當微服務(wù)撞上區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈?微服務(wù)?普元 閱讀1516?

作者：普元CTO 焦烈焱?
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中國云計算技術(shù)大會http://cctc.csdn.net，在5月19日背景，將舉辦全天的區(qū)塊鏈技術(shù)峰會專場，歡迎大家與區(qū)塊鏈專家一起探討區(qū)塊鏈的技術(shù)趨勢?，F(xiàn)在購票還有折扣。

導語

每一種新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，都會與既有的技術(shù)與實踐存在著聯(lián)系，例如微服務(wù)作為一種技術(shù)架構(gòu)，實際上是在SOA架構(gòu)和JavaEE等分布式架構(gòu)的基礎(chǔ)上，進一步明晰了服務(wù)實現(xiàn)的方式與規(guī)則。區(qū)塊鏈技術(shù)脫胎于比特幣，作為一種多方信任的交易和技術(shù)模型，被包括國家、政府、監(jiān)管機構(gòu)等諸多業(yè)務(wù)方所關(guān)注，反而是技術(shù)從業(yè)者有些茫然，這一技術(shù)到底是什么，解決什么問題，能夠用在哪里普元近年來持續(xù)對微服務(wù)和區(qū)塊鏈技術(shù)進行了研究，這里和大家分享一下研究的成果。我們的研究重點放在了如下幾個方面：

1. 區(qū)塊鏈技術(shù)適用的應(yīng)用場景有哪些，該技術(shù)帶來的價值是什么？?
2. 區(qū)塊鏈技術(shù)是由哪些技術(shù)組合而成，和現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)系如何？?
3. 采用區(qū)塊鏈技術(shù)后，應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)是什么，與微服務(wù)架構(gòu)的關(guān)系，現(xiàn)有應(yīng)用如何進行遷移？

區(qū)塊鏈的業(yè)務(wù)價值是通過數(shù)據(jù)共享降低信任成本

區(qū)塊鏈技術(shù)是從比特幣開始的，2008年由中本聰提出開始，造成了一個比特幣的熱潮。但是，比特幣的熱潮退去后，比特幣提出的問題和解決方式卻吸引著我們。2014年左右區(qū)塊鏈逐步從比特幣中脫離出來，做為一種獨立的技術(shù)發(fā)展，進入了 2.0 時代，以數(shù)字資產(chǎn)的方式解決商業(yè)的信任問題，同時用數(shù)字化手段提高業(yè)務(wù)的效率，在很多業(yè)務(wù)中已經(jīng)有了嘗試。

做為一種獨立的技術(shù)發(fā)展，區(qū)塊鏈分為公有鏈、聯(lián)盟鏈、私有鏈三個方向。而從業(yè)務(wù)角度看，區(qū)塊鏈的核心價值在于通過數(shù)據(jù)共享建立了多方的信任機制。

多參與方業(yè)務(wù)產(chǎn)生的信任問題是采用區(qū)塊鏈技術(shù)的源動力

信任問題，始終是一個大問題，為了解決信任問題，人類投入了大量的時間和金錢。尤其是多個參與方參加的業(yè)務(wù)，信任的成本更高，這里我舉一個復雜的例子：信用證業(yè)務(wù)（參見下圖），信用證是指開證銀行應(yīng)申請人（買方）的要求并按其指示向受益人開立的載有一定金額的、在一定的期限內(nèi)憑符合規(guī)定的單據(jù)付款的書面保證文件。信用證是國際貿(mào)易中最主要、最常用的支付方式（摘自百度百科）。

之所以舉這個例子，是因為區(qū)塊鏈技術(shù)適用的場景往往是業(yè)務(wù)比較復雜的情況，簡單例子很容易被誤解，這里我通俗易懂的解釋一下，在國際貿(mào)易活動，買賣雙方往往互不信任，進口商（買方）擔心預付款后，出口商（賣方）不發(fā)貨；賣方擔心發(fā)貨后買方不付款（類似詐騙經(jīng)常發(fā)生，例如賣方把貨運到碼頭了，買方就是不付余款，于是只能在當?shù)刭v賣，這時買方再去抄底），典型的麻桿打狼兩頭怕。因此雙方各找了一家銀行作為擔保人，由兩家銀行之間開具憑證，代理進口商、出口商之間業(yè)務(wù)往來，達到條件后由銀行付款，減少進口商、出口商的風險，這就是信用證業(yè)務(wù)。即使這樣，信用證詐騙還是很多，銀行為規(guī)避風險，需要各種書面的證明，反復各種確認…業(yè)務(wù)處理周期會非常長。

上圖中信用證業(yè)務(wù)的參與方包括出口商、進口商、開證行、通知行、寄單行/附議行、運輸公司，是一個典型的多方參與業(yè)務(wù)，但通常這些參與方只是一部分，可能還會有海關(guān)、保險公司、評級機構(gòu)等機構(gòu)加入到交易鏈條中。

多參與方業(yè)務(wù)解決信任問題，現(xiàn)有方案成本高在哪里？

解決多參與方業(yè)務(wù)的信任問題，現(xiàn)在是通過建立第三方機構(gòu)完成的，例如上述信用證業(yè)務(wù)，就是通過SWIFT組織（環(huán)球同業(yè)銀行金融電訊協(xié)會）的SWIFT系統(tǒng)開立信用證，銀行和其他金融機構(gòu)通過它與同業(yè)交換電文來完成金融交易，由 SWIFT 進行銀行間轉(zhuǎn)發(fā)。

SWIFT僅僅解決了一部分的問題，還差很遠，例如：

業(yè)務(wù)上：那些沒有參加到 SWIFT 的組織無法通過 SWIFT 進行交易，例如一些進口商、出口商、保險公司等等，SWITF也不能做清算，因此銀行在辦理信用證業(yè)務(wù)的時候，只有反復通過各種其他方式確認，避免詐騙發(fā)生，導致業(yè)務(wù)非常復雜，流程很長；

技術(shù)上：多方參與的業(yè)務(wù)，一旦在處理業(yè)務(wù)時發(fā)生技術(shù)故障，處理起來就遠比普通業(yè)務(wù)復雜。為了保證少出問題，技術(shù)上的投入會很高，記得用過很多手段，例如曾經(jīng)給每個參與方做過應(yīng)急系統(tǒng)，采用過兩個不同廠商的SWIFT網(wǎng)關(guān)互為備份，安排專人排班管理異常情況，而且每個中心接入的標準和模式也不一致，接入中心機構(gòu)帶來的開發(fā)/維護成本都很高。

必須說明的是，為了能把業(yè)務(wù)講清楚，我還是簡化了很多內(nèi)容，例如如何進行銀行間清算、如何進行付款等等。總之，建立一個第三方機構(gòu)來解決信任問題，無論在業(yè)務(wù)上、技術(shù)上復雜度都很高。

區(qū)塊鏈技術(shù)是通過數(shù)據(jù)共享降低信任成本的

如果有一個分布式的記賬簿：

參與方在記賬之后有相當多的副本存在，不再是一家之言；

保證提交的交易一定被記錄下來；

保證記賬不可逆，無法篡改；

參與方的交易記錄是相對透明的，可以通過這些記錄驗證新的交易。

如果有機構(gòu)建立了這樣一個記賬簿，每個參與方在交易中都通過這個記賬簿進行交互，保證每一筆發(fā)生的交易一定被可靠的記錄下來并不可篡改，不就不必再反復確認，不必擔心技術(shù)問題導致的業(yè)務(wù)流程變更，不必做應(yīng)急系統(tǒng)，這樣成本就低多了。

通過分布式的記賬簿進行數(shù)據(jù)共享，從而降低信任成本，這就是區(qū)塊鏈技術(shù)的價值。

聯(lián)盟鏈才是應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)先選擇的方向

既然區(qū)塊鏈是一個分布式的記賬簿，那這個記賬簿由誰來建立呢？這是這一技術(shù)應(yīng)用的核心問題。

目前建立記賬簿的方式有三種：

公有鏈，象互聯(lián)網(wǎng)一樣，做為一種開放的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，向任何人公開，任何人自由加入

