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    银链科技推出用于快速开发区块链应用的区块链中间件产品“银链中间件”,为金融机构和企事业单位实施“区块链+”战略提供区块链应用开发解决方案。

1.区块链浪潮
     区块链是新一代金融基础设施的底层架构技术,它将推动金融基础设施变革和金融商业模式的变革。世界经济论坛宣称,90多家央行正在讨论区块链应用,并预计2017年世界上80%的商业银行都会研发区块链应用;R3联合摩根大通、高盛等42家超大型金融机构打造Corda清结算区块链;LINUX基金会联合INTEL、IBM等近百家科技公司和金融机构研发分布式账本Hyperledger。中国成立了金链盟和Chinaledger等两个金融区块链联盟组织开展区块链研究;工信部推出了区块链技术白皮书和区块链参考架构标准;央行成立数字货币研究所并且研发和试运行数字货币原型。
    区块链将给金融业节省巨大成本。金融行业每年花费约1500亿美元在IT上和运营开销上,此外还有1000亿美元的交易后和证券服务费用,华尔街认为区块链能给他们节省一半的费用。德勤估计区块链在审计行业的应用,在5年内将给德勤节省60-80亿美元。西班牙最大银行桑坦德发布的报告显示,如果2020年左右全世界银行内部都使用区块链技术,每年可节约近200亿美元成本。

    由于金融机构被高度监管的特性,难以在主营业务的生产环境中快速采用区块链技术,其他行业如供应链、物联网、互联网等反而有可能率先落地在生产环境中。目前公认的一些区块链应用点有:数字资产、供应链、身份信用、股权债券、公示公证、电子票据、医疗记录、物联网、数据共享等等。


2.现有区块链
    实施“区块链+”战略离不开区块链底层技术平台,目前国内外有不少,各有优劣势:
(1)比特币是区块链技术的起源,其匿名性、去中心化属性、以及承载的自由货币,注定它难以被主流金融机构直接使用。但是不可否认,其类比军备竞赛的挖矿机制使得比特币区块链的安全性得到保障,因而有不少应用把数据特征(哈希值)写到比特币区块链上,以自证清白;也有一些应用直接在比特币区块链发行和交易资产,如counterparty、彩色币、Mastercoin等。
(2)以太坊是优秀的智能合约平台,全球使用得最为广泛,使用者只需掌握类JAVA的Solidity语言或者另一种类python的Serpent语言,就可以编写智能合约。技术人员可以各种业务规则和相关数据封装在一个智能合约中,发布到区块链上,因而我们称之为第二代区块链。但是它基于挖矿且产生代币,涉及合规问题,一般仅作为技术研究和原型验证手段,不宜作为最终生产平台,因而有一些单位基于其代码开发自己的联盟链。
(3)Hypherledger联盟中已经有一些项目代码开源,如Fabric、Elements、SawTooth Lake等;其中Fabric更适用于金融行业,其中隐私保护、共识算法、身份认证、以及模块化设计非常灵活。不过Fabric正处于快速开发中,代码变更非常快,比如:上个月开发的应用,下个月就不能使用了;另外Fabric本身的稳定性和性能还不够。
(4)R3组织在2016年11月30日公布了区块链Corda的源代码,Corda是用一种小众语言kotline写的,研发还处于早期,其设计思想是分布式账本,并非区块链,比较适用于银行间的国际支付和清算结。

    还有其他不少区块链平台,如Bitshares、Openchain、Chain等,都有其适用性和可取性。众多的区块链底层技术平台,使得金融机构必须得一一去学习,去理解其技术,才能结合应用场景采用某种区块链。考虑到央行、工信部、金标委等诸多标准和架构,某些行业如金融行业还有可能更换平台,因而所付出的时间成本和人力成本较大。


3.应用难点
    技术始终应该为业务服务,空有屠龙术,但没有龙,这样的技术体现不出价值;区块链也是如此,必须与应用场景相结合才能真正体现出它的潜力。大量国内外金融机构正在研究区块链技术,以期与业务相结合、促进应用落地。但他们面临着不少问题,阻碍了应用落地的进程:

(1)应用落地周期长。金融机构更关注如何把区块链技术应用到业务,提升业务效率或服务质量,而非停留于区块链底层技术本身。但目前要做区块链应用,得先掌握区块链技术和理念,再选取应用场景,选用区块链,熟悉该种区块链的开发技术,最后进行区块链应用开发和业务改造,整个周期较长。

(2)从业人才成本高。区块链技术和应用对从业人才层次、技术积累和理念改变提出了较高的要求,金融机构难以在短时间内培养出金融和区块链的交叉人才,人才成本和成长成本很高。
(3)区块链选用难。目前区块链底层技术平台如比特币区块链、以太坊、超级账本、Corda、Chain等,其发展前景不确定,金融机构在实施区块链应用时必须考虑选用的区块链能否长期存在、合规性、版权、运维等一系列问题。
    目前区块链底层技术平台:(1)还不能完全满足应用需求(2)选用难(3)学习成本很高(4)有可能被替换(5)发展不可预测。这些不确定因素制约了区块链应用的发展和实践。
    因而,解决以上三个难点,就成了区块链应用的关键。银链科技正是看到这种痛点,结合区块链技术的多年积累,推出了银链中间件。


4.银链中间件
    银链科技推出用于快速开发区块链应用的区块链中间件产品,为想实施“区块链+”战略的金融机构和企事业单位提供专业的区块链基础设施服务,帮助客户快速搭建区块链应用所需的组件以及快速开发应用。
    银链科技把该产品命名成“银链中间件“(英文:Bankledger Middleware,BMWare),银链中间件封装多种异构区块链,向上层应用提供统一API接口。其部署方式如下:
    银链开发平台(Bankledger Developer Platform,BDPlatform),银链中间件以云平台方式运行于公网,为众多中小企事业单位的区块链应用提供API服务;
    私有化部署(Bankledger Private Deployment, BPDeploy),银链中间件完全部署在大中型企事业单位内部,仅为本单位的各种区块链应用提供区块链API服务。


4.1 中间件的意义
    针对多种区块链底层技术平台,银链中间件封装了多种异构的区块链,向区块链应用提供统一的API接口,使得客户随时切换区块链底层技术平台,无需考虑它们的编程语言、设计风格、适用场景、后续发展、存在风险和技术不确定性。如果工信部或央行的区块链平台出现,银链中间件一样会支持。
    银链中间件以区块链云服务方式运行于公网,我们称之为“银链开发平台”。客户只需前端和JAVA开发人员,调用API函数,在1-2月内即可完成区块链应用原型开发,无需理解底层技术,大大降低中小型企事业单位实施“区块链+”的时间成本、人力成本和人员要求,更快地实施“区块链+”战略。
    银链中间件还可以进行私有化部署,适用于大中型企事业单位。银链开发平台运营在云平台上,区块链数据由银链科技维护,一些金融机构和大型企事业单位出于更高的数据安全性和保密性要求,希望把该平台建立在机构内部。因而银链科技提供银链中间件的私有化方案,来满足私有化需求。
    银链中间件在区块链应用和区块链底层技术平台之间架起一座桥梁,可以认为是区块链应用的入口,意义重大。

4.2 系统架构
    银链中间件封装多种异构的区块链,如Bitcoin、Ethereum、Fabric、Corda等,以及以后的符合工信部标准的区块链、央行开发的区块链等等。银链中间件对上层应用如抵押品、积分、供应链、贸易金融、支付预算、公示公证等提供了统一的API接口,如用户管理、资产管理、智能合约等API接口。
    银链中间件的应用架构如下图所示:


    银链中间件的系统组件有:开发者管理平台、区块链管理平台、API网关、各种区块链底层技术平台,如下图所示:

    开发者管理平台,提供给开发者一个注册、获得应用接入许可、查询API日志、发行资产查询、费用支付的管理平台,方便开发者开发区块链应用。
    区块链管理平台,主要针对管理员,对开发者账号进行审核、暂停、封号等操作,并且可以查询开发者的API统计信息、查询各种发行的资产、核算开发者支付的费用、对各种区块链底层技术平台进行配置和管理等。
    API网关,给开发者的区块链应用一个特定的API接入点,API网关接受各个开发者的API请求,封装成区块链交易发送到各种区块链上;或者根据API请求返回对各个区块链的信息获取结果。
    SDK和DEMO,银链科技还提供了开发SDK和一些区块链应用DEMO,以供开发者快速开发。其中的DEMO程序开源,开发者可随意使用,不必担心版权问题。


4.3 业务模式
    基于银链中间件,银链科技提供以下服务:
(1)银链开发平台。针对中小企事业单位,银链科技运营已部署多种区块链底层技术平台和银链中间件的银链开发平台,客户直接调用开发者API,选择区块链底层技术平台,实现区块链应用。
    此种云服务,所有客户上传的数据,都存贮在公有区块链或者银链科技运营的联盟链或私有链上,客户可通过API函数来存取数据,在公有链上客户还可以通过自行建立公有链节点看到所有上传的数据。
    此外,银链科技可以向客户开放联盟链节点,客户和其他合作伙伴一起自建联盟链节点,看到实时数据、发起交易或生成区块等。
(2)私有化部署。针对大型企事业单位,银链科技提供银链中间件的私有化部署方案。在客户的私有网络中,银链科技负责部署客户所需的多种区块链底层技术平台和银链中间件,客户可基于银链中间件开发任意区块链应用,数据存贮在客户的私有网络中,以加强数据保密性和安全性。
客户不得通过银链中间件直接或间接对外界提供服务,只能用于开发区块链应用。银链科技后续向客户提供运维和软件升级服务。
(3)区块链行业解决方案。银链科技和客户共同推出基于银链中间件的、针对某一行业的区块链解决方案,由银链科技开发或者双方共同开发,联合向其他客户推广。


4.4 开发区块链应用
    如果你是个开发者,想用区块链实现某一个应用场景,则可按照如下步骤使用银链中间件开发该应用,以下的步骤在银链开发平台操作:
(1)注册成为开发者
    开发者首先在银链开发平台上注册,管理员审核通过,得到APP的ID和KEY,这是基于银链中间件的区块链应用必须具备的两个参数。
(2)参数设置
    设置回调URL:有些API函数不能实时返回,需要一定时间如5-10秒后才能回复最终结果,我们称之为异步调用。有必要设定一个回调URL,银链开发平台将API调用的最终结果通知到该URL。如果开发者确定不需要回调,则本步骤可以省略。开发者指定的URL需要有处理结果通知的程序逻辑。
    设置区块链:开发者可设置默认区块链,如Bitcoin、Ethereum、Fabric、Corda等,API接口在没有指定区块链类型情况下,使用默认区块链。
(3)熟悉API、SDK和DEMO
    银链科技提供了详细的API接口说明、SDK源代码。开发者参考API和SDK可以很容易上手开发区块链应用。DEMO程序则提供了某些区块链应用的代码,开发者可以直接运行该应用,大大简化了入门过程。
(4)开发区块链应用
    开发者选取应用场景,开发自己的区块链应用,呈现界面可以是网页、桌面客户端、手机APP等。

