FISCO BCOS介紹

FISCO BCOS平臺是金融區塊鏈合作聯盟（深圳）（以下簡稱：金鏈盟）開源工作組以金融業務實踐為參考樣本，在BCOS開源平臺基礎上進行模塊升級與功能重塑，深度定制的安全可控、適用于金融行業且完全開源的區塊鏈底層平臺。

金鏈盟開源工作組獲得金鏈盟成員機構的廣泛認可，并由專注于區塊鏈底層技術研發的成員機構及開發者牽頭開展工作。其中首批成員包括以下單位（排名不分先后）：博彥科技、華為、深證通、神州數碼、四方精創、騰訊、微眾銀行、越秀金科。

FISCO BCOS平臺基于現有的BCOS開源項目進行開發，聚焦于金融行業的分布式商業需求，從業務適當性、性能、安全、正常、技術可行性、運維與治理、成本等多個維度進行綜合考慮，打造金融版本的區塊鏈解決方案。

基于FISCO BCOS的金融區塊鏈底層平臺，可以快速構建“區塊鏈+金融"應用場景，對金融行業大有裨益：

對銀行機構，可以降低清結算成本、提高中后臺運營效率、提升流程自動化程度；

對非銀金融機構，可以提升權益登記、信息存證的權威性、削減交易對手方風險、解決數據追蹤與信息防偽問題、降低審核審計的操作成本等；

對金融監管機構，為監管機構提供了一致且易于審計的數據，通過對機構間區塊鏈的數據分析，能夠比傳統審計流程更快更精確地監管金融業務，并極大加強反洗錢力度；

在跨境金融場景中，有助于實現跨境金融機構間的賬本共享，降低合作銀行間對賬與清結算成本及爭議摩擦成本，從而提高跨境業務處理速度及效率。

FISCO BCOS已于2017年正式對外開源。截止到2020年5月，匯聚了超1000家企業及機構、逾萬名社區成員參與共建共治，發展成為最大最活躍的國產開源聯盟鏈生態圈。

應用項目覆蓋文化版權、司法服務、政務服務、物聯網、金融、智慧社區等領域。如今，基于FISCO BCOS方便的全面的開發工具，已經成為一個更開放的開源生態。

FISCO BCOS的核心部分

FISCO BCOS的核心模塊包括以下部分：

共識機制：可插拔的共識機制，支持PBFT、Raft和rPBFT共識算法，交易確認時延低、吞吐量高，并具有最終一致性。其中PBFT和rPBFT可解決拜占庭問題，安全性更高。

存儲：世界狀態的存儲從原來的MPT存儲結構轉為分布式存儲，避免了世界狀態急劇膨脹導致性能下降的問題；引入可插拔的存儲引擎，支持LevelDB、RocksDB、MySQL等多種后端存儲，支持數據簡便快速擴容的同時，將計算與數據隔離，降低了節點故障對節點數據的影響。

網絡：支持網絡壓縮功能，并基于負載均衡的思想實現了良好的分布式網絡分發機制，最大化降低帶寬開銷。

性能提升策略

為提升系統性能，FISCO BCOS從提升交易執行效率和并發兩個方面優化了交易執行，使得交易處理性能達到萬級以上。

基于C++的Precompiled合約：區塊鏈底層內置C++語言編寫的Precompiled合約，執行效率更高。

交易并行執行：基于DAG算法根據交易間互斥關系構建區塊內交易執行流，最大化并行執行區塊內的交易。

交易生命周期的異步并行處理：共識、同步、落盤等各個環節的異步化以及并行處理。

FISCO BCOS安全解決方案

考慮到聯盟鏈的高安全性需求，除了節點之間、節點與客戶端之間通信采用TLS安全協議外，FISCO BCOS還實現了一整套安全解決方案：

網絡準入機制：限制節點加入、退出聯盟鏈，可將指定群組的作惡節點從群組中刪除，保障了系統安全性。

黑白名單機制：每個群組僅可接收相應群組的消息，保證群組間網絡通信的隔離性；CA黑名單機制可及時與作惡節點斷開網絡連接，保障了系統安全。

權限管理機制：基于分布式存儲權限控制機制，靈活、細粒度地控制外部賬戶部署合約和創建、插入、刪除和更新用戶表的權限。

支持國密算法：支持國密加密、簽名算法和國密通信協議。

落盤加密方案：支持加密節點落盤數據，保障鏈上數據的機密性。

密鑰管理方案：在落盤加密方案的基礎上，采用KeyManager服務管理節點密鑰，安全性更強。

同態加密、群環簽名：鏈上提供了同態加密、群環簽名接口，用于滿足更多的業務需求。

FISCO BCOS的開發部署和運維

開發部署工具

FISCO BCOS引入開發部署工具、交互式控制臺、區塊鏈瀏覽器等工具來提升系統的易用性，大幅縮短建鏈、部署應用的時間。

包含：

基于JavaSDK的交互式的命令行工具console

區塊鏈瀏覽器

為了便于不同語言開發者快速開發應用，FISCO BCOS同時支持JavaSDK、Node.jsSDK、PythonSDK和GoSDK

運維工具

聯盟鏈系統中，區塊鏈的運維至關重要，FISCO BCOS提供了一整套運維部署工具，并引入了合約命名服務、數據歸檔和遷移、合約生命周期管理等工具來提升運維效率。

運維部署工具:部署、管理和監控多機構多群組聯盟鏈的便捷工具，支持擴容節點、擴容新群組等多種操作。

合約命名服務:建立合約地址到合約名和合約版本的映射關系，方便調用者通過記憶簡單的合約名來實現對鏈上合約的調用。

數據歸檔、遷移和導出功能:提供數據導出組件，支持鏈上數據歸檔、遷移和導出，增加了鏈上數據的可維護性，降低了運維復雜度。

合約生命周期管理:鏈上提供合約生命周期管理功能，便于鏈管理員對鏈上合約進行管理。

社區開源開發工具

依托龐大的開源生態，社區內眾伙伴秉承“來自開發者，用于開發者”的共建理念，在FISCO BCOS底層平臺之上，自主研發多個趁手開發工具并回饋給社區，從不同業務層面需求上降低區塊鏈應用開發難度和成本。以下為部分列舉：

