HPB (High-performance Blockchain) är en helt ny blockchain-program- och hårdvaruarkitektur, som inkluderar en chipaccelerationsmotor och en underliggande blockchain-plattform, designad för att uppnå prestandautvidgning av distribuerade applikationer. Positionerad som en lättanvänd högpresterande blockchain-plattform, den är djupt integrerad med branschen för att möta de verkliga affärsbehoven i den verkliga världen. Detta uppnås genom att skapa en operativsystemliknande arkitektur som applikationer kan byggas på. Programvaruarkitekturen tillhandahåller konton, identitets- och auktoriseringshantering, policyhantering, databas, asynkron kommunikation och programschemaläggning på tusentals CPU:er, FPGA:er eller kluster för att uppnå en ny arkitektur. Blockkedjan kan stödja miljontals transaktioner med bekräftelse på andra nivån.

1. Projektintroduktion

HPB är en helt ny blockchain-arkitektur, positionerad som en lättanvänd högpresterande blockchain-plattform, designad för att uppnå prestandautvidgning av distribuerade applikationer för att möta verkliga affärsbehov i den verkliga världen. Detta uppnås genom att skapa en operativsystemliknande arkitektur som applikationer kan byggas på. Arkitekturen tillhandahåller konto-, identitets- och auktoriseringshantering, policyhantering, databas, asynkron kommunikation och programschemaläggning på tusentals CPU:er, FPGA:er eller kluster. Blockkedjan är en helt ny arkitektur som kan stödja miljontals transaktioner per sekund och uppnå bekräftelse på andra nivån genom hårdvaruaccelerationsteknik med låg latens och hög samtidighet.

I designprocessen för HPB:s kärnkedja fick den, förutom arbetet i HPB:s kärnteam, även bidrag och insatser från partners, utvecklingsgemenskaper och branschorganisationer. HPB:s kärnkedja är hedrad över att få erkännande och stöd av partners. För närvarande, inom områdena anti-förfalskning spårbarhet, smart big data, spel och andra områden, har olika industriföretag visat positiva samarbetsavsikter.

Ansökningsscenario

Smart big data:
För närvarande står utvecklingen av big data fortfarande inför många problem. Som vi alla vet är hur man skyddar användarnas integritetsinformation en nyckelfråga som begränsar utvecklingen av big data. Ett stort antal faktiska fall visar att även ofarlig data, när den väl samlats in i stora mängder, finns en risk för att den personliga integriteten exponeras. Dessutom kan big data också stöta på potentiella säkerhetsrisker under lagring, bearbetning och överföring. För att uppnå stordatasäkerhet och integritetsskydd är det extremt svårt att begränsa tjänsteleverantörer från att samla in användarinformation på rent tekniska sätt.

För att utnyttja det potentiella värdet av datadelning behöver vi bättre lösningar för att hantera datasäkerhet. Centraliserade IT-system ger fördelar vad gäller effektivitet, men frekventa dataläckor, bristande transparens och ofullständig data kräver en distribuerad konsensusmekanism för att kompensera för bristerna. Blockchain är en distribuerad reskontra som tillhandahåller spårbara och oföränderliga poster. Blockchain-baserad teknologi kan ge en optimerad lösning för ett i sig säkert och hälsosamt IT-ekosystem. HPB:s kärnkedja samlar in, använder och auktoriserar data genom smarta kontrakt för att säkerställa datas renhet. Skapa ett bra ekosystem genom HPB-kärnkedjan och använd blockkedjedata för att bygga smarta big data, vilket avsevärt kommer att förbättra säkerheten, integriteten och användbarheten av data i framtiden. Samtidigt kan den auktoriserade överföringen och användningen av data om den offentliga kedjan och förfrågningstransaktionsavgifter lösas genom att debitera HPB core chain tokens.

