HPB (Blockchain de alto desempenho) é uma nova arquitetura de software e hardware de blockchain, que inclui um mecanismo de aceleração de chip e uma plataforma subjacente de blockchain, projetada para alcançar a expansão de desempenho de aplicativos distribuídos. Posicionado como uma plataforma blockchain de alto desempenho e fácil de usar, está profundamente integrado ao setor para atender às necessidades reais de negócios do mundo real. Isso é obtido criando uma arquitetura semelhante a um sistema operacional na qual os aplicativos podem ser construídos. A arquitetura de software fornece gerenciamento de contas, identidade e autorização, gerenciamento de políticas, banco de dados, comunicação assíncrona e agendamento de programas em milhares de CPUs, FPGAs ou clusters para alcançar uma nova arquitetura. O blockchain pode suportar milhões de transações com confirmação de segundo nível.

1. Introdução do projeto

HPB é uma arquitetura blockchain totalmente nova, posicionada como uma plataforma blockchain de alto desempenho fácil de usar, projetada para alcançar a expansão de desempenho de aplicativos distribuídos para atender às necessidades reais de negócios no mundo real. Isso é obtido criando uma arquitetura semelhante a um sistema operacional na qual os aplicativos podem ser construídos. A arquitetura fornece gerenciamento de conta, identidade e autorização, gerenciamento de política, banco de dados, comunicação assíncrona e agendamento de programa em milhares de CPUs, FPGAs ou clusters. O blockchain é uma arquitetura totalmente nova, que pode suportar milhões de transações por segundo e obter confirmação de segundo nível por meio de tecnologia de aceleração de hardware de baixa latência e alta simultaneidade.

No processo de design da cadeia principal de HPB, além do trabalho da equipe principal de HPB, ela também recebeu contribuições e esforços de parceiros, comunidades de desenvolvimento e organizações do setor. A cadeia principal da HPB tem a honra de ser reconhecida e apoiada por parceiros. Atualmente, nas áreas de rastreabilidade antifalsificação, big data inteligente, jogos e outras áreas, várias empresas industriais demonstraram intenções de cooperação positivas.

Cenário do aplicativo

Big data inteligente:
Atualmente, o desenvolvimento de big data ainda enfrenta muitos problemas. Como todos sabemos, como proteger as informações de privacidade dos usuários é uma questão fundamental que restringe o desenvolvimento de big data. Um grande número de casos reais mostra que mesmo dados inofensivos, uma vez coletados em grandes quantidades, correm o risco de expor a privacidade pessoal. Além disso, o big data também pode encontrar possíveis riscos de segurança durante o armazenamento, processamento e transmissão. Para obter segurança de big data e proteção de privacidade, é extremamente difícil impedir que os provedores de serviços coletem informações do usuário por meios puramente técnicos.

Para explorar o valor potencial do compartilhamento de dados, precisamos de melhores soluções para gerenciar a segurança dos dados. Os sistemas de TI centralizados oferecem vantagens em termos de eficiência, mas vazamentos frequentes de dados, falta de transparência e dados incompletos exigem um mecanismo de consenso distribuído para compensar as deficiências. Blockchain é um livro-razão distribuído que fornece registros rastreáveis ​​e imutáveis. A tecnologia baseada em blockchain pode fornecer uma solução otimizada para um ecossistema de TI inerentemente seguro e saudável. A cadeia central HPB coleta, usa e autoriza dados por meio de contratos inteligentes para garantir a pureza dos dados. Crie um bom ecossistema por meio da cadeia principal HPB e use os dados do blockchain para criar big data inteligente, o que melhorará muito a segurança, a privacidade e a usabilidade dos dados no futuro. Ao mesmo tempo, a transmissão autorizada e o uso de dados na cadeia pública e as taxas de transação de consulta podem ser resolvidas cobrando tokens da cadeia principal HPB.

