【钛坦白】趣链科技CEO李伟：国产区块链平台Hyperchain及应用实践

在钛媒体Pro专业用户和付费用户专享的“钛坦白”在线课堂第36期，我们再次请来三位钛客，探讨如何从“伪VR”走向“真VR”。本期钛客之一、趣链科技CEO李伟，是浙江大学计算机科学与技术学院博士，研究方向是分布式计算与数据一致性。曾先后供职于微软亚洲研究院、美国道富银行（杭州研发中心）等机构。2015年初投身于区块链基础平台（即国产自主可控联盟链云平台）研发。

本文节选自李伟在钛坦白的分享。如果您还不是钛媒体Pro用户，希望查看钛坦白所有干货，进入钛坦白九个专业群交流，并查看更丰富的专业数据和信息，可点击：http://www.tmtpost.com/pro 注册。

以下根据李伟在钛坦白的分享实录整理：

首先我做一下自我介绍，我是李伟，之前是浙江大学的青年教师。 2015年开始接触区块链行业，并于2016年开始创业，目前团队已达60多人，其中技术人员占比达90%以上，是一个纯技术的团队。应该可以这么说，在整个区块链行业里，趣链科技在技术人员方面还是比较有优势的。

最近，趣链科技也落地了很多项目，其中包括去年年底和浙商银行推出的移动数字汇票；前一段时间中标的上海证券交易所项目；还有和上海数据交易中心的合作项目。今天，刚刚宣布的中国银联、光大银行基于趣链区块链平台完成首个基于公网、跨机构、跨地域的联盟链应用场景验证，跟银联的合作在后面我会继续展开来谈。截至目前，趣链科技和很多银行都已经建立了合作关系，有的已经落地，有的还在落地过程中。

自主研发的原因

趣链科技之所以选择打造国产自主可控的区块链技术平台，主要有两个方面的原因：

• 可行性。2015年，无论是比特币也好，以太坊也好，还是OBC（ Open Blockchain）也好，如果只是做一些数字资产的发行，或者做一些简单的应用转帐之类是没有问题的。但如果我们想做一些复杂的应用，比如说票据、供应链、债券或者股权等，现有的这些平台无论从功能上、性能上、安全性的保障上还是权限控制上，其实都不能满足一个联盟链的需求。趣链科技一直在做金融服务，那么从各种金融机构的角度来讲，其实我们更需要的是一个联盟链；
• 必要性。目前，中国的金融机构用了大量的国外产品，包括IBM、Oracle或者其他一些国外产品对国内金融机构形成了垄断。从国家宏观层面上来讲，金融作为关系到国计民生的一个核心产业，我们其实更需要一定程度上的国产化，尤其是在一些关键性领域，这也是趣链科技做国产自主可控区块链平台的另外一个重要原因。

这就是趣链科技打造Hyperchain这个平台的初衷。

Hyperchain的特性

总的来说，趣链科技可以被看成是吸收了以太坊和Fabric很多优点，又提出了很多更适合金融需求的一个更加成熟、更加完善，而且更加符合金融需求的区块链底层平台。同时，趣链科技打造的国产自主可控的区块链平台——Hyperchain是一个完全成熟可用，随时可以上生产的系统。

Hyperchain的核心特性具体体现在以下几点：

• 共识机制的优化

趣链科技的共识算法是基于2009年的一篇论文的修改，整个理论体系都是在论文里面的，这也是在学术圈比较认可的。基于这篇论文我们做了非常多的优化以保证它的高性能。同时，趣链科技业做了一些非常有特色的东西，主要是以下两个点：

第一点是节点的动态加入。现有的联盟链平台如果想新加入一个节点，旧的节点需要宕机，然后改配置文件，重新起起来，这在生产上是绝对不可以接受也完全无法运维的。而趣链科技的节点可以做到动态的加入，可以在完全在不宕机的情况下，动态的增加或者减少节点，这是更符合银行运维的需求的；

第二点就是数据的动态恢复。区块链是多活系统，如果一个节点宕机，应该是不影响业务的。趣链科技可以保证宕机之后，其它业务继续做，如果故障已经修复好，所遗失的这些数据也会自动根据系统最新的状态进行同步。并且我们保证一旦系统中个某个节点出了什么问题，也可以快速的修复，并且可以马上投入使用。节点的动态加入和数据的动态恢复就是区块链很重要的一个特性——高可用性。

