導語：

每一種新技術的產生與發展，都會與既有的技術與實踐存在著聯系，例如微服務作為一種技術架構，實際上是在SOA架構和JavaEE等分布式架構的基礎上，進一步明晰了服務實現的方式與規則。區塊鏈技術脫胎于比特幣，作為一種多方信任的交易和技術模型，被包括國家、政府、監管機構等諸多業務方所關注，反而是技術從業者有些茫然，這一技術到底是什么，解決什么問題，能夠用在哪里普元近年來持續對微服務和區塊鏈技術進行了研究，這里和大家分享一下研究的成果。我們的研究重點放在了如下幾個方面：

• 區塊鏈技術適用的應用場景有哪些，該技術帶來的價值是什么？
• 區塊鏈技術是由哪些技術組合而成，和現有技術的關系如何？
• 采用區塊鏈技術后，應用技術架構是什么，與微服務架構的關系，現有應用如何進行遷移？

區塊鏈的業務價值是通過數據共享降低信任成本

區塊鏈技術是從比特幣開始的，2008年由中本聰提出開始，造成了一個比特幣的熱潮。但是，比特幣的熱潮退去后，比特幣提出的問題和解決方式卻吸引著我們。2014年左右區塊鏈逐步從比特幣中脫離出來，做為一種獨立的技術發展，進入了 2.0 時代，以數字資產的方式解決商業的信任問題，同時用數字化手段提高業務的效率，在很多業務中已經有了嘗試。

做為一種獨立的技術發展，區塊鏈分為公有鏈、聯盟鏈、私有鏈三個方向。而從業務角度看，區塊鏈的核心價值在于通過數據共享建立了多方的信任機制。

多參與方業務產生的信任問題是采用區塊鏈技術的源動力

信任問題，始終是一個大問題，為了解決信任問題，人類投入了大量的時間和金錢。尤其是多個參與方參加的業務，信任的成本更高，這里我舉一個復雜的例子：信用證業務（參見下圖），信用證是指開證銀行應申請人（買方）的要求并按其指示向受益人開立的載有一定金額的、在一定的期限內憑符合規定的單據付款的書面保證文件。信用證是國際貿易中最主要、最常用的支付方式（摘自百度百科）。

之所以舉這個例子，是因為區塊鏈技術適用的場景往往是業務比較復雜的情況，簡單例子很容易被誤解，這里我通俗易懂的解釋一下，在國際貿易活動，買賣雙方往往互不信任，進口商（買方）擔心預付款后，出口商（賣方）不發貨；賣方擔心發貨后買方不付款（類似詐騙經常發生，例如賣方把貨運到碼頭了，買方就是不付余款，于是只能在當地賤賣，這時買方再去抄底），典型的麻桿打狼兩頭怕。因此雙方各找了一家銀行作為擔保人，由兩家銀行之間開具憑證，代理進口商、出口商之間業務往來，達到條件后由銀行付款，減少進口商、出口商的風險，這就是信用證業務。即使這樣，信用證詐騙還是很多，銀行為規避風險，需要各種書面的證明，反復各種確認…業務處理周期會非常長。

上圖中信用證業務的參與方包括出口商、進口商、開證行、通知行、寄單行/附議行、運輸公司，是一個典型的多方參與業務，但通常這些參與方只是一部分，可能還會有海關、保險公司、評級機構等機構加入到交易鏈條中。

多參與方業務解決信任問題，現有方案成本高在哪里？

解決多參與方業務的信任問題，現在是通過建立第三方機構完成的，例如上述信用證業務，就是通過SWIFT組織（環球同業銀行金融電訊協會）的SWIFT系統開立信用證，銀行和其他金融機構通過它與同業交換電文來完成金融交易，由 SWIFT 進行銀行間轉發。

SWIFT僅僅解決了一部分的問題，還差很遠，例如：
業務上：那些沒有參加到 SWIFT 的組織無法通過 SWIFT 進行交易，例如一些進口商、出口商、保險公司等等，SWITF也不能做清算，因此銀行在辦理信用證業務的時候，只有反復通過各種其他方式確認，避免詐騙發生，導致業務非常復雜，流程很長；

技術上：多方參與的業務，一旦在處理業務時發生技術故障，處理起來就遠比普通業務復雜。為了保證少出問題，技術上的投入會很高，記得用過很多手段，例如曾經給每個參與方做過應急系統，采用過兩個不同廠商的SWIFT網關互為備份，安排專人排班管理異常情況，而且每個中心接入的標準和模式也不一致，接入中心機構帶來的開發/維護成本都很高。

必須說明的是，為了能把業務講清楚，我還是簡化了很多內容，例如如何進行銀行間清算、如何進行付款等等。總之，建立一個第三方機構來解決信任問題，無論在業務上、技術上復雜度都很高。