私有鏈，一個組織內(nèi)部建立，可以幫助組織內(nèi)部完成審計等工作

建立公有鏈難度高，業(yè)務(wù)場景不夠精準，分布式存儲帶來的性能低下問題阻礙了可用的應(yīng)用場景，而私有鏈脫離了區(qū)塊鏈的商業(yè)價值，只是把區(qū)塊鏈做為一個技術(shù)組件使用。在目前的應(yīng)用場景中，絕大多數(shù)都可以用聯(lián)盟鏈解決，商業(yè)上相對容易成立，性能遠遠高于公有鏈。

從上述描述就可以理解到，公有鏈太理想，私有鏈所處理的問題，傳統(tǒng)架構(gòu)完全能解決，而針對特定業(yè)務(wù)由企業(yè)聯(lián)盟建立的聯(lián)盟鏈，應(yīng)用方向更清晰，業(yè)務(wù)價值也更加明確，下圖是一個聯(lián)盟鏈的示例：

從應(yīng)用的角度看，區(qū)塊鏈技術(shù)提供的是一個分布式數(shù)據(jù)庫。區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享方式要滿足：（1）多副本、（2）可靠記錄、（3）不可篡改、（4）多方透明幾個特性，上述特性總結(jié)下來，采用區(qū)塊鏈技術(shù)后，應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)如上圖所示，可以看出，區(qū)塊鏈技術(shù)對應(yīng)用而言，就是一個分布式數(shù)據(jù)庫。

區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)是分布式數(shù)據(jù)庫

區(qū)塊鏈基于密碼學中的橢圓曲線數(shù)字簽名算法（ECDSA）來實現(xiàn)去中心化的P2P系統(tǒng)設(shè)計。當人們在談?wù)摶蚴褂谩皡^(qū)塊鏈”這個詞時，有時候是指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有時候是指數(shù)據(jù)庫，有時則是指數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

和區(qū)塊鏈技術(shù)比，分布式數(shù)據(jù)庫的概念顯然更容易被理解，我就從分布式數(shù)據(jù)庫的一些基本概念出來，理解區(qū)塊鏈的技術(shù)實現(xiàn)，這些概念包括數(shù)據(jù)存儲、點對點可靠傳輸、存儲過程與觸發(fā)器（智能合約）、數(shù)據(jù)安全。

區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享是一個分布式的記賬簿，交易記錄具備多個副本，因此首先要解決分布式數(shù)據(jù)存儲的問題。

1、區(qū)塊鏈存儲的基本單元是區(qū)塊，區(qū)塊采用鏈式結(jié)構(gòu)，即新增的區(qū)塊（類似數(shù)據(jù)庫一行記錄）都知道自己前一個區(qū)塊（前一行記錄）是什么，可以一直追溯到根，區(qū)塊的標識是區(qū)塊的哈希值，同時鏈式結(jié)構(gòu)保留了業(yè)務(wù)產(chǎn)生的軌跡，可以在新增交易的時候根據(jù)前面的記錄做校驗，保證了區(qū)塊的內(nèi)容不容易篡改。

這種模式，我們在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計也會采用，例如下圖拉鏈表的形式，每次對數(shù)據(jù)的更新都采用追加（ Insert而不是Update）模式，有起始時間、失效時間和是否生效標識，保持全部交易歷史。

區(qū)塊鏈把這一點變成了一種底層固有模式，加入了哈希、時間戳等機制在技術(shù)上保證鏈條的正確性，因此非常有價值。

2、既然是分布式、多中心的存儲方式，就必須解決存儲時的分布式一致性問題。在區(qū)塊鏈的前身比特幣應(yīng)用中，解決這一問題的方式是工作量證明（POW Proof-Of-Work）方式，即通過工作以獲得指定成果，用成果來證明曾經(jīng)付出的努力。

這也是接觸區(qū)塊鏈技術(shù)時第一個比較迷惑的地方，我為啥一定要用工作量來證明，是不是還有其他方式？區(qū)塊鏈技術(shù)從比特幣中獨立出來后，大家把這一問題歸結(jié)為共識問題，工作量證明是達成共識的一種方式，這樣就清晰多了。于是就產(chǎn)生了權(quán)益證明（POS Proof of Stake）方式，是一種通過業(yè)務(wù)規(guī)則達成共識的方式；實用拜占庭容錯（PBFT Practical Byzantine Fault Tolerance）方式，是一種通過技術(shù)規(guī)則達成共識的機制。在公有鏈上，工作量證明（POW）還是一種最主要的共識方式，不容易取代，但在聯(lián)盟鏈上，完全可以根據(jù)自己的情況，創(chuàng)造出新的共識方式出來。我們就根據(jù)這一想法，在特定業(yè)務(wù)中創(chuàng)造過共識算法，解決分布式數(shù)據(jù)存儲的一致性問題。

點對點可靠傳輸：可靠消息與P2P

區(qū)塊鏈技術(shù)是一組技術(shù)的組合，既然是一個分布式的記賬簿，就要解決數(shù)據(jù)可靠傳輸問題。包括記賬節(jié)點（信任節(jié)點）之間、非記賬節(jié)點（非信任節(jié)點）、客戶端與記賬節(jié)點（信任節(jié)點）之間的數(shù)據(jù)傳輸。在以前我們的方案中，往往通過可靠消息或者P2P方式解決數(shù)據(jù)傳輸問題，這些技術(shù)也被用于區(qū)塊鏈技術(shù)中。但必須說明的是，在真實業(yè)務(wù)場景下，不可能把所有的數(shù)據(jù)都記錄在記賬簿中，部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)還是要保存在自己的系統(tǒng)中，這就還需要在技術(shù)框架上做到本地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈的記賬簿保持一致，后文會具體闡述，總之，區(qū)塊鏈平臺只能保證自身數(shù)據(jù)之間的一致，業(yè)務(wù)不能完全依賴區(qū)塊鏈平臺保證數(shù)據(jù)一致性。

智能合約：觸發(fā)器與存儲過程

智能合約是指當一定條件滿足的情況下，可以被自動執(zhí)行的數(shù)字化合約。實現(xiàn)這一特性，在數(shù)據(jù)庫中就是由觸發(fā)器和存儲過程完成的。雖然在目前流行的應(yīng)用架構(gòu)中，都不建議把邏輯寫在存儲過程中，但觸發(fā)器和存儲過程還是常用的工具，尤其在數(shù)據(jù)遷移相關(guān)的運維活動中。區(qū)塊鏈技術(shù)中智能合約就是觸發(fā)器和存儲過程，他是一個在沙箱中運行的腳本，用于執(zhí)行區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)中的業(yè)務(wù)邏輯，也可以用于各種檢查。舉個例子，A產(chǎn)生一筆支付時，可以通過智能合約在數(shù)據(jù)鏈上進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)A的余額無法支付這筆交易，就可以中止這筆交易。和存儲過程相比，智能合約運行在沙箱之中，不能對外部 API 做調(diào)用。這也比較好理解，如果允許外部調(diào)用，就可能無法保證自身的數(shù)據(jù)一致性，后面我們會講到這種缺陷如何彌補。美中不足的是目前的智能合約并不支持 SQL 語法。

數(shù)據(jù)安全：用業(yè)務(wù)手段達成妥協(xié)

交易數(shù)據(jù)是透明的，但不是全部透明，而是相對透明，這是區(qū)塊鏈技術(shù)的一個難點，關(guān)鍵有二：（1）如何保護隱私，僅僅能看到自己可見的數(shù)據(jù)；（2）密鑰分配問題，例如新加入鏈中的一個節(jié)點會被分配一個新的密鑰，如何用這個密鑰解讀以前鏈中存儲的信息?？梢娕c不可見，這是一個矛盾，理論上沒有一個完美的方案，這里我不對區(qū)塊鏈技術(shù)如何加密、如何做密鑰管理、如何同態(tài)加密等方式做解讀，而是講講如何通過業(yè)務(wù)方法而不是技術(shù)手段規(guī)避這一問題。舉個例子，在一個小企業(yè)支付的聯(lián)盟鏈中，核心企業(yè)包括某銀行、企業(yè)A，為A的上下游企業(yè)提供信貸業(yè)務(wù)，對于所有交易的數(shù)據(jù)，銀行和核心企業(yè)A都是可見的，他們擁有記賬節(jié)點，對于其他加盟企業(yè)，只擁有非記賬節(jié)點，他們雖然也有全部的數(shù)據(jù)，但是只能看到自己相關(guān)的數(shù)據(jù)。很明顯，加盟企業(yè)放棄了自己的部分隱私權(quán)，但也得到了生意的機會，這種方式加盟企業(yè)是可以接受的，就好比貸款企業(yè)要向銀行提供經(jīng)營數(shù)據(jù)一樣。數(shù)據(jù)安全問題，在技術(shù)上很難解決，但通過業(yè)務(wù)手段是可以規(guī)避的，這也是我們看好聯(lián)盟鏈的重要原因。

