區(qū)塊鏈架構(gòu)、跨鏈和演進(jìn)

本文是基于作者近幾年來對(duì)各種區(qū)塊鏈平臺(tái)理念和技術(shù)的研究，結(jié)合作者過去十多年的 IT 經(jīng)驗(yàn)，審慎思考的結(jié)果 ，文章僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。作者會(huì)假設(shè)讀者對(duì)各種區(qū)塊鏈平臺(tái)有一定的認(rèn)知，不會(huì)對(duì)具體的區(qū)塊鏈平臺(tái)再做詳細(xì)的介紹。為了從根本上說清楚區(qū)塊鏈的架構(gòu)內(nèi)涵，作者先概括出區(qū)塊鏈的本質(zhì)，從區(qū)塊鏈的本質(zhì)出發(fā)，以發(fā)展的眼光給出一個(gè)區(qū)塊鏈的詳見附件架構(gòu)，并對(duì)高階的各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的說明。還會(huì)從區(qū)塊鏈跨鏈的本質(zhì)出發(fā)，說明區(qū)塊鏈的跨鏈架構(gòu)，以及區(qū)塊鏈劃分和發(fā)展趨勢。最后結(jié)合區(qū)塊鏈高階架構(gòu)，以可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)為導(dǎo)向，給出一個(gè)區(qū)塊鏈的高階部署架構(gòu)模型。

區(qū)塊鏈的本質(zhì)和架構(gòu)模型

區(qū)塊鏈的定義和本質(zhì)

筆者經(jīng)過對(duì)各種區(qū)塊鏈異同點(diǎn)的分析和歸納思考，先給出了一個(gè)區(qū)塊鏈定義。

區(qū)塊鏈?zhǔn)窃诜犀F(xiàn)實(shí)社會(huì)法律法規(guī)前提下，可治理的，依賴于密碼學(xué)算法和博弈經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)，基于共識(shí)算法，對(duì)發(fā)生在主體間的價(jià)值創(chuàng)造，價(jià)值轉(zhuǎn)移，價(jià)值交換，以及涉及到各個(gè)價(jià)值主體由機(jī)器驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)流程，在多個(gè)對(duì)等的主體間形成的共識(shí)，從而達(dá)到共享業(yè)務(wù)狀態(tài)，即共享賬本，以達(dá)到加速社會(huì)資源配置和價(jià)值流通，最終提高生產(chǎn)力的目的。

區(qū)塊鏈的本質(zhì)是共識(shí)，在互不信任的主體間的共識(shí)就形成了公認(rèn)的價(jià)值。區(qū)塊鏈的目標(biāo)是解放和提高整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)力，手段是將生產(chǎn)關(guān)系虛擬化，運(yùn)用 IoT 和價(jià)值錨定技術(shù)將現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界無縫連接起來，虛擬化的業(yè)務(wù)合約可以由機(jī)器自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)現(xiàn)實(shí)和虛擬社會(huì)的資源配置，價(jià)值生產(chǎn)和流通，結(jié)合大數(shù)據(jù)智能分析優(yōu)化虛擬的生產(chǎn)關(guān)系，現(xiàn)實(shí)和虛擬的法律和涌現(xiàn)機(jī)制為虛擬的區(qū)塊鏈社會(huì)和穩(wěn)定發(fā)展提供保障。

區(qū)塊鏈的架構(gòu)模型

作者從區(qū)塊鏈的本質(zhì)出發(fā)，以發(fā)展的眼光看待區(qū)塊鏈的架構(gòu)和架構(gòu)未來的發(fā)展，關(guān)注于主要業(yè)務(wù)和技術(shù)能力，給出一個(gè)全面而高度概括的區(qū)塊鏈架構(gòu)模型。 這是一個(gè)面向鏈合約服務(wù)的高階架構(gòu)模型，體現(xiàn)了未來基于區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)調(diào)試自動(dòng)化、智能化、公平守約的虛擬社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系的能力。

面向鏈合約服務(wù)的高階層次化架構(gòu)包括了三大部分：業(yè)務(wù)合約和賬本，區(qū)塊鏈平臺(tái)服務(wù)，UI 界面和 API 接口。以下對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)說明。