UnionPay Zhihui, uma subsidiária da China UnionPay, especializada em negócios de inovação de big data, juntou-se à equipe cooperativa de pesquisa e desenvolvimento da HPB Core Chain depois de ouvir o conceito de design da HPB Core Chain para explorar conjuntamente big data financeiro e alta plataformas blockchain de desempenho. prática técnica. Atualmente, houve trocas e explorações aprofundadas sobre a autorização, certificação e rastreabilidade de big data, e pesquisas e demonstrações detalhadas de demanda estão sendo realizadas em torno desse cenário. Espera-se a implementação de projetos específicos no terceiro trimestre de 2018. Atualmente, o big data da UnionPay processa 80% dos dados de transações bancárias na China, com um volume anual de transações de 80 trilhões de yuans. A cadeia principal da HPB se unirá à UnionPay para fornecer soluções para bancos, seguros, varejo, tecnologia financeira e outros setores.

Jogos Blockchain:
Atualmente, além dos jogos gratuitos "Jogos F2P (Free-to-Play)", os modelos de negócios de jogos online são divididos principalmente em dois tipos: os usuários pagam para comprar tempo de experiência de jogo, os usuários pagam Compram serviços de valor agregado, como produtos de jogos virtuais.

Os produtos de jogos virtuais são fornecidos por provedores de serviços centralizados. Para fins comerciais, os provedores de serviços centralizados geralmente restringem a transferência de produtos do jogo. Os usuários só podem usá-los em suas plataformas proprietárias, não distribuí-los. Para usuários necessitados, as transações de produtos de jogos virtuais podem ser iniciadas fora do ambiente do jogo. Devido a razões como assimetria de informações, o processo de transação é complicado e os usuários podem encontrar fraudes. Para provedores de serviços centralizados, é demorado e caro desenvolver e gerenciar plataformas para produtos de jogos virtuais, e é mais fácil proibir diretamente transações entre usuários. Durante este processo, os bens do jogo virtual do usuário podem ser perdidos, confiscados ou alterados, mas o usuário não tem direito de recorrer aos bens virtuais. Além disso, os jogos online também podem ter um sistema econômico fechado, incluindo produção, distribuição, troca, consumo, etc. Assim como no mundo real, problemas como inflação e deflação não podem ser evitados.

Se os produtos de jogos virtuais forem armazenados no blockchain e a moeda digital criptografada representada pela cadeia principal HPB substituir a moeda do jogo virtual fornecida pelo editor do jogo, não haverá necessidade de editores de jogos e Google Play, App Store etc. • Instituições centralizadas, produtos de jogos virtuais podem ser convenientemente distribuídos entre os usuários. Ao mesmo tempo, o método de saída de moeda do jogo virtual descentralizado e o processo de transação do livro-razão compartilhado eliminarão a opacidade e a inflação no jogo até certo ponto. Além disso, os ativos de jogos virtuais também podem seguir o caminho da securitização.

A cadeia principal HPB é projetada por meio de arquitetura de software e hardware, que pode suportar de forma estável milhões de simultaneidade e pode ser amplamente utilizada no campo de jogos online.

Rastreabilidade antifalsificação:
Nos últimos anos, com o desenvolvimento da economia mundial, a evolução da estrutura etária dos grupos de consumidores e o achatamento da lacuna de consumo global, os consumidores melhoraram continuamente seus requisitos de qualidade de vida e segurança alimentar Novos padrões de consumo de qualidade, diversificados e informatizados. A fim de atender às necessidades dos consumidores, uma variedade de novos produtos surgiu no mercado, e também surgiu o problema de produtos falsificados e de má qualidade. De acordo com uma pesquisa divulgada pela Federação de Fabricantes Franceses, os produtos falsificados e falsificados representaram cerca de 5% do comércio mundial total, ultrapassando 110 bilhões de dólares americanos, e as perdas econômicas diretas ou indiretas resultantes atingiram dezenas de bilhões de dólares americanos. . A falsificação nos campos de alimentos, alimentos não básicos, remédios, produtos de saúde, artigos de luxo, publicação de propriedade intelectual, colecionáveis, etc. não apenas prejudica os interesses vitais de produtores e consumidores, mas pode até ameaçar a vida, a saúde e a segurança dos consumidores , e tem um impacto negativo no mercado e nas marcas. O impacto negativo é incalculável.