為分布式應(yīng)用而生的微服務(wù)，與區(qū)塊鏈技術(shù)是天生一對

最后說說區(qū)塊鏈技術(shù)與微服務(wù)架構(gòu)的關(guān)系。大家知道，微服務(wù)架構(gòu)是一個分布式的應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)，目的是有效的對應(yīng)用進行拆分，實現(xiàn)敏捷開發(fā)、快速演化、便捷容錯與彈性伸縮。

微服務(wù)的一個核心概念是API網(wǎng)關(guān)，由于服務(wù)的顆粒變細，網(wǎng)關(guān)承擔著安全與訪問認證等諸多職能。而在現(xiàn)有的大多數(shù)微服務(wù)架構(gòu)中，大家都更多的在談接入網(wǎng)關(guān)的概念，實際上按照信息的流向，除接入網(wǎng)關(guān)外，微服務(wù)還應(yīng)該有接出網(wǎng)關(guān)的概念。

前面說到，區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)上就是分布式數(shù)據(jù)庫，微服務(wù)架構(gòu)與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合，并不能簡單的看成是微服務(wù)與數(shù)據(jù)庫的結(jié)合，而應(yīng)該把區(qū)塊鏈平臺做為一個第三方應(yīng)用進行交互，這也是微服務(wù)架構(gòu)很好發(fā)揮作用的地方。上圖中紅圈所示的就是微服務(wù)與區(qū)塊鏈平臺進行交互的方式。而微服務(wù)的接出網(wǎng)關(guān)，就應(yīng)該起到區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)的作用。

雖然目前的區(qū)塊鏈平臺一般都有SDK和REST服務(wù)兩種方式，按照上述的原則，一般不要使用 SDK，而是遠程調(diào)用方式，采用微服務(wù)的設(shè)計原則，使用區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)，把微服務(wù)與區(qū)塊鏈平臺集成的功能集中到網(wǎng)關(guān)中，見下圖：

微服務(wù)通過區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)與區(qū)塊鏈平臺交互，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)主要功能包括通訊網(wǎng)關(guān)、事件監(jiān)聽，同時配合微服務(wù)應(yīng)用框架，完成數(shù)據(jù)一致性、對賬功能。與區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)集成的能力，是微服務(wù)架構(gòu)天生具備的。所以我們說微服務(wù)與區(qū)塊鏈，天生是一對。

通訊網(wǎng)關(guān)：處理微服務(wù)發(fā)起的對區(qū)塊鏈平臺的調(diào)用

由于區(qū)塊鏈平臺的服務(wù)能力（每秒交易數(shù) TPS）有限，為保證區(qū)塊鏈平臺的可用性，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)采用了異步處理模式，實現(xiàn)限流、隔離、服務(wù)升降級等能力。

網(wǎng)關(guān)在微服務(wù)應(yīng)用與區(qū)塊鏈平臺之間建立了隔離，避免平臺與微服務(wù)之間互相影響，這是一種 MiddleBox 的集成方式，用一個獨立的基礎(chǔ)設(shè)施做集成。微服務(wù)之間的集成往往采用 MiddlePipe 的模式，但是區(qū)塊鏈平臺做為一個第三方應(yīng)用，采用 MiddleBox 方式比較好，統(tǒng)一管理與運維比較方便。

由于區(qū)塊鏈平臺提供的接口各有不同，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)在接受請求后記錄交易流水，把區(qū)塊鏈平臺提供的服務(wù)模擬為冪等服務(wù)，調(diào)用者可以多次調(diào)用區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)，而區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)僅僅調(diào)用區(qū)塊鏈平臺一次。為方便運維，我們可以為區(qū)塊鏈平臺提供的服務(wù)定義SLA，根據(jù)這些定義靈活的進行調(diào)用的控制。

區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)的內(nèi)部實現(xiàn)是一個 SEDA 架構(gòu)（分階段事件驅(qū)動架構(gòu)），把接入、接出和處理分開（處理主要是記錄流水、報文打解包、安全效驗等功能），三階段之間用隊列連接，采用異步模擬同步的方式，這是一個用于集成的基礎(chǔ)架構(gòu)。

接入、處理、接出三個階段可處理資源是可以調(diào)配的，資源主要包括處理線程和接入接出的連接，根據(jù)不同業(yè)務(wù)可以有不同的資源為之服務(wù)，這樣升降級、限流等特性就比較容易實現(xiàn)。

為了方便運維，需要對業(yè)務(wù)有分組的能力，可以根據(jù)分組進行批量的運維管理。

事件監(jiān)聽：Hook與輪詢模式

如果記賬簿發(fā)生了改變，如何通知微服務(wù)呢，這就是區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)中事件監(jiān)聽發(fā)揮的作用。目前很多區(qū)塊鏈平臺并沒有提供事件接口，即使未來有也很難統(tǒng)一，前面也說過，智能合約運行在沙箱中，為保證數(shù)據(jù)一致性不可能支持對外部服務(wù)的調(diào)用，也不能做為事件監(jiān)聽的回調(diào)，這樣就需要在區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)中進行處理。

微服務(wù)可以注冊對某一類交易進行監(jiān)聽，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)定時通過區(qū)塊鏈平臺的查詢接口檢索，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變更時通知微服務(wù)。這是一個效率不高的方法，但區(qū)塊鏈平臺本身性能也不高，時延主要由共識機制造成，輪詢的做法并不會有太大影響，這也是期待區(qū)塊鏈平臺本身提升的地方。

數(shù)據(jù)一致性：可靠事件模式是首選

不能把所有數(shù)據(jù)都存儲在區(qū)塊鏈平臺中，而是將交易數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈平臺，這樣就有了本地數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈交易數(shù)據(jù)的一致性問題。

一般來說，我們不能依賴區(qū)塊鏈平臺支持事務(wù)的回滾，因為這個分布式的記賬簿一旦記賬就是不可更改的，我們甚至不能指望區(qū)塊鏈平臺實時給應(yīng)用反饋記賬是否成功，因為有可能返回超時錯誤，不清楚是否記賬成功。于是，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)需要和微服務(wù)配合保證數(shù)據(jù)的一致性。

一般情況下微服務(wù)中的業(yè)務(wù)處理采用異步模式，發(fā)出記賬申請后處于等待狀態(tài)，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)將記賬申請轉(zhuǎn)發(fā)給區(qū)塊鏈平臺。如果區(qū)塊鏈平臺返回接受Accept或者拒絕Reject，將結(jié)果通知微服務(wù)；如果區(qū)塊鏈平臺返回超時或者不可確定錯誤，即開始定時輪詢，得到結(jié)果后通知微服務(wù)。同時，微服務(wù)本身需要具備事務(wù)補償?shù)哪Ｊ?#xff0c;如果記賬失敗進行反交易處理。這種數(shù)據(jù)一致性處理的方式，是微服務(wù)多種處理方式中的一種，我們一般使用服務(wù)編排的方式降低這種模式的開發(fā)復雜度。

下面是一個示例：

這是一個可靠事件與區(qū)塊鏈交互的流程：

1）應(yīng)用框架接到請求后首先記錄業(yè)務(wù)流水，然后執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，記錄業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，最后在事件表中留下對區(qū)塊鏈平臺調(diào)用的記錄，事務(wù)完成?
2）事件處理輪詢事件記錄，有更新時通過區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)調(diào)用區(qū)塊鏈平臺，如果調(diào)用成功，改變事件狀態(tài)，如果失敗就要調(diào)用業(yè)務(wù)補償?shù)臋C制了。

對賬

既然數(shù)據(jù)有本地存放，也有區(qū)塊鏈平臺存放，就有不一致的可能，就必須對賬。傳統(tǒng)對賬有以我為主、以他為主兩種模式。這里就只能以他為主，以區(qū)塊鏈平臺為主了。由于區(qū)塊鏈技術(shù)針對交易的特點對存儲結(jié)構(gòu)進行了要求，利用已有的時間戳、交易先后次序，可以是對賬變得更加容易。