• 节点权限的划分

公有链大家都很清楚，无论比特币还是以太坊，都是没有权限控制机制的，相对来说是一个完全公开的网络。但是在联盟链里面，我们必须有权限控制机制，所以我们通过CA来对节点的角色进行划分。有的节点是既可以参与共识，又可以记帐。有的节点只可以记帐，有的节点既不可以共识也不可以记帐，只能参与智能合约的调用，有的甚至是一个观察节点。这就是对节点权限的划分，趣链科技全面基于CA进行控制，就保证了系统中的角色可以不一样。所以这就是第二个特点——权限控制，包括节点动态加入过程中，我们可以通过CA来控制整个节点的准入，这也是联盟链很重要的一个特色。

• 多级加密机制的支持

趣链科技对加密是全面支持的，而且在隐私保护这块也是有非常独道的特点：

一方面，趣链科技已经支持了加法同态加密，在智能合约中的数值或者转帐中的数值是可以加密的。当然它只是对数值进行加密，但这也是我们第一个实现的，目前也已经申请了专利。

另一方面，我更想推出的是一个叫namespace的概念，中文叫命名空间隔离，有点像Fabric的multiple channel。就是说，我们的数据是可以分区的，这个分区是我们每笔交易或每个智能合约都可以指定的，这个分区我们就叫namespace。我们可以指定说一共有一百个节点，其中某十个节点是一个namespace，一笔交易或者一个智能合约只在这十个节点中生效，只有这十个节点有数据，这就实现了数据上的物理隔离。我的数据可以不让竞争对手看到，这对金融机构是非常迫切的需求。目前这个特性我们已经支持了，而且即将在很多业务场景中上线。

• 原生智能合约引擎

第四个很重要的特性就是虚拟机， Fabric虚拟机是基于Docker，而我们做了一套完全自己的原生虚拟机 。

这个原生虚拟机是一个开放的体系架构，第一支持了Solidity，然后我们马上要加入对Java的支持。因为我们在做大量的业务中发现，银行主要编程语言是Java，他们希望通过Java实现智能合约。所以，我们会把Java虚拟机做一个裁剪，让Hyperchain原生支持Java编写的智能合约，这就会大大提高我们的区块链的普及速度以及在金融行业的应用。同时，Java的表现能力在语法上和成熟度方面都比Solidity强很多。这也是我们一个很重要的特性，趣链科技是一个完全原生的智能合约引擎，而且是支持多语言的。

应用场景的方向

2016年，趣链科技主要应用于金融领域，包括和浙商银行、银联和光大以及上海证券交易所的合作。在非金融领域我们也正在进行一些合作，尤其是物流领域。今年7月，趣链科技会发布物流供应链的相关合作项目。包括能源领域，现在也有很多企业与我们洽谈合作。无论是物流、仓储、数据交易还是能源，最终都会落在金融这一块，这也是我们做价值区块链很重要的一个特性。最终你会发现，我们原有的这些资产都可以通过区块链进行数字化，最终金融化、证券化，这就是区块链的魔力或者价值所在。所以我们可以看到，区块链绝对是一个在金融和非金融领域都有极大应用场景的底层技术。

趣链科技还积极开展人才培养和技术培训。因为趣链科技的整个团队背景都来自浙江大学，所以区块链作为专业选修课已经被列入了浙江大学今年下半年的培养计划。目前教材已经定稿，很快就会对外发布，未来几年，趣链科技也可以为行业输送越来越多的区块链人才。

• 金融项目应用

趣链科技和浙商银行推出的移动数字汇票其实不是传统意义上票据行业，它更像是一个支票。因为它解决的是我们小企业的一个支付难的问题。很多小企业整个交易的资金额都不大，一般也不会签订正规的合同。但基本上都是几千块钱、几万块钱，这样我们就可以通过汇票的模式进行面对面的支付。目前，该项目已经上线，并且每天都有交易量，整个系统从2016年12月23号到现在已经平稳运营了将近五个月，也足以证明了趣链科技产品的成熟度。

区块链在这个项目中的优点主要体现在两个方面：

第一是横向的，通过使用区块链技术之后，各银行之间的打通就会变得非常容易。浙商银行通过区块链技术可以轻松连接其他银行，也可以做到各个银行之间的通存通兑；

第二是纵向的，趣链科技为浙商银行做的第二个项目是应收帐款，应收帐款比较重要的环节是支付。基于区块链的票据系统就可以做应收帐款融资里授信的支付手段。银行给你的不是现金而是张汇票，这样，银行就可以实现对资金去向的管控。

一个是横向，区块链可以把机构之间打通；另一个是纵向，每个机构内部各业务条线之间的打通，这个网状的结构其实就完全可以构造我们一个所谓价值互联网的概念，这是区块链最重要的一个特性。

