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微眾銀行區(qū)塊鏈論文中稿國際頂會，突破區(qū)塊鏈性能瓶頸

2023-09-08 17:13:42來源：中關(guān)村在線  


(資料圖)

近日，超算領(lǐng)域國際頂級會刊SC23公布了論文入選名單，由微眾銀行區(qū)塊鏈團隊發(fā)表的論文——《FISCO-BCOS：An Enterprise-grade Permissioned Blockchain System with High-performance（FISCO BCOS：高性能企業(yè)級聯(lián)盟鏈）》顯示被錄用，該論文也是此次會議唯一一篇區(qū)塊鏈領(lǐng)域被錄用的論文。中稿國際頂級會刊，標志著微眾銀行區(qū)塊鏈團隊技術(shù)再次受到了學(xué)術(shù)界認可。

SC會議全稱為“高性能計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲和分析國際會議” (The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis)，是高性能計算、體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域頂級會議，由IEEE計算機學(xué)會、美國計算機協(xié)會（ACM）共同舉辦，為中國計算機學(xué)會（CCF）推薦A類會議（CCF收錄的國際會議中，A類為最頂級期刊）。SC致力于探討全球高性能技術(shù)、產(chǎn)品和發(fā)展趨勢，至今已成功舉辦24屆，是該領(lǐng)域最大規(guī)模、最受歡迎的學(xué)術(shù)會議之一。會議論文發(fā)表難度高，錄用率約為25%，每年僅收錄約100篇左右。

近年來，區(qū)塊鏈已廣泛應(yīng)用于金融、政務(wù)、司法等眾多領(lǐng)域，豐富多樣的應(yīng)用場景對區(qū)塊鏈性能提出了更高要求。此次微眾銀行的中稿論文針對上述性能需求提出了創(chuàng)新方案，解決了聯(lián)盟鏈在處理復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯和巨量交易應(yīng)用中的性能瓶頸問題。

在實驗測試中，由微眾銀行牽頭研發(fā)的國產(chǎn)開源聯(lián)盟鏈底層平臺FISCO BCOS性能的吞吐量分別達到了兩個同類主流平臺的7.4倍和28.4倍，而延遲僅為其一半。

在研究中，微眾銀行區(qū)塊鏈團隊確定了限制系統(tǒng)性能的兩個關(guān)鍵因素，即區(qū)塊之間處理串行的依賴性，以及處理多個復(fù)雜合約時交易層面的并發(fā)性不足。為解決這些問題，團隊引入了兩個創(chuàng)新解法。首先是區(qū)塊流水線（BLP），它打破了塊處理的串行依賴性，并以流水線方式處理塊的整個生命周期。其次是確定性多合約（DMC），它提出了一種塊內(nèi)調(diào)度算法，將交易分派到多個分片中，并利用一組執(zhí)行器來同時處理每個分片中的交易。通過這兩種創(chuàng)新解法，整體實現(xiàn)了交易的并行執(zhí)行，顯著提高了整體性能，滿足多個應(yīng)用場景的高性能要求。

簡單來說，如將鏈上區(qū)塊的處理流程比作工廠生產(chǎn)，傳統(tǒng)區(qū)塊生成機制就如同一個工人包辦所有制造工序：鏈上區(qū)塊生命周期中的打包、共識、執(zhí)行、存儲等不同關(guān)鍵環(huán)節(jié)處理對網(wǎng)絡(luò)、CPU、磁盤IO等資源依賴不同，傳統(tǒng)串行生成機制就好比工人單獨生產(chǎn)，完成一個產(chǎn)品后才能開始下一個，整體生產(chǎn)效率很低。如果采用流水線作業(yè)，讓每個工人單獨負責一個步驟，減少工序切換開銷和閑置浪費，就能提升整體效能。區(qū)塊流水線（BLP）就是在區(qū)塊級進行了流水化作業(yè)，允許多個區(qū)塊在同一時刻處在不同環(huán)節(jié)被處理，充分利用了各種機器資源，最大化提升區(qū)塊處理效率。

然后，在流水線生產(chǎn)過程中，可能會碰到某環(huán)節(jié)“擁堵”的問題，比如某環(huán)節(jié)工作量大、所需時間長，流水線上下游都在等待，就會降低效率。為解決此瓶頸，則需要在該環(huán)節(jié)引入多個工人并行工作。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，執(zhí)行區(qū)塊內(nèi)的交易通常是流水線瓶頸，為此，F(xiàn)ISCO BCOS提出業(yè)界首創(chuàng)的確定性多合約并行算法DMC，通過智能調(diào)度機制，將區(qū)塊內(nèi)的交易驗證平行擴展到多個執(zhí)行器，充分并行化執(zhí)行，保證流水線高效順暢。

FISCOBCOS v3.0正式版已結(jié)合區(qū)塊流水線（BLP）和確定性多合約（DMC）方案，可滿足更多產(chǎn)業(yè)對區(qū)塊鏈高性能、高交易量的需求。迄今，F(xiàn)ISCO BCOS已支撐 300 余個產(chǎn)業(yè)數(shù)字化標桿應(yīng)用，開源生態(tài)圈匯聚超 4000 家機構(gòu) 、超 90000 名個人成員，共同推動了最大最活躍國產(chǎn)開源聯(lián)盟鏈生態(tài)圈的形成。2022-2023年，憑借領(lǐng)先的技術(shù)和活躍的開源社區(qū)建設(shè)，微眾區(qū)塊鏈蟬聯(lián)《福布斯》全球區(qū)塊鏈50強，獲得海內(nèi)外廣泛認可。

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