基本的對賬處理流程如下

區(qū)塊鏈平臺和企業(yè)應(yīng)用的記錄必須有關(guān)聯(lián)的id（可以是多要素的組合）

區(qū)塊鏈平臺和企業(yè)應(yīng)用都要保證生成的對賬文件明細記錄的連續(xù)性

對于“隔日賬”需重復核對

結(jié)語

區(qū)塊鏈是一種新興的技術(shù)，他的本質(zhì)是一種加入業(yè)務(wù)特性的分布式數(shù)據(jù)庫，通過對區(qū)塊鏈技術(shù)的研究，我們找到了業(yè)務(wù)與區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合的方式，提出了微服務(wù)應(yīng)用架構(gòu)集成區(qū)塊鏈的技術(shù)模式。

1、區(qū)塊鏈的業(yè)務(wù)價值是通過數(shù)據(jù)共享降低信任成本。

區(qū)塊鏈建立了一個記賬簿，每個參與方在交易中都通過這個記賬簿進行交互，保證每一筆發(fā)生的交易一定被可靠的記錄下來并不可篡改，不必再反復確認，不必擔心技術(shù)問題導致的業(yè)務(wù)流程變更，不必做應(yīng)急系統(tǒng)，從而降低了信任成本。

2、區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)是分布式數(shù)據(jù)庫。

區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享方式要滿足（1）多副本、（2）可靠記錄、（3）不可篡改、（4）多方透明幾個特性，總結(jié)下來，區(qū)塊鏈技術(shù)對應(yīng)用而言，就是一個分布式數(shù)據(jù)庫，分別對應(yīng)分布式數(shù)據(jù)庫的（1）分布式存儲、（2）點對點可靠傳輸、（3）存儲過程與（4）數(shù)據(jù)安全幾個方面。

3、為分布式應(yīng)用而生的微服務(wù)，與區(qū)塊鏈技術(shù)是天生的一對。

微服務(wù)通過區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)與區(qū)塊鏈平臺交互，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)主要功能包括通訊網(wǎng)關(guān)、事件監(jiān)聽，同時配合微服務(wù)應(yīng)用框架，完成數(shù)據(jù)一致性、對賬功能。與區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)集成的能力，是微服務(wù)架構(gòu)天生具備的。

以上是對我們研究成果一個簡要介紹，后續(xù)我們還會對使用區(qū)塊鏈技術(shù)的細節(jié)進行分析，與大家共同探討。

附記：理解區(qū)塊鏈技術(shù)常見的幾個困惑

從剛剛接觸區(qū)塊鏈技術(shù)的一頭霧水，到概念的逐步清晰，再到區(qū)塊鏈應(yīng)用的研發(fā)，經(jīng)歷很多困惑，這里列出幾個常見的困惑：

困惑1：比特幣是區(qū)塊鏈技術(shù)的一個應(yīng)用，不能把比特幣應(yīng)用的所有內(nèi)容都歸結(jié)為區(qū)塊鏈技術(shù)

上文提到，區(qū)塊鏈技術(shù)從比特幣中獨立出來是 2014 年左右的事情，此前每每舉出區(qū)塊鏈的案例都是比特幣，給區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用造成了很多誤解。我建議先了解區(qū)塊鏈技術(shù)，再了解比特幣，先理解聯(lián)盟鏈的業(yè)務(wù)場景，再了解公有鏈的業(yè)務(wù)場景，公有鏈看作是聯(lián)盟鏈的一種大規(guī)模延展，，可以少走一些彎路。

困惑2：公有鏈情況下數(shù)據(jù)存儲性能不高，但聯(lián)盟鏈的性能可以遠高于公有鏈，能滿足多數(shù)場景的要求

數(shù)據(jù)一致性問題是分布式存儲最大的問題，而并發(fā)越高，沖突的概率就越大。區(qū)塊鏈技術(shù)之所以能支持的每秒交易數(shù)（TPS）不高，主要是共識機制比較復雜，或者說共識機制就是刻意為了降低并發(fā)性，減少數(shù)據(jù)沖突的概率。在公有鏈上，這是一個無法逾越的問題，只能從事實時性要求不敏感的業(yè)務(wù)。但是，在聯(lián)盟鏈中，由于鏈中的參與方并不多，也不需要每個節(jié)點都記賬，就可以使用一些性能更高的共識機制，例如前面說的PBFT。我們曾經(jīng)嘗試過一種全對等的算法，可以支持更高的性能。

困惑3：應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)不一定必須有礦工來挖礦

初次接觸區(qū)塊鏈技術(shù)，礦工/挖礦這個概念讓人非常費解：（1）為什么一定要挖礦？（2）為什么要給記賬成功的節(jié)點獎勵比特幣來鼓勵記賬？（3）非比特幣的業(yè)務(wù)中如何鼓勵記賬？這個困惑歸根結(jié)底還是把區(qū)塊鏈和比特幣混淆造成的。前面說過，挖礦是通過工作量證明（POW）達成共識的機制，挖礦能力愈強就取得了記錄權(quán)。更重要的是比特幣的貨幣屬性，發(fā)行貨幣要么靠國家信用（例如紙幣），要么靠奇缺資源（例如黃金），比特幣為了防止濫發(fā)，就需要用算力做為一種奇缺資源。這樣說來，比特幣實際上把共識算法、貨幣屬性、鼓勵記賬這幾件事都用挖礦來解決了，思路確實精妙。但是，在業(yè)務(wù)規(guī)則不同的聯(lián)盟鏈中就不一樣了，除了有其他更高效的共識算法外，不需要奇缺資源，不需要專門對記賬做鼓勵，因為必須記賬已經(jīng)是核心企業(yè)之間的契約，可以通過技術(shù)手段保證數(shù)據(jù)的同步，支持審計等能力，自然就不需要挖礦了。

困惑4：目前應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)不是去中心，而是多中心

去中心是一個理想，經(jīng)常有人問（1）為什么要去中心？去中心有什么好處？（2）真的能去中心嗎？后來，我深入研究聯(lián)盟鏈的場景時發(fā)現(xiàn)，實際的業(yè)務(wù)場景大多是多中心（這又是比特幣惹的禍，他真的想去中心），例如上述的企業(yè)聯(lián)盟方式，幾個建立聯(lián)盟的核心企業(yè)就是多中心，他們共同成為一個新的中心。傳統(tǒng)方式建立新的中心，往往通過建立清算機構(gòu)的方式，而區(qū)塊鏈技術(shù)讓建立中心的成本降低了。

困惑5：不是所有的區(qū)塊鏈節(jié)點都是記賬節(jié)點，很多節(jié)點僅僅用來進行數(shù)據(jù)同步而已

多中心就意味著不是每個節(jié)點都需要記賬，記賬的工作由幾個中心節(jié)點負責就可以了，其他節(jié)點與記賬節(jié)點間是數(shù)據(jù)同步的關(guān)系，也就是非記賬節(jié)點上也有全部數(shù)據(jù)。聯(lián)盟鏈中非記賬節(jié)點一般處在加盟企業(yè)，由于數(shù)據(jù)可見性的要求，非記賬節(jié)點中的數(shù)據(jù)并不是都可見的，但是這一副本可以做為一種法律依據(jù)，提高了篡改數(shù)據(jù)的成本。

從數(shù)據(jù)的角度來看，區(qū)塊鏈本質(zhì)是一種分布式數(shù)據(jù)庫，這里的“分布式”是指區(qū)塊鏈技術(shù)利用鏈式存儲結(jié)構(gòu)不僅解決了分布式數(shù)據(jù)存儲問題，也解決了存儲時的分布式一致性問題。區(qū)塊鏈技術(shù)利用分布式記賬簿保證數(shù)據(jù)可靠傳輸和訪問，利用可自動執(zhí)行的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)。所以，我認為，基于分布式數(shù)據(jù)庫來理解區(qū)塊鏈，認清區(qū)塊鏈技術(shù)常見的一些困惑和誤區(qū)，可以讓大家對區(qū)塊鏈有個比較正確的理解方式。

當微服務(wù)撞上區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈?微服務(wù)?普元 閱讀1516?

