOS進行更多的技術研究和應用探索，歡迎大家踊躍參與到FISCO BCOS开源社區共建中，聚衆力讓FISCO BCOS更高質量地發展。

以上就是3.0核心特性，开源四年，我們的使命也在隨着國家政策和社會需求的不斷變化進行迭代，而作為數據新基建的互信底座，區塊鏈核心使命是要助力數據要素流通，釋放數據生產力。

我們都知道經典的三個哲學問題：“你是誰？”、“你從哪裏來？”、“你要去哪裏？”，數據要素流通也需要回答三個問題，也就是：“數據屬於誰？”、“數據從哪裏來？”、“數據要去哪裏/做什么？”。這也就是涉及到數據確權、可信流轉、數據計算的問題。

我們設想，在不久的將來，通過區塊鏈構造信任網、隱私計算構築計算網、分布式身份提供接入網，可以實現三網一體，為數據要素流通提供一種行之有效的解決方案。而在這個過程中，基於FISCO BCOS的區塊鏈技術體系、WeIdentity分布式身份解決方案、DDTP分布式數據傳輸協議、WeDPR-PPC隱私計算解決方案等都是關鍵技術。

未來，我們將持續打造FISCO BCOS技術硬實力，同時聯合生態衆多力量，共同推動區塊鏈技術不斷進步，推動產業創新持續發展。謝謝大家！

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