HPB (cadena de bloques de alto rendimiento) es una nueva arquitectura de software y hardware de cadena de bloques, que incluye un motor de aceleración de chips y una plataforma subyacente de cadena de bloques, diseñada para lograr la expansión del rendimiento de las aplicaciones distribuidas. Posicionada como una plataforma blockchain de alto rendimiento y fácil de usar, está profundamente integrada con la industria para satisfacer las necesidades comerciales reales del mundo real. Esto se logra mediante la creación de una arquitectura similar a un sistema operativo sobre la cual se pueden construir aplicaciones. La arquitectura de software proporciona gestión de cuentas, identidades y autorizaciones, gestión de políticas, base de datos, comunicación asincrónica y programación de programas en miles de CPU, FPGA o clústeres para lograr una nueva arquitectura. La cadena de bloques puede admitir millones de transacciones con confirmación de segundo nivel.

1. Introducción del proyecto

HPB es una arquitectura de cadena de bloques completamente nueva, posicionada como una plataforma de cadena de bloques de alto rendimiento y fácil de usar, diseñada para lograr la expansión del rendimiento de las aplicaciones distribuidas para satisfacer las necesidades comerciales reales en el mundo real. Esto se logra mediante la creación de una arquitectura similar a un sistema operativo sobre la cual se pueden construir aplicaciones. La arquitectura proporciona gestión de cuentas, identidades y autorizaciones, gestión de políticas, base de datos, comunicación asincrónica y programación de programas en miles de CPU, FPGA o clústeres. La cadena de bloques es una arquitectura completamente nueva, que puede admitir millones de transacciones por segundo y lograr una confirmación de segundo nivel a través de tecnología de aceleración de hardware de baja latencia y alta concurrencia.

En el proceso de diseño de la cadena central de HPB, además del trabajo del equipo central de HPB, también recibió contribuciones y esfuerzos de socios, comunidades de desarrollo y organizaciones de la industria. La cadena principal de HPB tiene el honor de ser reconocida y respaldada por socios.En la actualidad, en los campos de trazabilidad contra la falsificación, big data inteligente, juegos y otros campos, varias empresas industriales han mostrado intenciones de cooperación positivas.

Escenario de aplicación

Big data inteligente:
En la actualidad, el desarrollo de big data todavía enfrenta muchos problemas. Como todos sabemos, cómo proteger la información de privacidad de los usuarios es un tema clave que restringe el desarrollo de big data. Una gran cantidad de casos reales muestran que incluso los datos inofensivos, una vez que se recopilan en grandes cantidades, existe el riesgo de exponer la privacidad personal. Además, los macrodatos también pueden enfrentar posibles riesgos de seguridad durante el almacenamiento, el procesamiento y la transmisión. Para lograr la seguridad de los grandes datos y la protección de la privacidad, es extremadamente difícil impedir que los proveedores de servicios recopilen información de los usuarios por medios puramente técnicos.

Para aprovechar el valor potencial del intercambio de datos, necesitamos mejores soluciones para administrar la seguridad de los datos. Los sistemas de TI centralizados brindan ventajas en términos de eficiencia, pero las frecuentes filtraciones de datos, la falta de transparencia y los datos incompletos requieren un mecanismo de consenso distribuido para compensar las deficiencias. Blockchain es un libro mayor distribuido que proporciona registros rastreables e inmutables. La tecnología basada en blockchain puede proporcionar una solución optimizada para un ecosistema de TI intrínsecamente seguro y saludable.La cadena central de HPB recopila, utiliza y autoriza datos a través de contratos inteligentes para garantizar la pureza de los datos. Cree un buen ecosistema a través de la cadena principal de HPB y utilice los datos de la cadena de bloques para crear grandes datos inteligentes, lo que mejorará en gran medida la seguridad, la privacidad y la usabilidad de los datos en el futuro. Al mismo tiempo, la transmisión y el uso autorizados de datos en la cadena pública y las tarifas de transacción de consulta se pueden resolver mediante el cobro de tokens de cadena central de HPB.