UnionPay Zhihui, ett dotterbolag till China UnionPay, som är specialiserat på innovationsverksamhet inom big data, har anslutit sig till HPB Core Chains samarbetsteam för forskning och utveckling efter att ha lyssnat på designkonceptet för HPB Core Chain för att gemensamt utforska finansiell big data och hög -prestanda blockchain-plattformar. teknisk praxis. För närvarande har det skett djupgående utbyten och undersökningar om auktorisering, certifiering och spårbarhet av big data, och detaljerad efterfrågeundersökning och demonstrationer genomförs kring detta scenario. Det förväntas genomföra specifika projekt under tredje kvartalet 2018. UnionPay big data bearbetar för närvarande 80 % av banktransaktionsdata i Kina, med en årlig transaktionsvolym på 80 biljoner yuan. HPB:s kärnkedja kommer att samarbeta med UnionPay för att tillhandahålla lösningar för bank, försäkring, detaljhandel, finansteknik och andra industrier.

Blockchain-spel:
För närvarande, förutom gratisspel "F2P (Free-to-Play) Games", är affärsmodellerna för onlinespel huvudsakligen uppdelade i två typer: användare betalar för att köpa spelupplevelsetid, användare betalar Köp mervärdestjänster såsom produkter för virtuella spel.

Virtuella spelprodukter tillhandahålls av centraliserade tjänsteleverantörer. För kommersiella ändamål begränsar centraliserade tjänsteleverantörer vanligtvis överföringen av produkter i spelet. Användare kan bara använda dem på sina egna plattformar, inte cirkulera dem. För användare i behov kan transaktioner av virtuella spelvaror initieras utanför spelmiljön. På grund av orsaker som informationsasymmetri är transaktionsprocessen besvärlig och användare kan råka ut för bedrägerier. För centraliserade tjänsteleverantörer är det tidskrävande och kostsamt att utveckla och hantera plattformar för virtuella spelprodukter, och det är lättare att direkt förbjuda transaktioner mellan användare. Under denna process kan användarens virtuella spelgods försvinna, konfiskeras eller ändras, men användaren har inte regressrätt till de virtuella tillgångarna. Dessutom kan onlinespel också ha ett slutet ekonomiskt system, inklusive produktion, distribution, utbyte, konsumtion etc. Precis som den verkliga världen kan problem som inflation och deflation inte undvikas.

Om virtuella spelprodukter lagras i blockkedjan, och den krypterade digitala valutan som representeras av HPB:s kärnkedja ersätter den virtuella spelvalutan som tillhandahålls av spelutgivaren, så finns det inget behov av spelutgivare och Google Play, App Store, etc. Centraliserade institutioner, virtuella spelvaror kan enkelt cirkuleras bland användarna. Samtidigt kommer den decentraliserade utmatningsmetoden för virtuell spelvaluta och transaktionsprocessen för den delade redovisningen att eliminera opaciteten och inflationen i spelet i viss utsträckning. Dessutom kan virtuella speltillgångar också ge sig ut på vägen mot värdepapperisering.

HPB:s kärnkedja är designad genom mjukvaru- och hårdvaruarkitektur, som stabilt kan stödja miljontals samtidighet, och kan användas i stor utsträckning inom onlinespel.

Spårbarhet mot varumärkesförfalskning:
Under de senaste åren, med utvecklingen av världsekonomin, utvecklingen av åldersstrukturen för konsumentgrupper och utjämningen av den globala konsumtionsklyftan, har konsumenterna kontinuerligt förbättrat sina krav på kvalitet av liv och livsmedelssäkerhet. Nya konsumtionsmönster av hög kvalitet, diversifierade och informaterade. För att möta konsumenternas behov har en mängd nya produkter dykt upp på marknaden, och problemet med förfalskade och fula produkter har också uppstått. Enligt en undersökning från Federation of French Manufacturers har förfalskade och förfalskade produkter stått för cirka 5 % av den totala världshandeln, överstigande 110 miljarder US-dollar, och de resulterande direkta eller indirekta ekonomiska förlusterna har nått tiotals miljarder US-dollar. . Förfalskning inom områdena livsmedel, icke baslivsmedel, medicin, hälsoprodukter, lyxvaror, publicering av IP, samlarföremål, etc. skadar inte bara producenters och konsumenters vitala intressen, utan kan till och med hota konsumenternas liv, hälsa och säkerhet. , och har en negativ inverkan på marknaden och varumärken. Den negativa effekten är oöverskådlig.