業(yè)務(wù)合約和賬本

在現(xiàn)實(shí)世界，我們每個(gè)人都處在各種關(guān)系契約中，所有人在契約的約定下參與整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)和生活。區(qū)塊鏈技術(shù)最終要能促進(jìn)生產(chǎn)關(guān)系虛擬化，推動(dòng)生產(chǎn)力的發(fā)展，整個(gè)區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)的核心就是要能支持各種契約，即業(yè)務(wù)合約，并在相關(guān)參與者間共享交易賬本。業(yè)務(wù)合約大到非常復(fù)雜的業(yè)務(wù)合約流程，這要高于企業(yè)各自的流程，是各個(gè)企業(yè)、組織或個(gè)人作為流程主體共同參與制定共同認(rèn)可的生產(chǎn)關(guān)系流程契約。比業(yè)務(wù)合約流程粒度小的業(yè)務(wù)合約稱為合約服務(wù)。合約服務(wù)是在語義層面對(duì)業(yè)務(wù)行為進(jìn)行抽象的最小契約，合約服務(wù)由一組合約動(dòng)作（action）構(gòu)成。作為抽象的合約服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)，合約代碼可以由不同合約語言編寫，合約代碼中引用的業(yè)務(wù)條款和法律條款都可以有具體的不同實(shí)現(xiàn)語言。

區(qū)塊鏈架構(gòu)模型

合約流程

合約流程實(shí)現(xiàn)了基于合約服務(wù)的一系列固定的，按照既定業(yè)務(wù)規(guī)則和法律條款串聯(lián)或并聯(lián)起來的合約動(dòng)作，通過各個(gè)合約動(dòng)作的完成，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)在各個(gè)流程參與方的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)由機(jī)器流程引擎驅(qū)動(dòng)的價(jià)值價(jià)值高速自動(dòng)創(chuàng)造，自動(dòng)流轉(zhuǎn)，自動(dòng)交換。合約流程一旦運(yùn)行起來就是一個(gè)狀態(tài)機(jī)，合約流程在參與方間共享流程狀態(tài)，也就是共享一致的狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)。業(yè)務(wù)參與各方在閱讀具體的業(yè)務(wù)合約流程業(yè)務(wù)規(guī)則，法律條款后，簽定合約流程契約，合約流程生效，流程可以通過時(shí)間觸發(fā)，也可以人工觸發(fā)。初始化后的流程實(shí)例按照后續(xù)節(jié)點(diǎn)的類型，人工節(jié)點(diǎn)或是計(jì)算節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)通過 UI 界面或 API 的外部輸入確認(rèn)的人工執(zhí)行驅(qū)動(dòng)，功調(diào)用合約服務(wù)的具體 action 實(shí)現(xiàn)代碼的機(jī)器計(jì)算驅(qū)動(dòng)，形成業(yè)務(wù)價(jià)值交易 ，流程引擎調(diào)用業(yè)務(wù)條款檢查服務(wù)和法律條款滿足狀態(tài)，按照既定的流程規(guī)則，引擎驅(qū)動(dòng)流程判斷流向下一（多）個(gè)節(jié)點(diǎn)。業(yè)務(wù)流程在各個(gè)節(jié)點(diǎn)流轉(zhuǎn)時(shí)，由流程引擎驅(qū)動(dòng)形成一個(gè)個(gè)的流程流轉(zhuǎn)交易，業(yè)務(wù)流程合約參與方通過共享流程流轉(zhuǎn)交易實(shí)現(xiàn)流程狀態(tài)共享的目的。流程驗(yàn)證者在本地的沙盒中執(zhí)行對(duì)流程流轉(zhuǎn)交易 的驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)流程狀態(tài)機(jī)一致的狀態(tài)流轉(zhuǎn)。

合約服務(wù)