區塊鏈技術是通過數據共享降低信任成本的

如果有一個分布式的記賬簿：（1）參與方在記賬之后有相當多的副本存在，不再是一家之言；（2）保證提交的交易一定被記錄下來；（3）保證記賬不可逆，無法篡改；（4）參與方的交易記錄是相對透明的，可以通過這些記錄驗證新的交易。

如果有機構建立了這樣一個記賬簿，每個參與方在交易中都通過這個記賬簿進行交互，保證每一筆發生的交易一定被可靠的記錄下來并不可篡改，不就不必再反復確認，不必擔心技術問題導致的業務流程變更，不必做應急系統，這樣成本就低多了。

通過分布式的記賬簿進行數據共享，從而降低信任成本，這就是區塊鏈技術的價值。

聯盟鏈才是應用區塊鏈技術優先選擇的方向

既然區塊鏈是一個分布式的記賬簿，那這個記賬簿由誰來建立呢？這是這一技術應用的核心問題。
目前建立記賬簿的方式有三種：

• 公有鏈，象互聯網一樣，做為一種開放的網絡基礎設施，向任何人公開，任何人自由加入，
• 私有鏈，一個組織內部建立，可以幫助組織內部完成審計等工作
• 聯盟鏈，為特定業務由相關核心企業建立，采用多中心（每個核心企業為一個中心）的方式，其他上下游企業加入

建立公有鏈難度高，業務場景不夠精準，分布式存儲帶來的性能低下問題阻礙了可用的應用場景，而私有鏈脫離了區塊鏈的商業價值，只是把區塊鏈做為一個技術組件使用。在目前的應用場景中，絕大多數都可以用聯盟鏈解決，商業上相對容易成立，性能遠遠高于公有鏈。

從上述描述就可以理解到，公有鏈太理想，私有鏈所處理的問題，傳統架構完全能解決，而針對特定業務由企業聯盟建立的聯盟鏈，應用方向更清晰，業務價值也更加明確，下圖是一個聯盟鏈的示例：

從應用的角度看，區塊鏈技術提供的是一個分布式數據庫

區塊鏈技術的數據共享方式要滿足（1）多副本、（2）可靠記錄、（3）不可篡改、（4）多方透明幾個特性，上述特性總結下來，采用區塊鏈技術后，應用技術架構如上圖所示，可以看出，區塊鏈技術對應用而言，就是一個分布式數據庫。

區塊鏈技術的本質是分布式數據庫

區塊鏈基于密碼學中的橢圓曲線數字簽名算法（ECDSA）來實現去中心化的P2P系統設計。當人們在談論或使用“區塊鏈”這個詞時，有時候是指數據結構，有時候是指數據庫，有時則是指數據庫技術。

和區塊鏈技術比，分布式數據庫的概念顯然更容易被理解，我就從分布式數據庫的一些基本概念出來，理解區塊鏈的技術實現，這些概念包括數據存儲、點對點可靠傳輸、存儲過程與觸發器（智能合約）、數據安全：

分布式數據存儲：鏈式存儲與共識機制

區塊鏈技術的數據共享是一個分布式的記賬簿，交易記錄具備多個副本，因此首先要解決分布式數據存儲的問題。

1）區塊鏈存儲的基本單元是區塊，區塊采用鏈式結構，即新增的區塊（類似數據庫一行記錄）都知道自己前一個區塊（前一行記錄）是什么，可以一直追溯到根，區塊的標識是區塊的哈希值，同時鏈式結構保留了業務產生的軌跡，可以在新增交易的時候根據前面的記錄做校驗，保證了區塊的內容不容易篡改。

這種模式，我們在傳統的數據庫設計也會采用，例如下圖拉鏈表的形式，每次對數據的更新都采用追加（ Insert而不是Update）模式，有起始時間、失效時間和是否生效標識，保持全部交易歷史。

區塊鏈把這一點變成了一種底層固有模式，加入了哈希、時間戳等機制在技術上保證鏈條的正確性，因此非常有價值。

2）既然是分布式、多中心的存儲方式，就必須解決存儲時的分布式一致性問題。在區塊鏈的前身比特幣應用中，解決這一問題的方式是工作量證明（POW  Proof-Of-Work）方式，即通過工作以獲得指定成果，用成果來證明曾經付出的努力。

這也是接觸區塊鏈技術時第一個比較迷惑的地方，我為啥一定要用工作量來證明，是不是還有其他方式？區塊鏈技術從比特幣中獨立出來后，大家把這一問題歸結為共識問題，工作量證明是達成共識的一種方式，這樣就清晰多了。于是就產生了權益證明（P