Informationsasymmetrin mellan konsumenter och varor gör det svårt för konsumenter att spåra varornas ursprung. Även om det finns anti-förfalskade spårbarhetsteknologier som streckkoder och QR-koder, kommer å ena sidan enkelriktad spårbarhet gradvis att förvrängas i den komplicerade kommunikationsprocessen; Bryt igenom försvarslinjen av anti-förfalskning och spårbarhet.

Den blockkedjeteknik som tillhandahålls av HPB:s kärnkedja kan bilda en sluten informationsslinga från producenter till konsumenter. Den distribuerade redovisningen av blockchain-teknik, såväl som de spårbara och icke-manipulerbara egenskaperna hos reskontran, är naturligtvis lämpliga för anti-förfalskning och spårbarhet - den decentraliserade certifieringsprocessen kan förhindra förfalskning och manipulering av information genom en enda länk. Konsumenter behöver bara hitta identifikationskoden på produkten och kan spåra produktens produktion, logistik och annan information genom att skanna koden. HPB kärnkedjan har genomfört olika avsiktliga samarbeten i olika tillämpningsscenarier.

Teknisk översikt

BOE:
Traditionella blockkedjenoder, transaktionsutsändning, transaktionsverifiering, blockutsändning, blockgenerering och andra funktioner implementeras alla baserat på mjukvarunivån, och dataanslutningen mellan varje nod bearbetas i serie, vilket leder till problem som t.ex. som komplex nätverkstopologi, lång fördröjningstid, låg seriell bearbetningsprestanda och dålig användarupplevelse.

Som svar på ovanstående problem, HPB innovativt designad BOE-teknologi, nämligen Blockchain Offload Engine, som är ett heterogent bearbetningssystem, inklusive BOE-hårdvara, BOE-firmware och matchande systemmjukvara, uppnår det heterogena bearbetningssystemet högpresterande och höga -acceleration av samtidig beräkning genom att kombinera processorns seriella kapacitet och FPGA/ASIC-kretsens parallellbearbetningsförmåga.

BOE-utrustning är ansluten till annan utrustning i P2P-nätverket via Gigabit/10 Gigabit Ethernet-gränssnittet, och MAC-modulen bearbetar Ethernet-datapaket och utför datainteraktion med TOE-modulen. BOE-modulen implementerar analysen av TCP-meddelanden och UDP-meddelanden, och bearbetningsprocessen kräver inte CPU-deltagande för att spara CPU-resursanvändning. BOE-modulen ansvarar för att etablera en krypterad kommunikationskanal med andra noder genom TOE-modulen, utföra integritetskontroller, signaturverifiering och kontosaldoverifiering på mottagna transaktioner, block och andra meddelanden, och utföra fragmenteringsbearbetning på alltför stora blockdata för att skickas och kapsla in varje fragment för att säkerställa integriteten hos mottagna data och göra statistik baserad på mottagen trafik för varje TCP-anslutning, så att motsvarande incitament kan ges i enlighet med bidraget till systemet, och därigenom locka fler användare att delta i upprätthålla driften av nätverket.

Konsensusalgoritm:
För att uppfylla kraven för BOE-teknologin och förbättra säkerheten TPS1 så mycket som möjligt, använder HPB:s konsensusalgoritm en effektiv valmekanism i två nivåer, nämligen yttre val och inre val.

Externt val: Använd utvärderingsindikatorer för nodbidragsvärde för att välja nodmedlemmar med högt bidrag från många kandidatnoder Inre val: Baserat på anonym röstningsmekanism för hashkö, beräkna noder med högt bidragsvärde varje gång ett block genereras Prioriteten för att generera block, noder med hög prioritet och högt bidragsvärde har rätt att generera block först.

I hela konsensusalgoritmens design gör den lätta meddelandeutbytesmekanismen för HPB-konsensusalgoritmen dess konsensuseffektivitet mycket högre än andra konsensusalgoritmer, och samtidigt har den också gjort en betydande förbättring av säkerhet, integritet, etc. ...