作者：普元CTO 焦烈焱?
更多區(qū)塊鏈文章投稿，請郵箱至jingqi@csdn.net?
中國云計算技術(shù)大會http://cctc.csdn.net，在5月19日背景，將舉辦全天的區(qū)塊鏈技術(shù)峰會專場，歡迎大家與區(qū)塊鏈專家一起探討區(qū)塊鏈的技術(shù)趨勢?，F(xiàn)在購票還有折扣。

導語

每一種新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，都會與既有的技術(shù)與實踐存在著聯(lián)系，例如微服務(wù)作為一種技術(shù)架構(gòu)，實際上是在SOA架構(gòu)和JavaEE等分布式架構(gòu)的基礎(chǔ)上，進一步明晰了服務(wù)實現(xiàn)的方式與規(guī)則。區(qū)塊鏈技術(shù)脫胎于比特幣，作為一種多方信任的交易和技術(shù)模型，被包括國家、政府、監(jiān)管機構(gòu)等諸多業(yè)務(wù)方所關(guān)注，反而是技術(shù)從業(yè)者有些茫然，這一技術(shù)到底是什么，解決什么問題，能夠用在哪里普元近年來持續(xù)對微服務(wù)和區(qū)塊鏈技術(shù)進行了研究，這里和大家分享一下研究的成果。我們的研究重點放在了如下幾個方面：

1. 區(qū)塊鏈技術(shù)適用的應(yīng)用場景有哪些，該技術(shù)帶來的價值是什么？?
2. 區(qū)塊鏈技術(shù)是由哪些技術(shù)組合而成，和現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)系如何？?
3. 采用區(qū)塊鏈技術(shù)后，應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)是什么，與微服務(wù)架構(gòu)的關(guān)系，現(xiàn)有應(yīng)用如何進行遷移？

區(qū)塊鏈的業(yè)務(wù)價值是通過數(shù)據(jù)共享降低信任成本

區(qū)塊鏈技術(shù)是從比特幣開始的，2008年由中本聰提出開始，造成了一個比特幣的熱潮。但是，比特幣的熱潮退去后，比特幣提出的問題和解決方式卻吸引著我們。2014年左右區(qū)塊鏈逐步從比特幣中脫離出來，做為一種獨立的技術(shù)發(fā)展，進入了 2.0 時代，以數(shù)字資產(chǎn)的方式解決商業(yè)的信任問題，同時用數(shù)字化手段提高業(yè)務(wù)的效率，在很多業(yè)務(wù)中已經(jīng)有了嘗試。

做為一種獨立的技術(shù)發(fā)展，區(qū)塊鏈分為公有鏈、聯(lián)盟鏈、私有鏈三個方向。而從業(yè)務(wù)角度看，區(qū)塊鏈的核心價值在于通過數(shù)據(jù)共享建立了多方的信任機制。

多參與方業(yè)務(wù)產(chǎn)生的信任問題是采用區(qū)塊鏈技術(shù)的源動力

信任問題，始終是一個大問題，為了解決信任問題，人類投入了大量的時間和金錢。尤其是多個參與方參加的業(yè)務(wù)，信任的成本更高，這里我舉一個復雜的例子：信用證業(yè)務(wù)（參見下圖），信用證是指開證銀行應(yīng)申請人（買方）的要求并按其指示向受益人開立的載有一定金額的、在一定的期限內(nèi)憑符合規(guī)定的單據(jù)付款的書面保證文件。信用證是國際貿(mào)易中最主要、最常用的支付方式（摘自百度百科）。

之所以舉這個例子，是因為區(qū)塊鏈技術(shù)適用的場景往往是業(yè)務(wù)比較復雜的情況，簡單例子很容易被誤解，這里我通俗易懂的解釋一下，在國際貿(mào)易活動，買賣雙方往往互不信任，進口商（買方）擔心預付款后，出口商（賣方）不發(fā)貨；賣方擔心發(fā)貨后買方不付款（類似詐騙經(jīng)常發(fā)生，例如賣方把貨運到碼頭了，買方就是不付余款，于是只能在當?shù)刭v賣，這時買方再去抄底），典型的麻桿打狼兩頭怕。因此雙方各找了一家銀行作為擔保人，由兩家銀行之間開具憑證，代理進口商、出口商之間業(yè)務(wù)往來，達到條件后由銀行付款，減少進口商、出口商的風險，這就是信用證業(yè)務(wù)。即使這樣，信用證詐騙還是很多，銀行為規(guī)避風險，需要各種書面的證明，反復各種確認…業(yè)務(wù)處理周期會非常長。

上圖中信用證業(yè)務(wù)的參與方包括出口商、進口商、開證行、通知行、寄單行/附議行、運輸公司，是一個典型的多方參與業(yè)務(wù)，但通常這些參與方只是一部分，可能還會有海關(guān)、保險公司、評級機構(gòu)等機構(gòu)加入到交易鏈條中。

多參與方業(yè)務(wù)解決信任問題，現(xiàn)有方案成本高在哪里？

解決多參與方業(yè)務(wù)的信任問題，現(xiàn)在是通過建立第三方機構(gòu)完成的，例如上述信用證業(yè)務(wù)，就是通過SWIFT組織（環(huán)球同業(yè)銀行金融電訊協(xié)會）的SWIFT系統(tǒng)開立信用證，銀行和其他金融機構(gòu)通過它與同業(yè)交換電文來完成金融交易，由 SWIFT 進行銀行間轉(zhuǎn)發(fā)。

SWIFT僅僅解決了一部分的問題，還差很遠，例如：

業(yè)務(wù)上：那些沒有參加到 SWIFT 的組織無法通過 SWIFT 進行交易，例如一些進口商、出口商、保險公司等等，SWITF也不能做清算，因此銀行在辦理信用證業(yè)務(wù)的時候，只有反復通過各種其他方式確認，避免詐騙發(fā)生，導致業(yè)務(wù)非常復雜，流程很長；

技術(shù)上：多方參與的業(yè)務(wù)，一旦在處理業(yè)務(wù)時發(fā)生技術(shù)故障，處理起來就遠比普通業(yè)務(wù)復雜。為了保證少出問題，技術(shù)上的投入會很高，記得用過很多手段，例如曾經(jīng)給每個參與方做過應(yīng)急系統(tǒng)，采用過兩個不同廠商的SWIFT網(wǎng)關(guān)互為備份，安排專人排班管理異常情況，而且每個中心接入的標準和模式也不一致，接入中心機構(gòu)帶來的開發(fā)/維護成本都很高。

必須說明的是，為了能把業(yè)務(wù)講清楚，我還是簡化了很多內(nèi)容，例如如何進行銀行間清算、如何進行付款等等。總之，建立一個第三方機構(gòu)來解決信任問題，無論在業(yè)務(wù)上、技術(shù)上復雜度都很高。

區(qū)塊鏈技術(shù)是通過數(shù)據(jù)共享降低信任成本的

如果有一個分布式的記賬簿：

參與方在記賬之后有相當多的副本存在，不再是一家之言；

保證提交的交易一定被記錄下來；

保證記賬不可逆，無法篡改；

參與方的交易記錄是相對透明的，可以通過這些記錄驗證新的交易。

如果有機構(gòu)建立了這樣一個記賬簿，每個參與方在交易中都通過這個記賬簿進行交互，保證每一筆發(fā)生的交易一定被可靠的記錄下來并不可篡改，不就不必再反復確認，不必擔心技術(shù)問題導致的業(yè)務(wù)流程變更，不必做應(yīng)急系統(tǒng)，這樣成本就低多了。

通過分布式的記賬簿進行數(shù)據(jù)共享，從而降低信任成本，這就是區(qū)塊鏈技術(shù)的價值。

聯(lián)盟鏈才是應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)先選擇的方向

既然區(qū)塊鏈是一個分布式的記賬簿，那這個記賬簿由誰來建立呢？這是這一技術(shù)應(yīng)用的核心問題。

目前建立記賬簿的方式有三種：

公有鏈，象互聯(lián)網(wǎng)一樣，做為一種開放的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，向任何人公開，任何人自由加入