作為業(yè)務(wù)合約的主體，定義了業(yè)務(wù)合約最基本的服務(wù)內(nèi)容，每一個(gè)合約服務(wù)就是一種最小的完整的概念層面的業(yè)務(wù)語義定義。合約服務(wù)定義了完成業(yè)務(wù)所需的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作（action）,每個(gè)合約動(dòng)作定義了輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)和要執(zhí)行的業(yè)務(wù)邏輯命令。合約服務(wù)本身和每一個(gè)合約動(dòng)作，以及其中用到的任何合約條款法律條款都需要用人類語言進(jìn)行清晰明確的描述，必要時(shí)提供合約動(dòng)作的執(zhí)行形成一個(gè)明確的合約價(jià)值交易，合約流程引擎在執(zhí)行流程節(jié)點(diǎn)流轉(zhuǎn)時(shí)，按照流程定義的對(duì)合約服務(wù)動(dòng)作的調(diào)用，自動(dòng)進(jìn)行服務(wù)動(dòng)作的執(zhí)行，從而產(chǎn)生業(yè)務(wù)價(jià)值交易，這是一種內(nèi)在的，由用戶通過 UI 界面基于外部 API 接口實(shí)現(xiàn)調(diào)用。合約服務(wù)可以是一種組合服務(wù)，對(duì)現(xiàn)有的合約服務(wù)動(dòng)作進(jìn)行組合，形成新的服務(wù)動(dòng)作業(yè)務(wù)語義。合約服務(wù)的可組合化有得基于已有的業(yè)務(wù)合約定義，通過快速構(gòu)建新型的業(yè)務(wù)合約進(jìn)行生產(chǎn)關(guān)系創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)業(yè)價(jià)值服務(wù)的零距離整合。為了實(shí)現(xiàn)合約服務(wù)的自包含化，并支持服務(wù)流程的的編排，以及服務(wù)計(jì)算窗口化、分布式、可擴(kuò)展的架構(gòu)部署要求，合約服務(wù)需要定義成無狀態(tài)的。當(dāng)簽約用戶或流程調(diào)用合約服務(wù)時(shí)，合約服務(wù)會(huì)進(jìn)行服務(wù)路由，基于鏈服務(wù)管理的路由規(guī)則，選擇特定的合約代碼實(shí)現(xiàn)來具體驗(yàn)證執(zhí)行業(yè)務(wù)價(jià)值交易。

合約代碼

合約服務(wù)的每一個(gè)合約動(dòng)作都會(huì)產(chǎn)生業(yè)務(wù)價(jià)值交易，業(yè)務(wù)價(jià)值交易 會(huì)在合約代碼實(shí)現(xiàn)上進(jìn)行執(zhí)行和驗(yàn)證。作為交易驗(yàn)證者，合約服務(wù)可以有多種實(shí)現(xiàn)，如不同合約語言的實(shí)現(xiàn)，不同合約提供商的版本實(shí)現(xiàn)，不同利益相關(guān)方的合約代碼實(shí)現(xiàn)，這有得所有合約服務(wù)參與者去中心化，并在抽象的業(yè)務(wù)層面就達(dá)成共識(shí)。合約代碼實(shí)現(xiàn)了合約動(dòng)作定義的輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)和要執(zhí)行的一組業(yè)務(wù)邏輯命令計(jì)算，命令是最小的執(zhí)行單元，可以是調(diào)用一個(gè)技術(shù)服務(wù)，如生成 zkSNARK 證明，也可以是輸入和輸出狀態(tài)檢查、邏輯計(jì)算、法律條款服務(wù)檢查等。經(jīng)過所有的命令執(zhí)行，如果輸入狀態(tài)可以確定性的得到輸出狀態(tài)，對(duì)于合約服務(wù)的發(fā)起者就可以形成一個(gè)業(yè)務(wù)價(jià)值交易建議，而其他參與者可以地這個(gè)業(yè)務(wù)價(jià)值交易 建議進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)于合約流程產(chǎn)生的流程流轉(zhuǎn)交易，由流程執(zhí)行建議者計(jì)算出狀態(tài)遷移交易建議，由流程執(zhí)行驗(yàn)證者進(jìn)行本地流程流轉(zhuǎn)驗(yàn)證。

價(jià)值共享賬本

合約流程的流轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生流程流轉(zhuǎn)交易，合約服務(wù)的執(zhí)行會(huì)形成業(yè)務(wù)價(jià)值交易，所有的這些交易日志，被分類按應(yīng)用按聯(lián)盟團(tuán)體組織成區(qū)塊鏈或者交易鏈，形成不可更改和抵賴的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在各個(gè)參與方之間形成一個(gè)統(tǒng)一的狀態(tài)賬本。價(jià)值共享賬本需要以高效、規(guī)范的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)組織，包括交易日志和賬本狀態(tài)，以便于流程狀態(tài)（狀態(tài)機(jī)）和資產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的快速更新，也全球?qū)v史交易進(jìn)行快速查找和回溯。另外，，價(jià)值共享賬本底層還需要有共享的通信機(jī)制，如使用各種 P2P 算法，便于相關(guān)方進(jìn)行基于權(quán)限的相關(guān)交易數(shù)據(jù)的快速同步。

區(qū)塊鏈平臺(tái)服務(wù)

區(qū)塊鏈平臺(tái)服務(wù)提供所有區(qū)塊鏈平臺(tái)層面的公共服務(wù)，平臺(tái)服務(wù)同具體的業(yè)務(wù)無關(guān)，是可以為所有業(yè)務(wù)合約所共享的服務(wù)。各種平臺(tái)服務(wù)可以是鏈上的，也可以是鏈外的，一同構(gòu)成一個(gè)區(qū)塊鏈平臺(tái)不可或缺的能力，主要包括合約合規(guī)，安全控制，鏈上共識(shí)，鏈服務(wù)管理，治理（鏈上、鏈外），開發(fā)運(yùn)維。