• 数据交易应用

近日，趣链科技与上海数据交易中心合作，双方共同打造数据交易清算原型系统，将区块链技术应用到数据交易平台，共同探索基于区块链的数据交易应用。

数据交易天生就适合区块链，它有一个很重要的特性：数据具有无限复制性。比如我有一份数据委托一个人去卖，这种模式是行不通的，因为他可以说卖了十份，也可以说卖了一百份，而我无从考证的。所以，传统托管的这种数据交易模式是很难行得通的，它天生就是一个点对点的交易。

数据交易所或者数据交易中心起到的不是托管交易作用，而是一个中介的功能。比如负责一些会员管理，产品管理，合约管理或者清算，它是一个撮合平台。交易永远都是点对点的，这是第一个特性，非常符合区块链的本性，因为区块链就是一个去中心的点对点的系统。

另外，数据的交易是按照量来的，比如我今天卖了十条数据十块钱，一百条数据一百块钱。这就是按照交易量来的，也符合区块链的特性。我们是可以根据交易日志或者交易量来进行自动的清算结算。趣链科技给上海数据交易中心就做了一个基于交易日志分布式的清算系统。

• 数字仓单应用

大家都清楚，仓单或者动产融资，各个银行其实都想做，但是都又不好做。比如有一个场景：我今天有一仓库货，我拿这个仓库的货抵押融资很困难，有可能我融资之后就把他搬走了，银行并不清楚货物情况，继续流转会有很多的风险点。

所以，如果我们基于区块链做动产融资，那么区块链加物联网就是很好的一个着眼点和结合点。物联网大家说了很多年了，但是一直没有真正发展起来。但是我有一个预感：有了区块链之后，物联网很有可能迎来真正爆发的时代。因为物联网所传来的数据是可信的。我举个例子比如说做仓单，通过物联网的技术或者RFID、LoRa的技术，把整个仓库进行监控，会实时生成一张数字仓单，这个仓单就可以在区块链上进行流通。这个仓单本身属于一个系统，仓储又是一个系统，银行端又是另外一个系统。它们之间完全是通过区块链连在一起，把仓单和物联网真实监控起来的资产通过仓单的形式表现起来，我们就可以链上进行流通，比如抵押融资都可以做。

当然也不是说100%没有问题，但至少我们不需要派很多人监管盘货，一旦出什么问题，我们可以把数字资产进行冻结，而不会发生仓库没货了但仓单还在往流通的情况。这是最大的一个风险点，很多银行也都有这个问题。基于区块链和物联网，我就可以把货物监管起来，把货物数字化、证券化，这就是我从技术结合来讲的很重要的一个结合点：区块链+物联网。

• 跨区域、跨网络的联盟链应用

基于趣链科技提供的区块链平台，中国银联与光大银行成功构建业界第一个基于公网的、跨机构、跨地域区块链联盟链，并完成基于该联盟链的POS电子签购单原型验证和测试。该测试意味着国内首个跨物理空间、完全基于互联网环境的联盟链应用场景诞生。

对于“跨物理空间”和“互联网环境”很多人不容易理解。跨物理空间就是光大银行位于北京，中国银联位于上海，地理位置上差了一千多公里；互联网环境，就是指两者之间没有拉专线或者专用光纤，网络状况走的是互联网，而且跨联通和电信两家运营商，而且共享宽带，网络状况不太好。

国内现在虽然做区块链的很多，但大多数的圈内应用都是在非常好的网络条件下进行的，如局域网或网络带宽非常稳定。而且有时候机构间的合作会拉专线，在这样的整个网络系统一般不会有什么问题。但如果整套系统普及开来，让所有的银行都拉专线，这显然是不现实的。区块链要求的是网状网络，而非星状网络，随着参与方的增多，它对专线的需求也会是指数级的增长。而基于互联网的网络环境，则是最经济的。我们完全是基于真实的，客观存在的基础设施，这点难能可贵。

这样的网络环境，再加上光大与银联双方都是金融机构，会很多防火墙、路由器配置，还包括风控，黑名单与白名单等设置。在这样的情况下实现一个新系统，困难可想而知。而整套系统中开发中最大的挑战，就是在一个相对来说比较差和比较艰苦的网络环境中，保证系统可以平稳顺利的运行。这一点做起来非常复杂，因为它跨物理空间，网络状况也不是特别理想，中间会断网以及延时不稳定的因素，对整个系统要求非常高的。

后续，POS电子签购单系统会扩大到其他银行，而且还会以这个项目为契机，打算在数字发票等应用方面做尝试。

我们的使命

因为区块链的应用场景太多了，比如票据、存单、信用证、保险、股权债权、提单仓单、知识产权、登记、物流、能源、OTA和出行等，其实生活当中方方面面，只要涉及到多方合作、价值传输并且找不到一个共同可信第三方的，就都可以用区块链技术。