私有鏈，一個組織內(nèi)部建立，可以幫助組織內(nèi)部完成審計等工作

建立公有鏈難度高，業(yè)務(wù)場景不夠精準，分布式存儲帶來的性能低下問題阻礙了可用的應(yīng)用場景，而私有鏈脫離了區(qū)塊鏈的商業(yè)價值，只是把區(qū)塊鏈做為一個技術(shù)組件使用。在目前的應(yīng)用場景中，絕大多數(shù)都可以用聯(lián)盟鏈解決，商業(yè)上相對容易成立，性能遠遠高于公有鏈。

從上述描述就可以理解到，公有鏈太理想，私有鏈所處理的問題，傳統(tǒng)架構(gòu)完全能解決，而針對特定業(yè)務(wù)由企業(yè)聯(lián)盟建立的聯(lián)盟鏈，應(yīng)用方向更清晰，業(yè)務(wù)價值也更加明確，下圖是一個聯(lián)盟鏈的示例：

從應(yīng)用的角度看，區(qū)塊鏈技術(shù)提供的是一個分布式數(shù)據(jù)庫。區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享方式要滿足：（1）多副本、（2）可靠記錄、（3）不可篡改、（4）多方透明幾個特性，上述特性總結(jié)下來，采用區(qū)塊鏈技術(shù)后，應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)如上圖所示，可以看出，區(qū)塊鏈技術(shù)對應(yīng)用而言，就是一個分布式數(shù)據(jù)庫。

區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)是分布式數(shù)據(jù)庫

區(qū)塊鏈基于密碼學中的橢圓曲線數(shù)字簽名算法（ECDSA）來實現(xiàn)去中心化的P2P系統(tǒng)設(shè)計。當人們在談?wù)摶蚴褂谩皡^(qū)塊鏈”這個詞時，有時候是指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有時候是指數(shù)據(jù)庫，有時則是指數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

和區(qū)塊鏈技術(shù)比，分布式數(shù)據(jù)庫的概念顯然更容易被理解，我就從分布式數(shù)據(jù)庫的一些基本概念出來，理解區(qū)塊鏈的技術(shù)實現(xiàn)，這些概念包括數(shù)據(jù)存儲、點對點可靠傳輸、存儲過程與觸發(fā)器（智能合約）、數(shù)據(jù)安全。

區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享是一個分布式的記賬簿，交易記錄具備多個副本，因此首先要解決分布式數(shù)據(jù)存儲的問題。

1、區(qū)塊鏈存儲的基本單元是區(qū)塊，區(qū)塊采用鏈式結(jié)構(gòu)，即新增的區(qū)塊（類似數(shù)據(jù)庫一行記錄）都知道自己前一個區(qū)塊（前一行記錄）是什么，可以一直追溯到根，區(qū)塊的標識是區(qū)塊的哈希值，同時鏈式結(jié)構(gòu)保留了業(yè)務(wù)產(chǎn)生的軌跡，可以在新增交易的時候根據(jù)前面的記錄做校驗，保證了區(qū)塊的內(nèi)容不容易篡改。

這種模式，我們在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計也會采用，例如下圖拉鏈表的形式，每次對數(shù)據(jù)的更新都采用追加（ Insert而不是Update）模式，有起始時間、失效時間和是否生效標識，保持全部交易歷史。

區(qū)塊鏈把這一點變成了一種底層固有模式，加入了哈希、時間戳等機制在技術(shù)上保證鏈條的正確性，因此非常有價值。

2、既然是分布式、多中心的存儲方式，就必須解決存儲時的分布式一致性問題。在區(qū)塊鏈的前身比特幣應(yīng)用中，解決這一問題的方式是工作量證明（POW Proof-Of-Work）方式，即通過工作以獲得指定成果，用成果來證明曾經(jīng)付出的努力。

這也是接觸區(qū)塊鏈技術(shù)時第一個比較迷惑的地方，我為啥一定要用工作量來證明，是不是還有其他方式？區(qū)塊鏈技術(shù)從比特幣中獨立出來后，大家把這一問題歸結(jié)為共識問題，工作量證明是達成共識的一種方式，這樣就清晰多了。于是就產(chǎn)生了權(quán)益證明（POS Proof of Stake）方式，是一種通過業(yè)務(wù)規(guī)則達成共識的方式；實用拜占庭容錯（PBFT Practical Byzantine Fault Tolerance）方式，是一種通過技術(shù)規(guī)則達成共識的機制。在公有鏈上，工作量證明（POW）還是一種最主要的共識方式，不容易取代，但在聯(lián)盟鏈上，完全可以根據(jù)自己的情況，創(chuàng)造出新的共識方式出來。我們就根據(jù)這一想法，在特定業(yè)務(wù)中創(chuàng)造過共識算法，解決分布式數(shù)據(jù)存儲的一致性問題。

點對點可靠傳輸：可靠消息與P2P

區(qū)塊鏈技術(shù)是一組技術(shù)的組合，既然是一個分布式的記賬簿，就要解決數(shù)據(jù)可靠傳輸問題。包括記賬節(jié)點（信任節(jié)點）之間、非記賬節(jié)點（非信任節(jié)點）、客戶端與記賬節(jié)點（信任節(jié)點）之間的數(shù)據(jù)傳輸。在以前我們的方案中，往往通過可靠消息或者P2P方式解決數(shù)據(jù)傳輸問題，這些技術(shù)也被用于區(qū)塊鏈技術(shù)中。但必須說明的是，在真實業(yè)務(wù)場景下，不可能把所有的數(shù)據(jù)都記錄在記賬簿中，部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)還是要保存在自己的系統(tǒng)中，這就還需要在技術(shù)框架上做到本地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈的記賬簿保持一致，后文會具體闡述，總之，區(qū)塊鏈平臺只能保證自身數(shù)據(jù)之間的一致，業(yè)務(wù)不能完全依賴區(qū)塊鏈平臺保證數(shù)據(jù)一致性。

智能合約：觸發(fā)器與存儲過程

智能合約是指當一定條件滿足的情況下，可以被自動執(zhí)行的數(shù)字化合約。實現(xiàn)這一特性，在數(shù)據(jù)庫中就是由觸發(fā)器和存儲過程完成的。雖然在目前流行的應(yīng)用架構(gòu)中，都不建議把邏輯寫在存儲過程中，但觸發(fā)器和存儲過程還是常用的工具，尤其在數(shù)據(jù)遷移相關(guān)的運維活動中。區(qū)塊鏈技術(shù)中智能合約就是觸發(fā)器和存儲過程，他是一個在沙箱中運行的腳本，用于執(zhí)行區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)中的業(yè)務(wù)邏輯，也可以用于各種檢查。舉個例子，A產(chǎn)生一筆支付時，可以通過智能合約在數(shù)據(jù)鏈上進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)A的余額無法支付這筆交易，就可以中止這筆交易。和存儲過程相比，智能合約運行在沙箱之中，不能對外部 API 做調(diào)用。這也比較好理解，如果允許外部調(diào)用，就可能無法保證自身的數(shù)據(jù)一致性，后面我們會講到這種缺陷如何彌補。美中不足的是目前的智能合約并不支持 SQL 語法。

數(shù)據(jù)安全：用業(yè)務(wù)手段達成妥協(xié)

交易數(shù)據(jù)是透明的，但不是全部透明，而是相對透明，這是區(qū)塊鏈技術(shù)的一個難點，關(guān)鍵有二：（1）如何保護隱私，僅僅能看到自己可見的數(shù)據(jù)；（2）密鑰分配問題，例如新加入鏈中的一個節(jié)點會被分配一個新的密鑰，如何用這個密鑰解讀以前鏈中存儲的信息?？梢娕c不可見，這是一個矛盾，理論上沒有一個完美的方案，這里我不對區(qū)塊鏈技術(shù)如何加密、如何做密鑰管理、如何同態(tài)加密等方式做解讀，而是講講如何通過業(yè)務(wù)方法而不是技術(shù)手段規(guī)避這一問題。舉個例子，在一個小企業(yè)支付的聯(lián)盟鏈中，核心企業(yè)包括某銀行、企業(yè)A，為A的上下游企業(yè)提供信貸業(yè)務(wù)，對于所有交易的數(shù)據(jù)，銀行和核心企業(yè)A都是可見的，他們擁有記賬節(jié)點，對于其他加盟企業(yè)，只擁有非記賬節(jié)點，他們雖然也有全部的數(shù)據(jù)，但是只能看到自己相關(guān)的數(shù)據(jù)。很明顯，加盟企業(yè)放棄了自己的部分隱私權(quán)，但也得到了生意的機會，這種方式加盟企業(yè)是可以接受的，就好比貸款企業(yè)要向銀行提供經(jīng)營數(shù)據(jù)一樣。數(shù)據(jù)安全問題，在技術(shù)上很難解決，但通過業(yè)務(wù)手段是可以規(guī)避的，這也是我們看好聯(lián)盟鏈的重要原因。

