FISCO BCOS是一个完全开源的区块链底层技术平台,具备高性能、高安全性、高可扩展性等特点。它支持多种共识算法,可根据不同的应用场景进行选择。FISCO BCOS 在国内的金融、政务等领域得到了广泛的应用,为企业和政府机构提供了可靠的区块链解决方案。
FISCO BCOS是金融区块链合作联盟(深圳)开源工作组以金融业务实践为参考样本,在BCOS开源平台基础上进行模块升级与功能重塑而成。其于2017年12月正式开源发布,之后不断发展和完善,吸引了众多企业和机构参与到其社区建设中。截至2020年5月,已有超过1000家企业和机构、10000多名社区成员加入,共同构建和治理,发展成为国内规模最大、最活跃的联盟区块链平台生态。
一、主要特点
1.高性能:单链配置下,性能TPS(每秒交易处理量)可达万级以上,能够满足金融行业等对高并发交易处理的需求。
2.群组架构:支持区块链节点同时启动多个群组,实现快速组链。群组间交易处理、分布式数据存储、区块共识相互隔离,既可以扩大业务规模,又能保障区块链系统隐私性,还极大简化了系统的运维复杂度。
3.分布式存储:可突破单机限制,带来容量和性能的极大提升。支持计算和存储分离,模块化的数据交换接口,提供更好的扩展性。并且定义了标准数据访问CRUD接口,适配多种数据存储系统(如MySQL),同时支持业界通用的键值对(KeyValue)与SQL数据表结构。
4.并行计算:并行交易处理模型可有效利用多核处理能力,实现交易并行计算。针对业务执行中的高频计算和复杂计算,提供了预编译合约框架,支持采用C++编写合约,极大提升交易执行效率。
5.安全可靠:通过节点准入控制、密钥管理、权限控制等多种方式,在应用、存储、网络、主机层实现全面的安全保障。支持国密算法,符合国家对金融领域信息安全的要求。
6.监管友好:可支持监管和审计机构作为观察节点加入联盟链,获取实时数据进行监管审计,满足金融行业的监管需求。
7.社区与生态:拥有庞大的开发者社区和合作伙伴网络,提供了丰富的技术文档、培训课程和技术支持。社区不断推动技术的创新和发展,为平台的持续完善和应用场景的拓展提供了强大的动力。
二、技术架构
整体架构上划分成基础层、核心层、管理层和接口层。基础层提供区块链的基础数据结构和算法库;核心层实现了区块链的核心逻辑,包括链核心层(实现区块链的链式数据结构、交易执行引擎和存储驱动)和互联核心层(实现区块链的基础P2P网络通信、共识机制和区块同步机制);管理层实现区块链的管理功能,如参数配置、账本管理等;接口层面向区块链用户,提供多种协议的RPC接口、SDK和交互式控制台。
1. 基础层:
功能:提供区块链的基础数据结构和算法库,是整个区块链系统的基础支撑。这些基础数据结构和算法为上层的核心功能实现提供了底层的技术支持,确保区块链系统能够高效、稳定地运行。
意义:类似于建筑物的地基,为整个区块链系统的稳定运行提供了坚实的基础,保证了数据的存储、传输和处理的有效性和可靠性。
2. 核心层:这是FISCO BCOS的关键部分,可进一步分为两个子层:
链核心层:
功能:实现区块链的链式数据结构、交易执行引擎和存储驱动。链式数据结构确保了区块链上的数据按照时间顺序依次链接,形成不可篡改的链条;交易执行引擎负责执行区块链上的各种交易操作,确保交易的正确执行;存储驱动则负责将区块链上的数据存储到底层的存储介质中。
意义:是区块链系统的核心功能模块,保证了区块链的基本特性,如去中心化、不可篡改、可追溯等。
互联核心层:
功能:实现区块链的基础P2P网络通信、共识机制和区块同步机制。P2P网络通信使得区块链节点之间能够相互通信和交互,确保数据的传输和共享;共识机制是区块链系统的核心机制之一,用于保证各个节点对区块链上的数据达成一致;区块同步机制则确保了区块链节点之间的区块数据保持同步。