区块链不是一个单点系统，它一定是多点系统，或者点越多越好，种类越多越好。一个社会上各式各样的资产都可以通过区块链进行数字化，然后可以以极低的成本、极高的效率进行流通。

为了整个金融社会可以达到另外一个新的高度，我们的使命就是做一个踏踏实实的区块链底层平台，然后让这些东西流通起来，保证这些系统可以高效、稳定、可靠地运行，同时提供强大的底层支撑。所以我们会非常专注的做底层技术，踏踏实实做一些技术方面的工作，迎接整个区块链产业的大爆发时代的到来。

钛坦白群友交流：

1、请问李总怎么看待这两句话：“使用fabric的拜占庭容错算法（PBFT），多个验证节点之间达成共识需要经过多次通信。过程快慢主要取决于验证节点的数量和验证节点的性能。一，验证节点的数量越多，达成共识所需的时间也就越长，系统整体性能也会越差，这是由共识算法决定的。二，智能合约通过验证节点来管理，而可能耗时较长。”？

李伟：是的，整体上的曲线随着节点数的增加性能会下降的。我们最高测到了100个节点，相比较16个节点，性能下降了一半。1000个节点我们理论推算过，目前的网络带宽无法满足，所以如果要支持大规模集群，需要对共识算法进一步调整，比如分区共识、分级共识等。

“智能合约通过验证节点来管理耗时比较长” 这句话是对的。所以我们要做自己的虚拟机，原来的虚拟机机制很有可能会变成第二个性能瓶颈。

2、据说Hyperledger fabric的chaincode是在交易被部署时分发到网络上，并被所有验证节点通过隔离的沙箱来管理的应用级代码。通过Docker容器来运行的chaincode发布之后不会是一成不变的，可能会有功能的调整、升级、bug修复、可能需要频繁地更新以适应需求。在当前的fabric架构下，只能手动实现状态迁移，并且随着版本的不断更迭，迁移数据量会不断增加，不易保证稳定性与安全性。请问李总怎么看？

李伟：是的，这个Fabric的话其实我们也有一些研究。我们对Fabric的一些优点进行借鉴，但刚好您讲这个东西，我们不是通过Docker做我们的智能合约引擎的，有点类似于以太坊，我们完全是一个原生的智能合约引擎，他是不会有你刚才提过的这些问题的。

您刚才提过的这个迁移或者是智能合约升级的问题，其实是很重要的一个问题。因为智能合约是个好东西，是我们大家都达成共识的一个公开的业务逻辑，但是的确升级是个很大的问题，所以我们现在首先基于自己的虚拟机机制实现了智能合约。

第二、智能合约我们大概分成两类，一个是数据智能合约，一个是逻辑智能合约，如果只升级逻辑智能合约的话，数据可以不动，所以数据相对来说比较轻量级。如果是升级数据智能合约的话我们有工具，可以把原始的数据导出来，然后再导到新的合约里去，所以也是完全可以支持的，这也是我们在实际上的商业过程中，所解决的一些问题，因为的确升级是一个很重要的一个问题。

所以这也是我们不用Docker来运行智能合约的一个重要的出发点。Docker在后续的管理过程中太重，我们近期会推出基于JVM的合约引擎让智能合约越来越好用易用。

3、区块链保存了在链中进行的完整交易记录及状态记录，但在某些应用场景中，企业可能只关心自身的或除自身外有限的数据内容。但作为验证节点之一，它必须保存全量数据来保持链的完整及可溯源，这对于某具体的验证节点来讲就会造成大量的存储空间浪费。请问李总能否只保留部分数据而非全量数据，但同时仍然保持区块链的完整性以及可验证性？

李伟：是的，这个其实我刚才也提了一下，比如说我们现在很重要的一个特性叫namespace的概念，就是说每个节点可能保留的只是部分数据。一方面的话就是刚才您讲过的是资源浪费的问题。另外一方面很重要的是隐私保护。因为有些数据他是不希望所有人都看到的，所以目前我们通过一个叫namespace的技术，有点类似于fabric的multiple channel，而且目前已经在部分用户做试用了，就可以实现你说的那个目的。所以我们可以在部分节点，只放一部分数据，但是这部分数据的hash值全链是都有的，这样子既可以满足空间安全性的要求，又可以满足全局可以共识。

（本文独家首发钛媒体，根据趣链科技CEO李伟在钛坦白上的分享整理）

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还是在这个群，同样的主题，我们再约一期！

钛坦白第38期：区块链技术落地中的挑战与革新 2

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