UnionPay Zhihui, una subsidiaria de China UnionPay, que se especializa en negocios de innovación de big data, se unió al equipo cooperativo de investigación y desarrollo de HPB Core Chain después de escuchar el concepto de diseño de HPB Core Chain para explorar conjuntamente big data financiero y alta -rendimiento de plataformas blockchain práctica técnica. En la actualidad, se han realizado intercambios y exploraciones profundas sobre la autorización, certificación y trazabilidad de big data, y se están realizando demostraciones e investigaciones detalladas de la demanda en torno a este escenario.Se espera implementar proyectos específicos en el tercer trimestre de 2018. El big data de UnionPay actualmente procesa el 80% de los datos de transacciones bancarias en China, con un volumen de transacciones anual de 80 billones de yuanes. La cadena principal de HPB se unirá a UnionPay para brindar soluciones para la banca, los seguros, el comercio minorista, la tecnología financiera y otras industrias.

Juegos de cadena de bloques:
En la actualidad, además de los juegos gratuitos "Juegos F2P (Free-to-Play)", los modelos comerciales de los juegos en línea se dividen principalmente en dos tipos: los usuarios pagan para comprar tiempo de experiencia de juego, los usuarios pagan Comprar servicios de valor agregado, como productos de juegos virtuales.

Los productos de juegos virtuales son proporcionados por proveedores de servicios centralizados. Con fines comerciales, los proveedores de servicios centralizados suelen restringir la transferencia de productos dentro del juego. Los usuarios solo pueden usarlos en sus plataformas propietarias, no distribuirlos. Para los usuarios que lo necesiten, las transacciones de bienes de juegos virtuales pueden iniciarse fuera del entorno del juego. Debido a razones como la asimetría de la información, el proceso de transacción es engorroso y los usuarios pueden encontrar fraude. Para los proveedores de servicios centralizados, es lento y costoso desarrollar y administrar plataformas para productos de juegos virtuales, y es más fácil prohibir directamente las transacciones entre usuarios. Durante este proceso, los bienes del juego virtual del usuario pueden perderse, confiscarse o cambiarse, pero el usuario no tiene derecho a recurrir a los bienes virtuales. Además, los juegos en línea también pueden tener un sistema económico cerrado, que incluye producción, distribución, intercambio, consumo, etc. Al igual que en el mundo real, no se pueden evitar problemas como la inflación y la deflación.

Si los productos de juegos virtuales se almacenan en la cadena de bloques y la moneda digital cifrada representada por la cadena central de HPB reemplaza la moneda del juego virtual proporcionada por el editor del juego, entonces no hay necesidad de editores de juegos y Google Play, App Store, etc. Instituciones centralizadas, los bienes de juegos virtuales pueden circular convenientemente entre los usuarios. Al mismo tiempo, el método de salida de la moneda del juego virtual descentralizado y el proceso de transacción del libro mayor compartido eliminarán la opacidad y la inflación en el juego hasta cierto punto. Además, los activos de juegos virtuales también pueden emprender el camino de la titulización.

La cadena central de HPB está diseñada a través de una arquitectura de software y hardware, que puede admitir de manera estable millones de simultaneidades y puede usarse ampliamente en el campo de los juegos en línea.

Trazabilidad contra la falsificación:
En los últimos años, con el desarrollo de la economía mundial, la evolución de la estructura de edad de los grupos de consumidores y el aplanamiento de la brecha de consumo global, los consumidores han mejorado continuamente sus requisitos de calidad. de vida y seguridad alimentaria Nuevos patrones de consumo de calidad, diversificados e informatizados. Para satisfacer las necesidades de los consumidores, ha surgido una variedad de nuevos productos en el mercado, y también ha surgido el problema de los productos falsificados y de mala calidad. Según una encuesta publicada por la Federación de Fabricantes Franceses, los productos falsificados y falsificados han representado alrededor del 5% del comercio mundial total, superando los 110 mil millones de dólares estadounidenses, y las pérdidas económicas directas o indirectas resultantes han alcanzado decenas de miles de millones de dólares estadounidenses. . La falsificación en los campos de alimentos, alimentos no básicos, medicamentos, productos sanitarios, artículos de lujo, propiedad intelectual editorial, coleccionables, etc. no solo daña los intereses vitales de productores y consumidores, sino que incluso puede amenazar la vida, la salud y la seguridad de los consumidores. , y tiene un impacto negativo en el mercado y las marcas, el impacto negativo es incalculable.