合約合規(guī)

合約合規(guī)服務(wù)將那些公共的合規(guī)性要求抽取出來，形成各個(gè)業(yè)務(wù)都能用的規(guī)則條款檢查服務(wù)，合約條款驗(yàn)證服務(wù)，法律條款驗(yàn)證服務(wù)， Oracle 服務(wù)約定，合約憲法條款約定。合約憲法指明了合約糾紛適用的法律，爭議解決辦法，以及人類可讀的合約意圖等。一個(gè)實(shí)際的區(qū)塊鏈平臺(tái)能夠同現(xiàn)實(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)并行運(yùn)行的一個(gè)前提條件就是同現(xiàn)實(shí)社會(huì)一致的合法合規(guī)性。不論是把現(xiàn)實(shí)世界中心化的合約去中心化建模成虛擬世界的業(yè)務(wù)合約，還是基于區(qū)塊鏈新型的生產(chǎn)關(guān)系新創(chuàng)造的業(yè)務(wù)合約，合法合規(guī)依然是根本。法律和規(guī)則都可以以最低粒度的條款內(nèi)存存在，為了支持業(yè)務(wù)合約的快速搭建和創(chuàng)新，將通用的合約條款，規(guī)則條款，法律條款實(shí)現(xiàn)為一種服務(wù)，基于對(duì)條款服務(wù)的引用和基于條款服務(wù)的組合，可以實(shí)現(xiàn)更高粒度的合規(guī)合法性驗(yàn)證要求。業(yè)務(wù)合約可以基于這些合約規(guī)則，合約打款，法律條款和組合的合規(guī)合法性驗(yàn)證要求自動(dòng)進(jìn)行交易 的合規(guī)性驗(yàn)證。對(duì)于那些無法由代碼實(shí)現(xiàn)的驗(yàn)證內(nèi)容和合約意圖，可以通過人類可以理解的方式通過合約憲法指定合約運(yùn)行所依賴的現(xiàn)實(shí)世界法律，指定出現(xiàn)無法在鏈上解決的爭議，在現(xiàn)實(shí)世界的解決辦法。合約流程和合約服務(wù)如果使用現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)輸入的，為了達(dá)到確定性運(yùn)行，所有驗(yàn)證人的驗(yàn)證執(zhí)行都必須相同的 Oracle 服務(wù)或者交易各方都認(rèn)可的 Oracle 服務(wù)。

安全控制

區(qū)塊鏈在平臺(tái)安全層面需要設(shè)計(jì)隱私模型，權(quán)限模型。

同現(xiàn)實(shí)世界人們需要一定的隱私性和匿名性一樣，區(qū)塊鏈虛擬世界也需要華昌化工相應(yīng)的隱私保護(hù)給用戶。對(duì)于公有鏈，出于網(wǎng)絡(luò)的安全考慮，往往需要交易無關(guān)方對(duì)交易內(nèi)容執(zhí)行驗(yàn)證，必須讓用戶身份信息同用戶的交易信息隔離，使用戶身份得到保護(hù)，甚至采用零知識(shí)證明 zkSNARK 算法僅向驗(yàn)證者提供一個(gè)無需暴露交易內(nèi)容的證明，驗(yàn)證就可完成驗(yàn)證，做到絕對(duì)的交易身份隱匿。許可鏈由于網(wǎng)絡(luò)的參與方都是受控的，所以防范網(wǎng)絡(luò)攻擊的安全需求沒有公有鏈那么高，共識(shí)機(jī)制只需確保技術(shù)層面的一致和完備，交易業(yè)務(wù)層面的驗(yàn)證可以只在交易相關(guān)方進(jìn)行驗(yàn)證，這樣可以保證交易無關(guān)方看不到任何交易內(nèi)容，即使是加密的交易內(nèi)容也看不到。

公有鏈?zhǔn)且环N開放權(quán)限的設(shè)計(jì)思路，不會(huì)顯式的設(shè)定不同參與人的操作權(quán)限，只會(huì)采用黑名單機(jī)制。而許可鏈?zhǔn)且环N白名單機(jī)制，有非常嚴(yán)格的準(zhǔn)入機(jī)制，只有允許的參與方才可以參與被允許的業(yè)務(wù)合約。許可鏈通常采用 PKI 基礎(chǔ)設(shè)施通過自身的 CA 機(jī)構(gòu)，同企業(yè)現(xiàn)有的權(quán)限管理系統(tǒng)進(jìn)行集成，如 LDAP、AD 服務(wù)器，進(jìn)而控制不同的人具有不同的合約操作權(quán)限。