意义:保证了区块链系统的分布式特性,使得区块链系统能够在多个节点之间协同工作,提高了系统的可靠性和安全性。
3. 管理层:
功能:实现区块链的管理功能,包括参数配置、账本管理和AMOP(一种消息通信机制)等。参数配置允许管理员根据实际需求对区块链系统的各种参数进行配置和调整;账本管理负责对区块链上的账本进行管理和维护,确保账本的准确性和完整性;AMOP则为区块链节点之间的消息通信提供了一种高效、可靠的机制。
意义:为区块链系统的管理和运维提供了支持,使得管理员能够方便地对区块链系统进行管理和维护,提高了系统的可管理性和可维护性。
4. 接口层:
功能:面向区块链用户,提供多种协议的RPC接口、SDK和交互式控制台。RPC接口允许用户通过远程过程调用的方式与区块链系统进行交互;SDK为开发者提供了一套开发工具和接口,方便开发者基于FISCO BCOS开发区块链应用;交互式控制台则为用户提供了一个友好的操作界面,方便用户对区块链系统进行操作和管理。
意义:为用户和开发者提供了方便的接口和工具,使得他们能够轻松地使用和开发基于FISCO BCOS的区块链应用,降低了使用和开发的门槛。
三、不足之处
1. 性能优化方面:
交易吞吐量仍有提升空间:尽管在单链配置下能达到较高的性能,但在面对大规模、高并发的复杂业务场景时,交易吞吐量可能无法完全满足需求。例如在一些对交易处理速度要求极高的金融交易场景中,可能会出现交易拥堵的情况,需要进一步优化以提高处理能力。
性能调优复杂:要充分发挥 FISCO BCOS 的性能,需要对系统参数、硬件配置、网络环境等多个方面进行精细的调优。这对于开发者和运维人员来说是一个挑战,需要具备较高的技术水平和丰富的经验,否则很难达到理想的性能效果。
2. 智能合约开发:
合约调试困难:在智能合约的开发过程中,调试工具相对不够完善,开发者在排查合约中的逻辑错误时可能会遇到困难。当合约出现问题时,错误信息有时不够清晰明确,需要开发者花费大量时间去分析节点日志等信息来定位问题。
语言支持有限:虽然支持 Solidity 等主流的智能合约语言,但对于一些新兴的、具有特定优势的合约语言支持不足,这在一定程度上限制了开发者的选择和创新。
3. 隐私保护方面:
部分场景隐私保护不够精细:在一些对数据隐私要求极高的场景中,FISCO BCOS 现有的隐私保护机制可能无法满足需求。例如,在某些涉及商业机密或个人敏感信息的业务中,可能需要更加精细的隐私保护策略,而目前平台在这方面的灵活性和定制化能力还有待提高。
同态加密等技术的性能开销:为了实现更高程度的隐私保护,引入的一些加密技术如同态加密等,会带来较大的性能开销,这可能会影响系统的整体性能和效率。
4. 易用性方面:
安装和部署复杂:对于新手来说,FISCO BCOS 的安装和部署过程可能较为复杂,需要掌握一定的区块链知识和技术。特别是在内网环境或复杂的网络环境下,可能会遇到各种依赖问题、网络配置问题等,增加了使用的难度。
文档和教程不够完善:尽管有一定的文档和教程,但在一些细节方面的解释不够详细,对于一些复杂的功能和操作,开发者可能需要花费大量时间去研究和探索。
四、应用场景
FISCO BCOS在政务、金融、公益、医疗、教育、交通、版权、商品溯源、供应链、招聘、农业、社交、游戏等多个领域均有广泛的应用。例如在金融领域的机构间对账、供应链金融、旅游金融等场景;司法服务领域的仲裁链、电子借据;文化版权领域的版权存证与交易等。
1. 政务领域:
省级一体化区块链平台:例如科大讯飞采用 FISCO BCOS 构建省级一体化区块链平台,实现政务数据的安全共享、跨部门协同办公以及业务流程的优化。该平台有助于减少重复建设,提高数据利用率,推动数据从“汇”到“治”、“用”的转变,为数据源头提供可追溯、可监管的治理方式。