La asimetría de información entre los consumidores y los productos básicos dificulta que los consumidores rastreen el origen de los productos básicos. Aunque existen tecnologías de trazabilidad contra la falsificación, como códigos de barras y códigos QR, por un lado, la trazabilidad unidireccional se distorsionará gradualmente en el complicado proceso de comunicación; rompa la línea de defensa de la lucha contra la falsificación y la trazabilidad.

La tecnología blockchain proporcionada por HPB core chain puede formar un circuito cerrado de información de productores a consumidores. La contabilidad distribuida de la tecnología blockchain, así como las características rastreables y no manipulables del libro mayor, son naturalmente adecuadas para la lucha contra la falsificación y la rastreabilidad: el proceso de certificación descentralizado puede evitar la falsificación y la manipulación de la información mediante un solo enlace. Los consumidores solo necesitan encontrar el código de identificación en el producto y pueden rastrear la producción, la logística y otra información del producto escaneando el código. La cadena central de HPB ha llevado a cabo varias cooperaciones intencionales en varios escenarios de aplicación.

Resumen técnico

BOE:
Los nodos de cadena de bloques tradicionales, la transmisión de transacciones, la verificación de transacciones, la transmisión de bloques, la generación de bloques y otras funciones se implementan en función del nivel de software, y la conexión de datos entre cada nodo se procesa en serie, lo que genera problemas como como topología de red compleja, tiempo de retraso prolongado, rendimiento de procesamiento en serie bajo y experiencia de usuario deficiente.

En respuesta a los problemas anteriores, HPB diseñó de manera innovadora la tecnología BOE, a saber, Blockchain Offload Engine, que es un sistema de procesamiento heterogéneo, que incluye hardware BOE, firmware BOE y software de sistema coincidente, el sistema de procesamiento heterogéneo logra un alto rendimiento y una alta -Aceleración informática de concurrencia al combinar la capacidad serial de la CPU y la capacidad de procesamiento paralelo del chip FPGA/ASIC.

El equipo BOE está conectado a otros equipos en la red P2P a través de la interfaz Gigabit/10 Gigabit Ethernet, y el módulo MAC procesa paquetes de datos Ethernet y realiza interacción de datos con el módulo TOE. El módulo BOE implementa el análisis de mensajes TCP y mensajes UDP, y el proceso de procesamiento no requiere la participación de la CPU para ahorrar el uso de recursos de la CPU. El módulo BOE es responsable de establecer un canal de comunicación encriptado con otros nodos a través del módulo TOE, realizar verificaciones de integridad, verificación de firmas y verificación de saldo de cuenta en transacciones recibidas, bloques y otros mensajes, y realizar procesamiento de fragmentación en bloques de datos demasiado grandes para ser enviado Y encapsular cada fragmento para asegurar la integridad de los datos recibidos, y hacer estadísticas basadas en el tráfico recibido de cada conexión TCP, para que se puedan dar los incentivos correspondientes de acuerdo con la contribución al sistema, atrayendo así a más usuarios a participar en mantener el funcionamiento de la red.

Algoritmo de consenso:
Para cumplir con los requisitos de la tecnología BOE y mejorar la seguridad TPS1 tanto como sea posible, el algoritmo de consenso HPB adopta un mecanismo de elección eficiente de dos niveles, a saber, elección externa e interna.

Elección externa: use indicadores de evaluación de valor de contribución de nodos para seleccionar miembros de nodos de alta contribución de muchos nodos candidatos Elección interna: basado en el mecanismo de votación anónima de la cola Hash, calcule nodos de alto valor de contribución cada vez que se genera un bloque La prioridad de generar bloques, los nodos con alta prioridad y alto valor de contribución tienen derecho a generar bloques primero.

En todo el diseño del algoritmo de consenso, el mecanismo ligero de intercambio de mensajes del algoritmo de consenso HPB hace que su eficiencia de consenso sea mucho mayor que la de otros algoritmos de consenso y, al mismo tiempo, también ha mejorado significativamente la seguridad, la privacidad, etc. . .

Servicios de aplicaciones:
Interfaces de programación de aplicaciones (API) de cadena de bloques

En la capa básica de la cadena de bloques, el diseño proporciona una serie de interfaces de interacción y acceso a los datos de la cadena de bloques, utilizando JSON-RPC y RESTful API para admitir varias aplicaciones y lenguajes de desarrollo. Es compatible con las operaciones interactivas de blockchain, como la consulta de datos de blockchain multidimensional y el envío de transacciones. En diferentes escenarios comerciales, la interfaz de acceso interactivo se puede integrar aún más con el sistema de control de autoridad.