為分布式應(yīng)用而生的微服務(wù)，與區(qū)塊鏈技術(shù)是天生一對

最后說說區(qū)塊鏈技術(shù)與微服務(wù)架構(gòu)的關(guān)系。大家知道，微服務(wù)架構(gòu)是一個分布式的應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)，目的是有效的對應(yīng)用進行拆分，實現(xiàn)敏捷開發(fā)、快速演化、便捷容錯與彈性伸縮。

微服務(wù)的一個核心概念是API網(wǎng)關(guān)，由于服務(wù)的顆粒變細，網(wǎng)關(guān)承擔著安全與訪問認證等諸多職能。而在現(xiàn)有的大多數(shù)微服務(wù)架構(gòu)中，大家都更多的在談接入網(wǎng)關(guān)的概念，實際上按照信息的流向，除接入網(wǎng)關(guān)外，微服務(wù)還應(yīng)該有接出網(wǎng)關(guān)的概念。

前面說到，區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)上就是分布式數(shù)據(jù)庫，微服務(wù)架構(gòu)與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合，并不能簡單的看成是微服務(wù)與數(shù)據(jù)庫的結(jié)合，而應(yīng)該把區(qū)塊鏈平臺做為一個第三方應(yīng)用進行交互，這也是微服務(wù)架構(gòu)很好發(fā)揮作用的地方。上圖中紅圈所示的就是微服務(wù)與區(qū)塊鏈平臺進行交互的方式。而微服務(wù)的接出網(wǎng)關(guān)，就應(yīng)該起到區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)的作用。

雖然目前的區(qū)塊鏈平臺一般都有SDK和REST服務(wù)兩種方式，按照上述的原則，一般不要使用 SDK，而是遠程調(diào)用方式，采用微服務(wù)的設(shè)計原則，使用區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)，把微服務(wù)與區(qū)塊鏈平臺集成的功能集中到網(wǎng)關(guān)中，見下圖：

微服務(wù)通過區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)與區(qū)塊鏈平臺交互，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)主要功能包括通訊網(wǎng)關(guān)、事件監(jiān)聽，同時配合微服務(wù)應(yīng)用框架，完成數(shù)據(jù)一致性、對賬功能。與區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)集成的能力，是微服務(wù)架構(gòu)天生具備的。所以我們說微服務(wù)與區(qū)塊鏈，天生是一對。

通訊網(wǎng)關(guān)：處理微服務(wù)發(fā)起的對區(qū)塊鏈平臺的調(diào)用

由于區(qū)塊鏈平臺的服務(wù)能力（每秒交易數(shù) TPS）有限，為保證區(qū)塊鏈平臺的可用性，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)采用了異步處理模式，實現(xiàn)限流、隔離、服務(wù)升降級等能力。

網(wǎng)關(guān)在微服務(wù)應(yīng)用與區(qū)塊鏈平臺之間建立了隔離，避免平臺與微服務(wù)之間互相影響，這是一種 MiddleBox 的集成方式，用一個獨立的基礎(chǔ)設(shè)施做集成。微服務(wù)之間的集成往往采用 MiddlePipe 的模式，但是區(qū)塊鏈平臺做為一個第三方應(yīng)用，采用 MiddleBox 方式比較好，統(tǒng)一管理與運維比較方便。

由于區(qū)塊鏈平臺提供的接口各有不同，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)在接受請求后記錄交易流水，把區(qū)塊鏈平臺提供的服務(wù)模擬為冪等服務(wù)，調(diào)用者可以多次調(diào)用區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)，而區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)僅僅調(diào)用區(qū)塊鏈平臺一次。為方便運維，我們可以為區(qū)塊鏈平臺提供的服務(wù)定義SLA，根據(jù)這些定義靈活的進行調(diào)用的控制。

區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)的內(nèi)部實現(xiàn)是一個 SEDA 架構(gòu)（分階段事件驅(qū)動架構(gòu)），把接入、接出和處理分開（處理主要是記錄流水、報文打解包、安全效驗等功能），三階段之間用隊列連接，采用異步模擬同步的方式，這是一個用于集成的基礎(chǔ)架構(gòu)。

接入、處理、接出三個階段可處理資源是可以調(diào)配的，資源主要包括處理線程和接入接出的連接，根據(jù)不同業(yè)務(wù)可以有不同的資源為之服務(wù)，這樣升降級、限流等特性就比較容易實現(xiàn)。

為了方便運維，需要對業(yè)務(wù)有分組的能力，可以根據(jù)分組進行批量的運維管理。

事件監(jiān)聽：Hook與輪詢模式

如果記賬簿發(fā)生了改變，如何通知微服務(wù)呢，這就是區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)中事件監(jiān)聽發(fā)揮的作用。目前很多區(qū)塊鏈平臺并沒有提供事件接口，即使未來有也很難統(tǒng)一，前面也說過，智能合約運行在沙箱中，為保證數(shù)據(jù)一致性不可能支持對外部服務(wù)的調(diào)用，也不能做為事件監(jiān)聽的回調(diào)，這樣就需要在區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)中進行處理。

微服務(wù)可以注冊對某一類交易進行監(jiān)聽，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)定時通過區(qū)塊鏈平臺的查詢接口檢索，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變更時通知微服務(wù)。這是一個效率不高的方法，但區(qū)塊鏈平臺本身性能也不高，時延主要由共識機制造成，輪詢的做法并不會有太大影響，這也是期待區(qū)塊鏈平臺本身提升的地方。

數(shù)據(jù)一致性：可靠事件模式是首選

不能把所有數(shù)據(jù)都存儲在區(qū)塊鏈平臺中，而是將交易數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈平臺，這樣就有了本地數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈交易數(shù)據(jù)的一致性問題。

一般來說，我們不能依賴區(qū)塊鏈平臺支持事務(wù)的回滾，因為這個分布式的記賬簿一旦記賬就是不可更改的，我們甚至不能指望區(qū)塊鏈平臺實時給應(yīng)用反饋記賬是否成功，因為有可能返回超時錯誤，不清楚是否記賬成功。于是，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)需要和微服務(wù)配合保證數(shù)據(jù)的一致性。

一般情況下微服務(wù)中的業(yè)務(wù)處理采用異步模式，發(fā)出記賬申請后處于等待狀態(tài)，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)將記賬申請轉(zhuǎn)發(fā)給區(qū)塊鏈平臺。如果區(qū)塊鏈平臺返回接受Accept或者拒絕Reject，將結(jié)果通知微服務(wù)；如果區(qū)塊鏈平臺返回超時或者不可確定錯誤，即開始定時輪詢，得到結(jié)果后通知微服務(wù)。同時，微服務(wù)本身需要具備事務(wù)補償?shù)哪Ｊ?#xff0c;如果記賬失敗進行反交易處理。這種數(shù)據(jù)一致性處理的方式，是微服務(wù)多種處理方式中的一種，我們一般使用服務(wù)編排的方式降低這種模式的開發(fā)復雜度。

下面是一個示例：

這是一個可靠事件與區(qū)塊鏈交互的流程：

1）應(yīng)用框架接到請求后首先記錄業(yè)務(wù)流水，然后執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，記錄業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，最后在事件表中留下對區(qū)塊鏈平臺調(diào)用的記錄，事務(wù)完成?
2）事件處理輪詢事件記錄，有更新時通過區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)調(diào)用區(qū)塊鏈平臺，如果調(diào)用成功，改變事件狀態(tài)，如果失敗就要調(diào)用業(yè)務(wù)補償?shù)臋C制了。

對賬

既然數(shù)據(jù)有本地存放，也有區(qū)塊鏈平臺存放，就有不一致的可能，就必須對賬。傳統(tǒng)對賬有以我為主、以他為主兩種模式。這里就只能以他為主，以區(qū)塊鏈平臺為主了。由于區(qū)塊鏈技術(shù)針對交易的特點對存儲結(jié)構(gòu)進行了要求，利用已有的時間戳、交易先后次序，可以是對賬變得更加容易。

