OS Proof of Stake）方式，是一種通過業(yè)務規(guī)則達成共識的方式；實用拜占庭容錯（PBFT  Practical Byzantine Fault Tolerance）方式，是一種通過技術規(guī)則達成共識的機制。在公有鏈上，工作量證明（POW）還是一種最主要的共識方式，不容易取代，但在聯盟鏈上，完全可以根據自己的情況，創(chuàng)造出新的共識方式出來。我們就根據這一想法，在特定業(yè)務中創(chuàng)造過共識算法，解決分布式數據存儲的一致性問題。

點對點可靠傳輸：可靠消息與P2P

區(qū)塊鏈技術是一組技術的組合，既然是一個分布式的記賬簿，就要解決數據可靠傳輸問題。包括記賬節(jié)點（信任節(jié)點）之間、非記賬節(jié)點（非信任節(jié)點）、客戶端與記賬節(jié)點（信任節(jié)點）之間的數據傳輸。在以前我們的方案中，往往通過可靠消息或者P2P方式解決數據傳輸問題，這些技術也被用于區(qū)塊鏈技術中。但必須說明的是，在真實業(yè)務場景下，不可能把所有的數據都記錄在記賬簿中，部分業(yè)務數據還是要保存在自己的系統(tǒng)中，這就還需要在技術框架上做到本地業(yè)務數據與區(qū)塊鏈的記賬簿保持一致，后文會具體闡述，總之，區(qū)塊鏈平臺只能保證自身數據之間的一致，業(yè)務不能完全依賴區(qū)塊鏈平臺保證數據一致性。

 

智能合約：觸發(fā)器與存儲過程

智能合約是指當一定條件滿足的情況下，可以被自動執(zhí)行的數字化合約。實現這一特性，在數據庫中就是由觸發(fā)器和存儲過程完成的。雖然在目前流行的應用架構中，都不建議把邏輯寫在存儲過程中，但觸發(fā)器和存儲過程還是常用的工具，尤其在數據遷移相關的運維活動中。區(qū)塊鏈技術中智能合約就是觸發(fā)器和存儲過程，他是一個在沙箱中運行的腳本，用于執(zhí)行區(qū)塊鏈業(yè)務中的業(yè)務邏輯，也可以用于各種檢查。舉個例子，A產生一筆支付時，可以通過智能合約在數據鏈上進行檢查，如果發(fā)現A的余額無法支付這筆交易，就可以中止這筆交易。和存儲過程相比，智能合約運行在沙箱之中，不能對外部 API 做調用。這也比較好理解，如果允許外部調用，就可能無法保證自身的數據一致性，后面我們會講到這種缺陷如何彌補。美中不足的是目前的智能合約并不支持 SQL 語法。

數據安全：用業(yè)務手段達成妥協

交易數據是透明的，但不是全部透明，而是相對透明，這是區(qū)塊鏈技術的一個難點，關鍵有二：（1）如何保護隱私，僅僅能看到自己可見的數據；（2）密鑰分配問題，例如新加入鏈中的一個節(jié)點會被分配一個新的密鑰，如何用這個密鑰解讀以前鏈中存儲的信息。可見與不可見，這是一個矛盾，理論上沒有一個完美的方案，這里我不對區(qū)塊鏈技術如何加密、如何做密鑰管理、如何同態(tài)加密等方式做解讀，而是講講如何通過業(yè)務方法而不是技術手段規(guī)避這一問題。舉個例子，在一個小企業(yè)支付的聯盟鏈中，核心企業(yè)包括某銀行、企業(yè)A，為A的上下游企業(yè)提供信貸業(yè)務，對于所有交易的數據，銀行和核心企業(yè)A都是可見的，他們擁有記賬節(jié)點，對于其他加盟企業(yè)，只擁有非記賬節(jié)點，他們雖然也有全部的數據，但是只能看到自己相關的數據。很明顯，加盟企業(yè)放棄了自己的部分隱私權，但也得到了生意的機會，這種方式加盟企業(yè)是可以接受的，就好比貸款企業(yè)要向銀行提供經營數據一樣。數據安全問題，在技術上很難解決，但通過業(yè)務手段是可以規(guī)避的，這也是我們看好聯盟鏈的重要原因。

為分布式應用而生的微服務，與區(qū)塊鏈技術是天生的一對

最后說說區(qū)塊鏈技術與微服務架構的關系。大家知道，微服務架構是一個分布式的應用技術架構，目的是有效的對應用進行拆分，實現敏捷開發(fā)、快速演化、便捷容錯與彈性伸縮。

微服務的一個核心概念是API網關，由于服務的顆粒變細，網關承擔著安全與訪問認證等諸多職能。而在現有的大多數微服務架構中，大家都更多的在談接入網關的概念，實際上按照信息的流向，除接入網關外，微服務還應該有接出網關的概念。

前面說到，區(qū)塊鏈技術本質上就是分布式數據庫，微服務架構與區(qū)塊鏈技術的結合，并不能簡單的看成是微服務與數據庫的結合，而應該把區(qū)塊鏈平臺做為一個第三方應用進行交互，這也是微服務架構很好發(fā)揮作用的地方。上圖中紅圈所示的就是微服務與區(qū)塊鏈平臺進行交互的方式。而微服務的接出網關，就應該起到區(qū)塊鏈網關的作用。
 