电子证照:将各类电子证照的信息上链,确保证照的真实性、完整性和安全性,方便民众和企业在政务服务中的使用和验证,提高政务服务的效率和便捷性。
政务信息公开与监督:保证政务信息的公开透明和不可篡改,方便公众对政务工作进行监督,增强政府的公信力。
2. 金融领域:
机构间对账:金融机构之间的交易对账一直是一个复杂且容易出现误差的过程。FISCO BCOS 可以帮助金融机构实现快速、准确的对账,提高对账的时效性和准确度,降低人力和时间成本。
供应链金融:基于区块链技术的不可篡改和可追溯性,为供应链上的核心企业、供应商、金融机构等各方提供透明、可信的交易信息,降低融资风险,提高融资效率,解决中小企业融资难的问题。
跨境支付与结算:缩短跨境支付的结算时间,降低手续费,提高资金的流动性和使用效率,同时增强跨境支付的安全性和可追溯性。
保险业务:在保险理赔、保险合同管理等方面应用,确保保险数据的真实性和可靠性,提高保险业务的效率和客户满意度。
3. 司法领域:
仲裁链:广州仲裁委基于 FISCO BCOS 的仲裁链,将实时保全的数据通过智能合约形成证据链,满足证据真实性、合法性、关联性的要求,实现证据及审判的标准化,大大缩短了仲裁流程,降低了司法成本。
电子证据存证:对司法过程中的电子证据进行存证,保证证据的完整性和不可篡改性,为司法审判提供可靠的证据支持,提高司法效率。
4. 公益领域:
公益项目管理:对公益项目的资金流向、项目进展、受益对象等信息进行上链管理,提高公益项目的透明度和公信力,让捐赠者能够清楚地了解自己的捐赠资金的使用情况,增强公众对公益事业的信任和参与度。
志愿者服务管理:记录志愿者的服务时间、服务内容等信息,为志愿者的服务提供证明,同时也可以根据志愿者的服务情况给予相应的激励和奖励,促进志愿者服务的发展。
5. 医疗领域:
医疗数据管理:将患者的病历、诊断报告、检查结果等医疗数据上链,实现医疗数据的安全存储和共享,方便医生在不同医疗机构之间进行会诊和转诊,提高医疗服务的质量和效率。
药品溯源:对药品的生产、流通、销售等环节进行追溯,确保药品的质量和安全性,防止假药流入市场,保障患者的用药安全。
6. 版权领域:搭建版权存证平台和版权交易平台,利用区块链不可篡改、可追溯的特性,为版权所有者提供版权登记、版权存证、版权交易等服务,保护版权所有者的合法权益,促进版权交易的规范化和便捷化。
7. 农业领域:
农产品溯源:记录农产品的种植、养殖、加工、运输等环节的信息,让消费者能够了解农产品的来源和质量,提高农产品的安全性和可信度,促进农产品的销售。
农业供应链金融:为农业产业链上的农户、农业企业、金融机构等提供金融服务,解决农业生产过程中的资金短缺问题,推动农业产业的发展。
8. 教育领域:
学历认证:对学历证书的信息进行上链存证,防止学历造假,方便用人单位和教育机构对学历的验证和查询。
教育资源共享:建立教育资源共享平台,将优质的教育资源上链,实现教育资源的共享和传播,促进教育公平。
9. 交通领域:
交通出行数据管理:对交通出行的相关数据,如车辆行驶轨迹、交通流量、路况信息等进行上链管理,为交通管理部门提供决策支持,提高交通管理的效率和智能化水平。
智能交通收费:实现交通收费的自动化和智能化,提高收费的效率和准确性,同时降低收费成本。
10. 能源领域:
能源交易:构建能源交易平台,对能源的生产、销售、交易等环节进行管理,提高能源交易的透明度和效率,降低能源交易的成本和风险。
能源数据管理:对能源企业的生产数据、能源消耗数据等进行上链管理,为能源企业的管理和决策提供数据支持,提高能源企业的管理水平和经济效益。
总的来说,FISCO BCOS作为一款优秀的区块链技术平台,为企业和开发者提供了强大的技术支持和丰富的功能特性,在推动区块链技术的应用和发展方面发挥了重要作用。