基本的對賬處理流程如下

區(qū)塊鏈平臺和企業(yè)應(yīng)用的記錄必須有關(guān)聯(lián)的id（可以是多要素的組合）

區(qū)塊鏈平臺和企業(yè)應(yīng)用都要保證生成的對賬文件明細記錄的連續(xù)性

對于“隔日賬”需重復核對

結(jié)語

區(qū)塊鏈是一種新興的技術(shù)，他的本質(zhì)是一種加入業(yè)務(wù)特性的分布式數(shù)據(jù)庫，通過對區(qū)塊鏈技術(shù)的研究，我們找到了業(yè)務(wù)與區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合的方式，提出了微服務(wù)應(yīng)用架構(gòu)集成區(qū)塊鏈的技術(shù)模式。

1、區(qū)塊鏈的業(yè)務(wù)價值是通過數(shù)據(jù)共享降低信任成本。

區(qū)塊鏈建立了一個記賬簿，每個參與方在交易中都通過這個記賬簿進行交互，保證每一筆發(fā)生的交易一定被可靠的記錄下來并不可篡改，不必再反復確認，不必擔心技術(shù)問題導致的業(yè)務(wù)流程變更，不必做應(yīng)急系統(tǒng)，從而降低了信任成本。

2、區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)是分布式數(shù)據(jù)庫。

區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享方式要滿足（1）多副本、（2）可靠記錄、（3）不可篡改、（4）多方透明幾個特性，總結(jié)下來，區(qū)塊鏈技術(shù)對應(yīng)用而言，就是一個分布式數(shù)據(jù)庫，分別對應(yīng)分布式數(shù)據(jù)庫的（1）分布式存儲、（2）點對點可靠傳輸、（3）存儲過程與（4）數(shù)據(jù)安全幾個方面。

3、為分布式應(yīng)用而生的微服務(wù)，與區(qū)塊鏈技術(shù)是天生的一對。

微服務(wù)通過區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)與區(qū)塊鏈平臺交互，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)主要功能包括通訊網(wǎng)關(guān)、事件監(jiān)聽，同時配合微服務(wù)應(yīng)用框架，完成數(shù)據(jù)一致性、對賬功能。與區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)集成的能力，是微服務(wù)架構(gòu)天生具備的。

以上是對我們研究成果一個簡要介紹，后續(xù)我們還會對使用區(qū)塊鏈技術(shù)的細節(jié)進行分析，與大家共同探討。

附記：理解區(qū)塊鏈技術(shù)常見的幾個困惑

從剛剛接觸區(qū)塊鏈技術(shù)的一頭霧水，到概念的逐步清晰，再到區(qū)塊鏈應(yīng)用的研發(fā)，經(jīng)歷很多困惑，這里列出幾個常見的困惑：

困惑1：比特幣是區(qū)塊鏈技術(shù)的一個應(yīng)用，不能把比特幣應(yīng)用的所有內(nèi)容都歸結(jié)為區(qū)塊鏈技術(shù)

上文提到，區(qū)塊鏈技術(shù)從比特幣中獨立出來是 2014 年左右的事情，此前每每舉出區(qū)塊鏈的案例都是比特幣，給區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用造成了很多誤解。我建議先了解區(qū)塊鏈技術(shù)，再了解比特幣，先理解聯(lián)盟鏈的業(yè)務(wù)場景，再了解公有鏈的業(yè)務(wù)場景，公有鏈看作是聯(lián)盟鏈的一種大規(guī)模延展，，可以少走一些彎路。

困惑2：公有鏈情況下數(shù)據(jù)存儲性能不高，但聯(lián)盟鏈的性能可以遠高于公有鏈，能滿足多數(shù)場景的要求

數(shù)據(jù)一致性問題是分布式存儲最大的問題，而并發(fā)越高，沖突的概率就越大。區(qū)塊鏈技術(shù)之所以能支持的每秒交易數(shù)（TPS）不高，主要是共識機制比較復雜，或者說共識機制就是刻意為了降低并發(fā)性，減少數(shù)據(jù)沖突的概率。在公有鏈上，這是一個無法逾越的問題，只能從事實時性要求不敏感的業(yè)務(wù)。但是，在聯(lián)盟鏈中，由于鏈中的參與方并不多，也不需要每個節(jié)點都記賬，就可以使用一些性能更高的共識機制，例如前面說的PBFT。我們曾經(jīng)嘗試過一種全對等的算法，可以支持更高的性能。

困惑3：應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)不一定必須有礦工來挖礦

初次接觸區(qū)塊鏈技術(shù)，礦工/挖礦這個概念讓人非常費解：（1）為什么一定要挖礦？（2）為什么要給記賬成功的節(jié)點獎勵比特幣來鼓勵記賬？（3）非比特幣的業(yè)務(wù)中如何鼓勵記賬？這個困惑歸根結(jié)底還是把區(qū)塊鏈和比特幣混淆造成的。前面說過，挖礦是通過工作量證明（POW）達成共識的機制，挖礦能力愈強就取得了記錄權(quán)。更重要的是比特幣的貨幣屬性，發(fā)行貨幣要么靠國家信用（例如紙幣），要么靠奇缺資源（例如黃金），比特幣為了防止濫發(fā)，就需要用算力做為一種奇缺資源。這樣說來，比特幣實際上把共識算法、貨幣屬性、鼓勵記賬這幾件事都用挖礦來解決了，思路確實精妙。但是，在業(yè)務(wù)規(guī)則不同的聯(lián)盟鏈中就不一樣了，除了有其他更高效的共識算法外，不需要奇缺資源，不需要專門對記賬做鼓勵，因為必須記賬已經(jīng)是核心企業(yè)之間的契約，可以通過技術(shù)手段保證數(shù)據(jù)的同步，支持審計等能力，自然就不需要挖礦了。

困惑4：目前應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)不是去中心，而是多中心

去中心是一個理想，經(jīng)常有人問（1）為什么要去中心？去中心有什么好處？（2）真的能去中心嗎？后來，我深入研究聯(lián)盟鏈的場景時發(fā)現(xiàn)，實際的業(yè)務(wù)場景大多是多中心（這又是比特幣惹的禍，他真的想去中心），例如上述的企業(yè)聯(lián)盟方式，幾個建立聯(lián)盟的核心企業(yè)就是多中心，他們共同成為一個新的中心。傳統(tǒng)方式建立新的中心，往往通過建立清算機構(gòu)的方式，而區(qū)塊鏈技術(shù)讓建立中心的成本降低了。

困惑5：不是所有的區(qū)塊鏈節(jié)點都是記賬節(jié)點，很多節(jié)點僅僅用來進行數(shù)據(jù)同步而已

多中心就意味著不是每個節(jié)點都需要記賬，記賬的工作由幾個中心節(jié)點負責就可以了，其他節(jié)點與記賬節(jié)點間是數(shù)據(jù)同步的關(guān)系，也就是非記賬節(jié)點上也有全部數(shù)據(jù)。聯(lián)盟鏈中非記賬節(jié)點一般處在加盟企業(yè)，由于數(shù)據(jù)可見性的要求，非記賬節(jié)點中的數(shù)據(jù)并不是都可見的，但是這一副本可以做為一種法律依據(jù)，提高了篡改數(shù)據(jù)的成本。

從數(shù)據(jù)的角度來看，區(qū)塊鏈本質(zhì)是一種分布式數(shù)據(jù)庫，這里的“分布式”是指區(qū)塊鏈技術(shù)利用鏈式存儲結(jié)構(gòu)不僅解決了分布式數(shù)據(jù)存儲問題，也解決了存儲時的分布式一致性問題。區(qū)塊鏈技術(shù)利用分布式記賬簿保證數(shù)據(jù)可靠傳輸和訪問，利用可自動執(zhí)行的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)。所以，我認為，基于分布式數(shù)據(jù)庫來理解區(qū)塊鏈，認清區(qū)塊鏈技術(shù)常見的一些困惑和誤區(qū)，可以讓大家對區(qū)塊鏈有個比較正確的理解方式。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的当微服务撞上区块链的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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