Applikationstjänster:
Blockchain Application Programming Interfaces (API)

I det grundläggande lagret av blockkedjan tillhandahåller designen en serie blockchain-dataåtkomst och interaktionsgränssnitt, med hjälp av JSON-RPC och RESTful API för att stödja olika applikationer och utvecklingsspråk. Det stöder interaktiva blockchain-operationer som flerdimensionell blockchain-dataförfrågan och transaktionsinlämning. I olika affärsscenarier kan det interaktiva åtkomstgränssnittet integreras ytterligare med myndighetskontrollsystemet.

Applikations-SDK:er

Application Software Development Kit (Application Software Development Kit) är ett omfattande funktionellt tjänstepaket baserat på olika utvecklingsspråk för att driva blockkedjan. Den tillhandahåller omfattande tjänstefunktionsgränssnitt som kryptering, datasignatur och transaktionsgenerering, och kan utökas för att integrera specifika. Affärslogikfunktionen stöder sömlöst integration och funktionsexpansion av olika språkliga affärssystem. Det kommer att stödja SDK:er på flera språk som Java, JavaScript, .NET, Ruby och Python.

Smart kontrakt:

Universell virtuell maskinmekanism:
HPB antar plugin-design, stöder flera virtuella maskiner och justerar listan över virtuella maskiner som stöds när som helst efter marknadens efterfrågan. Den underliggande virtuella maskinen kombineras med analys och omvandling av det övre högnivåprogrammeringsspråket för att flexibelt stödja den virtuella maskinens grundläggande tillämpning. Förverkliga den virtuella maskinens externa gränssnitt genom anpassade API-operationer och interagera flexibelt med reskontradata och externa data. Denna mekanism uppnår den höga prestandan för exekvering av inbyggd kod när det smarta kontraktet körs. Samtidigt implementeras också en generell virtuell maskinmekanism som stöder olika blockkedjor.

Smart kontraktslivscykelhantering:
För varje smart kontrakt används det som en tillgång i kedjan för fullständig livscykelhantering och komplett och kontrollerbar processhantering för inlämning, implementering, användning och annullering av smart kontrakt, och Den integrerade myndighetshanteringsmekanismen genomför omfattande säkerhetshantering på olika mekanismer för smart kontraktsdrift.

Systemadministration

Systemuppgradering:
HPB-tekniken använder en kombination av mjukvara och hårdvara. Systemarkitekturen kan delas in i fyra nivåer, hårdvarulager, hårdvaruabstraktionslager, mellanlager och implementeringslager. Program- och hårdvaruversionerna av varje lager måste vara kompatibla med varandra. Som svar på systemets komplexitet tillhandahåller HPB en systemuppgraderingstjänst. Genom enkla kommandooperationer kan funktioner som versionskompatibilitetskontroll, automatisk nedladdning, automatisk uppgradering och automatisk distribution av varje lager realiseras.

Systemövervakning: Omfattande övervakning av visuella applikationer och loggsystem för blockkedjesystem, nätverk och noder, realtidslarm och aviseringar för olika avvikelser och stöd för fjärrfelåterställning i specifika situationer, omstart av nätverkssystem och andra tjänster. Stöd omfattande övervakningsexpansion och systemuppgradering enligt behoven hos olika affärsområden.

Två. Kommentarer

HPB-kärnkedjan är en offentlig kedja som antar en ny mjukvaru- och hårdvaruarkitektur, kombinerad med hårdvaruaccelerationsmotor (BOE) och högpresterande mjukvara, för att realisera prestandautvidgningen av blockkedjedistribuerade applikationer.

BOE hårdvaruaccelerationsmotor är ett heterogent bearbetningssystem, inklusive BOE-hårdvara, BOE-firmware och matchande systemprogramvara, som realiserar högpresterande och samtidig datoracceleration. BOE-hårdvara kan effektivt förbättra funktionerna hos DApp, som att generera slumptal för hårdvara. HPB-kärnkedjan tillhandahåller en komplett uppsättning blockkedjelösningar som lockar välkända företag som UnionPay Zhihui och Ping An Interactive Entertainment att använda HPB:s kärnkedjeplattform för att gemensamt bygga en decentraliserad global offentlig kedjeekologi.

Relaterade länkar:
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-