A assimetria de informação entre consumidores e commodities torna difícil para os consumidores rastrear a origem das commodities. Embora existam tecnologias de rastreabilidade antifalsificação, como códigos de barras e códigos QR, por um lado, a rastreabilidade unidirecional se tornará gradualmente distorcida no complicado processo de comunicação; romper a linha de defesa da antifalsificação e rastreabilidade.

A tecnologia blockchain fornecida pela cadeia central HPB pode formar um circuito fechado de informações dos produtores aos consumidores. A contabilidade distribuída da tecnologia blockchain, bem como as características rastreáveis ​​e não adulteráveis ​​do livro razão, são naturalmente adequadas para antifalsificação e rastreabilidade - o processo de certificação descentralizado pode impedir a falsificação e adulteração de informações por um único link. O consumidor só precisa encontrar o código de identificação do produto e pode rastrear a produção, logística e outras informações do produto por meio da leitura do código. A cadeia principal HPB realizou várias cooperações intencionais em vários cenários de aplicação.

Visão geral técnica

BOE:
Nós de blockchain tradicionais, transmissão de transação, verificação de transação, transmissão de bloco, geração de bloco e outras funções são todas implementadas com base no nível de software, e a conexão de dados entre cada nó é processada em série, levando a problemas como como topologia de rede complexa, longo tempo de atraso, baixo desempenho de processamento serial e experiência de usuário ruim.

Em resposta aos problemas acima, HPB projetou de forma inovadora a tecnologia BOE, ou seja, Blockchain Offload Engine, que é um sistema de processamento heterogêneo, incluindo hardware BOE, firmware BOE e software de sistema correspondente, o sistema de processamento heterogêneo alcança alto desempenho e alta -aceleração de computação simultânea combinando a capacidade serial da CPU e a capacidade de processamento paralelo do chip FPGA/ASIC.

O equipamento BOE é conectado a outro equipamento na rede P2P através da interface Gigabit/10 Gigabit Ethernet, e o módulo MAC processa pacotes de dados Ethernet e realiza a interação de dados com o módulo TOE. O módulo BOE implementa a análise de mensagens TCP e mensagens UDP, e o processo de processamento não requer a participação da CPU para economizar o uso de recursos da CPU. O módulo BOE é responsável por estabelecer um canal de comunicação criptografado com outros nós por meio do módulo TOE, realizando verificações de integridade, verificação de assinatura e verificação de saldo de conta em transações recebidas, blocos e outras mensagens e realizando processamento de fragmentação em dados de bloco excessivamente grandes para ser enviado e encapsular cada fragmento para garantir a integridade dos dados recebidos e fazer estatísticas com base no tráfego recebido de cada conexão TCP, para que possam ser dados incentivos correspondentes de acordo com a contribuição do sistema, atraindo assim mais usuários para participar manutenção do funcionamento da rede.

Algoritmo de Consenso:
Para atender aos requisitos da tecnologia BOE e melhorar a segurança TPS1 tanto quanto possível, o algoritmo de consenso HPB adota um eficiente mecanismo de eleição de duas camadas, ou seja, eleição externa e eleição interna.

Eleição externa: Use indicadores de avaliação do valor de contribuição do nó para selecionar membros de nó de alta contribuição de muitos nós candidatos Eleição interna: Com base no mecanismo de votação anônima da fila Hash, calcule os nós de alto valor de contribuição sempre que um bloco é gerado A prioridade de geração de blocos, nós com alta prioridade e alto valor de contribuição têm o direito de gerar blocos primeiro.

Em todo o projeto do algoritmo de consenso, o mecanismo leve de troca de mensagens do algoritmo de consenso HPB torna sua eficiência de consenso muito maior do que outros algoritmos de consenso e, ao mesmo tempo, também fez uma melhoria significativa na segurança, privacidade, etc. .