SDK de aplicaciones

El Kit de desarrollo de software de aplicaciones (Kit de desarrollo de software de aplicaciones) es un paquete de servicio funcional integral basado en diferentes lenguajes de desarrollo para operar en la cadena de bloques. Proporciona interfaces de funciones de servicio integrales, como cifrado, firma de datos y generación de transacciones, y se puede ampliar para integrar funciones de lógica empresarial específicas La función de lógica de negocios admite perfectamente la integración y la expansión de funciones de varios sistemas de negocios de idiomas. Admitirá SDK de varios idiomas, como Java, JavaScript, .NET, Ruby y Python.

Contrato inteligente:

Mecanismo de máquina virtual universal:
HPB adopta un diseño de complemento, admite múltiples máquinas virtuales y ajusta la lista de máquinas virtuales admitidas en cualquier momento según la demanda del mercado. La máquina virtual subyacente se combina con el análisis y la conversión del lenguaje de programación de alto nivel superior para admitir de manera flexible la aplicación básica de la máquina virtual. Realice la interfaz externa de la máquina virtual a través de operaciones API personalizadas e interactúe de manera flexible con datos contables y datos externos. Este mecanismo logra el alto rendimiento de la ejecución de código nativo cuando se ejecuta el contrato inteligente. Al mismo tiempo, también se implementa un mecanismo general de máquina virtual que admite diferentes cadenas de bloques.

Gestión del ciclo de vida del contrato inteligente:
Para cada contrato inteligente, se utiliza como un activo en la cadena para la gestión del ciclo de vida completo y la gestión de procesos completa y controlable para el envío, implementación, uso y cancelación de contratos inteligentes. contratos, y El mecanismo integrado de gestión de autoridad lleva a cabo una gestión integral de la seguridad en varios mecanismos de operaciones de contratos inteligentes.

Administración del sistema

Actualización del sistema:
La tecnología HPB adopta una combinación de software y hardware. La arquitectura del sistema se puede dividir en cuatro niveles, capa de hardware, capa de abstracción de hardware, capa intermedia y capa de implementación. Las versiones de software y hardware de cada la capa debe ser compatible entre sí. En vista de la complejidad del sistema, HPB proporciona un servicio de actualización del sistema A través de operaciones de comando simples, se pueden realizar funciones como verificación de compatibilidad de versión, descarga automática, actualización automática e implementación automática de cada capa.

Monitoreo del sistema: monitoreo integral de aplicaciones visuales y sistemas de registro para sistemas, redes y nodos de cadena de bloques, alarmas y notificaciones en tiempo real para diversas anomalías y soporte para la recuperación remota de fallas en situaciones específicas, reinicio del sistema de red y otros servicios. Admite la expansión integral del monitoreo y la actualización del sistema de acuerdo con las necesidades de los diferentes campos comerciales.

Dos Comentarios

La cadena central HPB es una cadena pública que adopta una nueva arquitectura de software y hardware, combinada con un motor de aceleración de hardware (BOE) y software de alto rendimiento, para lograr la expansión del rendimiento de las aplicaciones distribuidas de cadena de bloques.

El motor de aceleración de hardware BOE es un sistema de procesamiento heterogéneo, que incluye hardware BOE, firmware BOE y software de sistema coincidente, que logra una aceleración informática de alto rendimiento y alta concurrencia. El hardware BOE puede mejorar efectivamente las funciones de DApp, como generar números aleatorios de hardware. La cadena central de HPB proporciona un conjunto completo de soluciones de cadena de bloques, atrayendo a empresas conocidas como UnionPay Zhihui y Ping An Interactive Entertainment para utilizar la plataforma de cadena central de HPB para construir conjuntamente una ecología de cadena pública global descentralizada.

Enlaces relacionados:
http://www.hpb.io/
http://www.qukuaiwang.com.cn/szhb/2212.html###< br> https://bitmaxhelp.zendesk.com/hc/zh-cn/articles/360031565654-High-Performance-Blockchain-HPB-