區塊鏈中間件平臺WeBASE：面向多種對象，如開發者、運營者，并根據不同的場景，包括開發、調試、部署、審計等，打造豐富的功能組件和實用工具，提供友好的、可視化的操作環境。

分布式身份解決方案WeIdentity：基于區塊鏈的分布式多中心的技術解決方案，提供分布式實體身份標識及管理、可信數據交換協議等一系列的基礎層與應用接口，可實現實體對象（人或物）數據的安全授權與交換。

分布式事件驅動架構WeEvent：實現了可信、可靠、高效的跨機構、跨平臺事件通知機制。在不改變已有商業系統的開發語言、接入協議的情況下，實現跨機構、跨平臺的事件通知與處理。

跨鏈協作方案WeCross：支持跨鏈事務交易，滿足跨鏈交易的原子性，對跨鏈進行治理，可支持多方協作管理，避免單點風險。

場景式隱私保護解決方案WeDPR：針對隱匿支付、匿名投票、匿名競拍和選擇性披露等應用方案，提供即時可用場景式隱私保護高效解決方案，助力各行業合法合規地探索數據相關業務。

區塊鏈數據治理組件解決方案：穩定、高效、安全的區塊鏈數據治理組件解決方案，分別從底層數據存儲層、智能合約數據解析層和應用層三個方面，提供了區塊鏈數據挖掘、裁剪、擴容、可信存儲、抽取、分析、審計、對賬、監管等數據治理方面的關鍵能力。具體組建包含WeBankBlockchain-Data數據治理通用組件：Data-Stash數據倉庫組件、Data-Export數據導出組件、Data-Reconcile數據對賬組件。

區塊鏈多方協作治理組件解決方案：可無縫適配FISCO BCOS的區塊鏈治理組件解決方案。首批開源的四個組件分別從私鑰丟失重置、合約權限細粒度管控、私鑰和證書的全生命周期管控等方面著手，提供了可部署的智能合約代碼、易于使用的SDK和可參考的落地實踐Demo等交付物。單獨的治理組建名稱為WeBankBlockchain-Governance多方治理協作組件：Governance-Account賬戶治理組件、Governance-Authority權限治理組件、Governance-Key私鑰管理組件、Governance-Cert證書管理組件。

區塊鏈應用開發組件解決方案：一套開放、輕量的開發組件集，覆蓋智能合約的開發、調試、應用開發等環節，包含了Solidity智能合約開發工具庫、智能合約Gradle編譯插件、應用開發腳手架。具體包含WeBankBlockchain-SmartDev區塊鏈應用開發工具：SmartDev-Contract智能合約庫組件、SmartDev-SCGP合約編譯插件、SmartDev-Scaffold應用開發腳手架。

ChainIDE：提供智能合約云端開發工具，幫助開發者節約邊際成本，加速推送區塊鏈應用落地。

FISCO BCOS區塊鏈工具箱：與WeBase/Remix/VSCode/ChainIDE等IDE協同工作，提升開發體驗與開發效率。

AnsibleforFISCO BCOS自動化生成企業級部署文件：本項目由為區塊鏈開源項目FISCO-BCOS提供了自動化生成企業級配置文件的ansibleplaybook，可以在30秒內（除下載時間）生成配置，極大簡化了部署難度，避免了手工配置容易發生的錯誤。

其他工具還包含Truora可信預言機服務、Liquid智能合約編程語言軟件、WeEvent基于區塊鏈的分布式事件驅動架構等。

FISCO BCOS設計思路

FISCO BCOS以聯盟鏈的實際需求為出發點，兼顧性能、安全、可運維性、易用性、可擴展性，支持多種SDK，并提供了可視化的中間件工具，大幅縮短建鏈、開發、部署應用的時間。此外，FISCO BCOS通過信通院可信區塊鏈評測功能、性能兩項評測，單鏈TPS可達兩萬。

FISCO BCOS在2.0中，提出“一體兩翼多引擎”架構，實現系統吞吐能力的橫向擴展，大幅提升性能，在安全性、可運維性、易用性、可擴展性上具備行業領先優勢。

一體指代群組架構，支持快速組建聯盟和建鏈，讓企業建鏈像建聊天群一樣便利。根據業務場景和業務關系，企業可選擇不同群組，形成多個不同賬本的數據共享和共識，從而快速豐富業務場景、擴大業務規模，且大幅簡化鏈的部署和運維成本。

兩翼指的是支持并行計算模型和分布式存儲，二者為群組架構帶來更好的擴展性。前者改變了區塊中按交易順序串行執行的做法，基于DAG（有向無環圖）并行執行交易，大幅提升性能；后者支持企業（節點）將數據存儲在遠端分布式系統中，克服了本地化數據存儲的諸多限制。

多引擎是一系列功能特性的總括，比如預編譯合約能夠突破EVM的性能瓶頸，實現高性能合約；控制臺可以讓用戶快速掌握區塊鏈使用技巧等。