Serviços de aplicativos:
Interfaces de programação de aplicativos (APIs) Blockchain

Na camada básica do blockchain, o design fornece uma série de interfaces de interação e acesso a dados blockchain, usando JSON-RPC e API RESTful para suportar vários aplicativos e linguagens de desenvolvimento. Ele suporta operações interativas de blockchain, como consulta de dados multidimensionais de blockchain e envio de transações. Em diferentes cenários de negócios, a interface de acesso interativo pode ser ainda mais integrada ao sistema de controle de autoridade.

SDKs de aplicativos

Kit de desenvolvimento de software de aplicativo (Application Software Development Kit) é um pacote de serviço funcional abrangente baseado em diferentes linguagens de desenvolvimento para operar no blockchain. Ele fornece interfaces de função de serviço abrangentes, como criptografia, assinatura de dados e geração de transação, e pode ser estendido para integrar funções específicas A função de lógica de negócios suporta perfeitamente a integração e expansão de função de vários sistemas de negócios de linguagem. Ele oferecerá suporte a vários SDKs de linguagem, como Java, JavaScript, .NET, Ruby e Python.

Contrato inteligente:

Mecanismo de máquina virtual universal:
HPB adota design de plug-in, oferece suporte a várias máquinas virtuais e ajusta a lista de máquinas virtuais suportadas a qualquer momento, de acordo com a demanda do mercado. A máquina virtual subjacente é combinada com a análise e conversão da linguagem de programação de alto nível para oferecer suporte flexível ao aplicativo básico da máquina virtual. Realize a interface externa da máquina virtual por meio de operações de API personalizadas e interaja de forma flexível com dados contábeis e dados externos. Esse mecanismo atinge o alto desempenho da execução do código nativo quando o contrato inteligente está em execução. Ao mesmo tempo, um mecanismo geral de máquina virtual que suporta diferentes blockchains também é implementado.

Gerenciamento do ciclo de vida do contrato inteligente:
Para cada contrato inteligente, ele é usado como um ativo na cadeia para gerenciamento completo do ciclo de vida e gerenciamento de processo completo e controlável para envio, implantação, uso e cancelamento de smart contratos, e O mecanismo integrado de gerenciamento de autoridade realiza gerenciamento de segurança abrangente em vários mecanismos de operações de contratos inteligentes.

Administração do sistema

Atualização do sistema:
A tecnologia HPB adota uma combinação de software e hardware. A arquitetura do sistema pode ser dividida em quatro níveis, camada de hardware, camada de abstração de hardware, camada intermediária e camada de implementação. As versões de software e hardware de cada As camadas precisam ser compatíveis entre si. Tendo em vista a complexidade do sistema, a HPB fornece um serviço de atualização do sistema.Através de simples operações de comando, funções como verificação de compatibilidade de versão, download automático, atualização automática e implantação automática de cada camada podem ser realizadas.

Monitoramento do sistema: monitoramento abrangente de aplicativos visuais e sistemas de log para sistemas blockchain, redes e nós, alarmes e notificações em tempo real para várias anormalidades e suporte para recuperação remota de falhas em situações específicas, reinício do sistema de rede e outros serviços. Suporte a expansão de monitoramento abrangente e atualização do sistema de acordo com as necessidades de diferentes áreas de negócios.

Dois. Comentários

A cadeia principal HPB é uma cadeia pública que adota uma nova arquitetura de software e hardware, combinada com mecanismo de aceleração de hardware (BOE) e software de alto desempenho, para realizar a expansão do desempenho de aplicativos distribuídos em blockchain.

O mecanismo de aceleração de hardware BOE é um sistema de processamento heterogêneo, incluindo hardware BOE, firmware BOE e software de sistema correspondente, que realiza aceleração de computação de alto desempenho e alta simultaneidade. O hardware BOE pode efetivamente aprimorar as funções do DApp, como gerar números aleatórios de hardware. A cadeia central HPB fornece um conjunto completo de soluções blockchain, atraindo empresas conhecidas como UnionPay Zhihui e Ping An Interactive Entertainment para usar a plataforma da cadeia central HPB para construir em conjunto uma ecologia de cadeia pública global descentralizada.

Links 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-