雖然目前的區(qū)塊鏈平臺一般都有SDK和REST服務兩種方式，按照上述的原則，一般不要使用 SDK，而是遠程調用方式，采用微服務的設計原則，使用區(qū)塊鏈網關，把微服務與區(qū)塊鏈平臺集成的功能集中到網關中，見下圖：

微服務通過區(qū)塊鏈網關與區(qū)塊鏈平臺交互，區(qū)塊鏈網關主要功能包括通訊網關、事件監(jiān)聽，同時配合微服務應用框架，完成數據一致性、對賬功能。與區(qū)塊鏈網關集成的能力，是微服務架構天生具備的。所以我們說微服務與區(qū)塊鏈，天生是一對。

通訊網關：處理微服務發(fā)起的對區(qū)塊鏈平臺的調用

由于區(qū)塊鏈平臺的服務能力（每秒交易數 TPS）有限，為保證區(qū)塊鏈平臺的可用性，區(qū)塊鏈網關采用了異步處理模式，實現限流、隔離、服務升降級等能力。

網關在微服務應用與區(qū)塊鏈平臺之間建立了隔離，避免平臺與微服務之間互相影響，這是一種 MiddleBox 的集成方式，用一個獨立的基礎設施做集成。微服務之間的集成往往采用 MiddlePipe 的模式，但是區(qū)塊鏈平臺做為一個第三方應用，采用 MiddleBox 方式比較好，統(tǒng)一管理與運維比較方便。

由于區(qū)塊鏈平臺提供的接口各有不同，區(qū)塊鏈網關在接受請求后記錄交易流水，把區(qū)塊鏈平臺提供的服務模擬為冪等服務，調用者可以多次調用區(qū)塊鏈網關，而區(qū)塊鏈網關僅僅調用區(qū)塊鏈平臺一次。為方便運維，我們可以為區(qū)塊鏈平臺提供的服務定義SLA，根據這些定義靈活的進行調用的控制。

區(qū)塊鏈網關的內部實現是一個 SEDA 架構（分階段事件驅動架構），把接入、接出和處理分開（處理主要是記錄流水、報文打解包、安全效驗等功能），三階段之間用隊列連接，采用異步模擬同步的方式，這是一個用于集成的基礎架構。

接入、處理、接出三個階段可處理資源是可以調配的，資源主要包括處理線程和接入接出的連接，根據不同業(yè)務可以有不同的資源為之服務，這樣升降級、限流等特性就比較容易實現。

為了方便運維，需要對業(yè)務有分組的能力，可以根據分組進行批量的運維管理。

事件監(jiān)聽：Hook與輪詢模式

如果記賬簿發(fā)生了改變，如何通知微服務呢，這就是區(qū)塊鏈網關中事件監(jiān)聽發(fā)揮的作用。目前很多區(qū)塊鏈平臺并沒有提供事件接口，即使未來有也很難統(tǒng)一，前面也說過，智能合約運行在沙箱中，為保證數據一致性不可能支持對外部服務的調用，也不能做為事件監(jiān)聽的回調，這樣就需要在區(qū)塊鏈網關中進行處理。

微服務可以注冊對某一類交易進行監(jiān)聽，區(qū)塊鏈網關定時通過區(qū)塊鏈平臺的查詢接口檢索，發(fā)現數據變更時通知微服務。這是一個效率不高的方法，但區(qū)塊鏈平臺本身性能也不高，時延主要由共識機制造成，輪詢的做法并不會有太大影響，這也是期待區(qū)塊鏈平臺本身提升的地方。

數據一致性：可靠事件模式是首選

不能把所有數據都存儲在區(qū)塊鏈平臺中，而是將交易數據存儲在區(qū)塊鏈平臺，這樣就有了本地數據庫的數據與區(qū)塊鏈交易數據的一致性問題。

一般來說，我們不能依賴區(qū)塊鏈平臺支持事務的回滾，因為這個分布式的記賬簿一旦記賬就是不可更改的，我們甚至不能指望區(qū)塊鏈平臺實時給應用反饋記賬是否成功，因為有可能返回超時錯誤，不清楚是否記賬成功。于是，區(qū)塊鏈網關需要和微服務配合保證數據的一致性。

一般情況下微服務中的業(yè)務處理采用異步模式，發(fā)出記賬申請后處于等待狀態(tài)，區(qū)塊鏈網關將記賬申請轉發(fā)給區(qū)塊鏈平臺。如果區(qū)塊鏈平臺返回接受Accept或者拒絕Reject，將結果通知微服務；如果區(qū)塊鏈平臺返回超時或者不可確定錯誤，即開始定時輪詢，得到結果后通知微服務。同時，微服務本身需要具備事務補償的模式，如果記賬失敗進行反交易處理。這種數據一致性處理的方式，是微服務多種處理方式中的一種，我們一般使用服務編排的方式降低這種模式的開發(fā)復雜度。

下面是一個示例：

這是一個可靠事件與區(qū)塊鏈交互的流程：

1）應用框架接到請求后首先記錄業(yè)務流水，然后執(zhí)行業(yè)務邏輯，記錄業(yè)務數據，最后在事件表中留下對區(qū)塊鏈平臺調用的記錄，事務完成
2）事件處理輪詢事件記錄，有更新時通過區(qū)塊鏈網關調用區(qū)塊鏈平臺，如果調用成功，改變事件狀態(tài)，如果失敗就要調用業(yè)務補償的機制了

對賬

既然數據有本地存放，也有區(qū)塊鏈平臺存放，就有不一致