4.5 API接口说明
    银链中间件要向上层区块链应用提供API接口,必须考虑API接口的通用性、应用的复杂性、以及对异构区块链的适应性。当前的银链中间件版本提供了用户管理、资产管理、区块链管理和智能合约的API接口等。
(1)用户管理:用户管理接口包括用户注册、修改密码、用户附加信息获取、用户资产获取等;这里的用户可包括法人用户、个体户、商家和个人用户等,用户自定义的类型、特点和信息由开发者通过用户信息中的数据项metadata定义。当开发者注册成功一个用户,银链就给该用户生成唯一的区块链地址,即用户ID,区块链应用应当记录该用户ID,对应到真实用户信息。
(2)资产管理:资产管理接口包括资产发行、转让、查询等。有价值的、可转让的数据我们称之为资产,比如积分、数字货币、单据、征信、保险、贷款等等。目前有资产发行、资产转让这两种获得方式,开发者可以自行组合出许多种应用场景,如数字货币发行和转让;提货单发行与转让;甚至可以同时发行代币和积分,并且在一定汇率下进行兑换等。
(3)区块链管理:区块链管理接口包括区块链选择、参数设置等;区块链的选择包含在大部分API调用的参数中,如某个API接口可指定访问某个区块链,从而一个区块链应用可访问银链中间件支持的多条异构区块链。
(4)智能合约:智能合约接口包括部署、调用、升级等,这里所说的智能合约是指用户自行编写且上传至区块链的智能合约。资产如何被发行和被转让,用户如何得到资产并且转让资产,这些是业务规则。业务规则可在区块链应用中自行实现,也可以通过区块链的智能合约实现。银链中间件支持Ethereum和Fabric两种智能合约平台,用户可以把智能合约事先在开发者管理平台上传、编译和部署,而后在API接口中调用。

4.6 多链访问
    银链中间件支持多种区块链,因而涉及到如何同时访问多种区块链的问题。
    首先,开发者在银链开发平台中设置默认区块链,以及拟使用的其他区块链。默认区块链是区块链应用主要使用的区块链,拟使用的其他区块链是指有可能用到的区块链,银链中间件需要对开发者拟使用的区块链进行初始化操作,才能让开发者在API接口中访问。如果没指定拟使用的其他区块链,则API接口只能使用默认区块链。
    如果开发者要改变默认区块链,则有可能涉及到以往数据的迁移的问题,参见下一小结。
    其次,在API调用中,开发者可通过参数指定要访问的区块链,如果没指定则银链中间件将访问默认区块链,适用于存证、跨链交易等应用场景。

4.7 数据迁移
    考虑一个场景:某开发者开发了一个区块链应用,使用Bitcoin管理了1000个用户,发行了10种资产。某天该开发者想把该应用切换到Ethereum,。问题是:原先在Bitcoin上的用户和资产数据该如何处理?
    银链中间件支持异构区块链的切换,开发者可以在开发者管理平台上手动切换默认区块链,并且进行数据迁移。数据迁移的规则:对于用户和资产数据,银链中间件保存其最终状态;当切换到其他区块链时,银链中间件把用户和资产的最终状态还原到新的区块链上,但不还原历史交易。状态还原过程包括在新区块链上注册用户、向该用户发行所拥有的资产类型和数量等操作。
    数据迁移的时间视用户和资产数据大小而定,从联盟链或私有链迁移至公有链如Bitcoin、Ethereum时,以加密货币形式支付发送交易所需的交易费。
    开发者自行上传的智能合约因区块链智能合约体系不同,没法从源区块链迁移至目标区块链,智能合约中的开发者自定义数据也一样。但是银链中间件提供了同时访问多个区块链的能力,开发者可在目标区块链中部署新编写的智能合约,再从源区块链的智能合约中提取出自定义数据,存放到目标区块链的智能合约中,完成数据迁移过程。

5.银链中间件优势
    银链中间件的优势总结如下:
(1)轻松上手。银链中间件提供统一的API接口,JAVA开发人员即可轻松上手开发,区块链应用的开发人员要求;
(2)极速开发。银链中间件封装多种区块链,节省学习、熟悉、部署时间,大大降低实施“区块链+”的时间,从5-6个月降低到1-2月;
(3)完美变身。基于银链中间件上的区块链应用,就像完美变身一样,可运行于多种主流的异构区块链之上,“一次开发,到处运行”;
(4)异构应用。提供的API接口能支持众多区块链应用场景,完全满足不同种类的区块链应用开发需求;
(5)多链访问。可通过API接口指定要访问的区块链,同时访问多条区块链,鱼与熊掌兼得;
(6)链间切换。切换区块链很容易,数据自动迁移,用户数据不丢失;
(7)新链扩展。银链中间件的系统架构设计,能快速、安全地引入新的区块链底层技术平台,区块链应用即刻支持新链;
(8)私有平台。银链中间件可进行私有化部署,方便大中型企事业单位保证数据安全。

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