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微眾銀行區塊鏈論文中稿國際頂會(huì ),突破區塊鏈性能瓶頸


(資料圖)

近日,超算領(lǐng)域國際頂級會(huì )刊SC23公布了論文入選名單,由微眾銀行區塊鏈團隊發(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(huì )議唯一一篇區塊鏈領(lǐng)域被錄用的論文。中稿國際頂級會(huì )刊,標志著(zhù)微眾銀行區塊鏈團隊技術(shù)再次受到了學(xué)術(shù)界認可。

SC會(huì )議全稱(chēng)為“高性能計算、網(wǎng)絡(luò )、存儲和分析國際會(huì )議” (The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis),是高性能計算、體系結構領(lǐng)域頂級會(huì )議,由IEEE計算機學(xué)會(huì )、美國計算機協(xié)會(huì )(ACM)共同舉辦,為中國計算機學(xué)會(huì )(CCF)推薦A類(lèi)會(huì )議(CCF收錄的國際會(huì )議中,A類(lèi)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)域最大規模、最受歡迎的學(xué)術(shù)會(huì )議之一。會(huì )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(lái),區塊鏈已廣泛應用于金融、政務(wù)、司法等眾多領(lǐng)域,豐富多樣的應用場(chǎng)景對區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)盟鏈在處理復雜業(yè)務(wù)邏輯和巨量交易應用中的性能瓶頸問(wèn)題。

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

在研究中,微眾銀行區塊鏈團隊確定了限制系統性能的兩個(gè)關(guān)鍵因素,即區塊之間處理串行的依賴(lài)性,以及處理多個(gè)復雜合約時(shí)交易層面的并發(fā)性不足。為解決這些問(wèn)題,團隊引入了兩個(gè)創(chuàng )新解法。首先是區塊流水線(xiàn)(BLP),它打破了塊處理的串行依賴(lài)性,并以流水線(xiàn)方式處理塊的整個(gè)生命周期。其次是確定性多合約(DMC),它提出了一種塊內調度算法,將交易分派到多個(gè)分片中,并利用一組執行器來(lái)同時(shí)處理每個(gè)分片中的交易。通過(guò)這兩種創(chuàng )新解法,整體實(shí)現了交易的并行執行,顯著(zhù)提高了整體性能,滿(mǎn)足多個(gè)應用場(chǎng)景的高性能要求。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),如將鏈上區塊的處理流程比作工廠(chǎng)生產(chǎn),傳統區塊生成機制就如同一個(gè)工人包辦所有制造工序:鏈上區塊生命周期中的打包、共識、執行、存儲等不同關(guān)鍵環(huán)節處理對網(wǎng)絡(luò )、CPU、磁盤(pán)IO等資源依賴(lài)不同,傳統串行生成機制就好比工人單獨生產(chǎn),完成一個(gè)產(chǎn)品后才能開(kāi)始下一個(gè),整體生產(chǎn)效率很低。如果采用流水線(xiàn)作業(yè),讓每個(gè)工人單獨負責一個(gè)步驟,減少工序切換開(kāi)銷(xiāo)和閑置浪費,就能提升整體效能。區塊流水線(xiàn)(BLP)就是在區塊級進(jìn)行了流水化作業(yè),允許多個(gè)區塊在同一時(shí)刻處在不同環(huán)節被處理,充分利用了各種機器資源,最大化提升區塊處理效率。

然后,在流水線(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中,可能會(huì )碰到某環(huán)節“擁堵”的問(wèn)題,比如某環(huán)節工作量大、所需時(shí)間長(cháng),流水線(xiàn)上下游都在等待,就會(huì )降低效率。為解決此瓶頸,則需要在該環(huán)節引入多個(gè)工人并行工作。在區塊鏈系統中,執行區塊內的交易通常是流水線(xiàn)瓶頸,為此,FISCO BCOS提出業(yè)界首創(chuàng )的確定性多合約并行算法DMC,通過(guò)智能調度機制,將區塊內的交易驗證平行擴展到多個(gè)執行器,充分并行化執行,保證流水線(xiàn)高效順暢。

FISCOBCOS v3.0正式版已結合區塊流水線(xiàn)(BLP)和確定性多合約(DMC)方案,可滿(mǎn)足更多產(chǎn)業(yè)對區塊鏈高性能、高交易量的需求。迄今,FISCO BCOS已支撐 300 余個(gè)產(chǎn)業(yè)數字化標桿應用,開(kāi)源生態(tài)圈匯聚超 4000 家機構 、超 90000 名個(gè)人成員,共同推動(dòng)了最大最活躍國產(chǎn)開(kāi)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(kāi)源社區建設,微眾區塊鏈蟬聯(lián)《福布斯》全球區塊鏈50強,獲得海內外廣泛認可。

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