區(qū)塊鏈由于采用公私鑰機(jī)制進(jìn)行交易，不論采用哪種數(shù)據(jù)模型，都存在最小粒度的基于私鑰的賬戶概念。區(qū)塊鏈存在兩種類型的合約賬戶：合約流程賬戶（Contract Process Account, CPA）和合約服務(wù)賬戶（Contract Service Account, CSA )。外部用戶賬戶會(huì)參與到合約流程賬戶和合約服務(wù)賬戶執(zhí)行相關(guān)的合約動(dòng)作調(diào)用。不同的合約流程和合約服務(wù)實(shí)例化后的相互關(guān)系會(huì)非常復(fù)雜，我們可以把這三種賬戶按照使用關(guān)系和依賴關(guān)系組織成樹狀結(jié)構(gòu)，采用 merkle 證明的方式進(jìn)行權(quán)限證明驗(yàn)證。

鏈上共識(shí)

共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈建立信任的基石。不同類型的區(qū)塊鏈出于不同的考慮會(huì)選擇不同的共識(shí)算法或者采用共識(shí)算法的組合。共識(shí)的內(nèi)容包括賬本的規(guī)范化（如何組織區(qū)塊，組織交易鏈），交易的確定性執(zhí)行結(jié)果，交易的非雙花唯一性，交易的順序完備性，以及其他保證網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行的其他信息（如數(shù)據(jù)可用性）。另一方面，共識(shí)機(jī)制的運(yùn)行又不應(yīng)同賬本的規(guī)范化和交易的驗(yàn)證緊密綁定在一起，這也遵從關(guān)注點(diǎn)分離的架構(gòu)原則，有得區(qū)塊鏈平臺(tái)整體的模塊化，插件化，容器化，有利于平臺(tái)的橫向擴(kuò)展性。

鏈服務(wù)管理

區(qū)塊鏈平臺(tái)服務(wù)一個(gè)重要的能力體現(xiàn)就是對(duì)于鏈上服務(wù)的高效可靠的管理，所有區(qū)塊鏈的業(yè)務(wù)合約的正常穩(wěn)定運(yùn)行都依賴于這些注冊(cè)的鏈服務(wù)。這種重要性使得鏈服務(wù)的管理需要遵從區(qū)塊鏈治理體制和治理流程規(guī)則。鏈服務(wù)包括以下幾種類型：

• 合約流程管理：包括對(duì)合約流程的建立，版本升級(jí)，退出的管理。一旦某個(gè)用戶賬戶綁定在合約流程實(shí)例賬戶上運(yùn)行，一直要運(yùn)行到整個(gè)合約流程實(shí)例完全結(jié)束，可以提供退出子流程供中途退出，或者通過治理流程，讓所有參與者選舉主動(dòng)結(jié)束合約流程實(shí)例。

• 合約服務(wù)管理：包括對(duì)合約服務(wù)的注冊(cè)，版本升級(jí)，退出的管理。每一個(gè)合約服務(wù)是一個(gè)有完整業(yè)務(wù)意義的抽象的合約規(guī)約，其中每一個(gè)合約動(dòng)作都代表了不同利益共同遵守的價(jià)值約定，一旦簽合約加入合約服務(wù)，就從法律意義上確認(rèn)了這樣的價(jià)值約定。

• 鏈技術(shù)服務(wù)管理：包括對(duì)鏈技術(shù)服務(wù)的注冊(cè)，版本升級(jí)，刪除操作。合約服務(wù)和合約流程運(yùn)行時(shí)所依賴的公共技術(shù)服務(wù)，如果暴露成鏈服務(wù)的形式，就可以完成基于無狀態(tài)服務(wù)的計(jì)算可擴(kuò)展性，特別適用于計(jì)算密集型的技術(shù)服務(wù)高負(fù)載運(yùn)行時(shí)，可最大并行度地支持合約服務(wù)的驗(yàn)證執(zhí)行，也有利于采用特定的硬件加速技術(shù)服務(wù)。

• Oracle服務(wù)管理：包括 Oracle 服務(wù)的注冊(cè)，版本升級(jí)，刪除操作。 Oracle 服務(wù)是虛擬世界同現(xiàn)實(shí)世界的橋梁，很多業(yè)務(wù)合約的運(yùn)行都離不開來自于現(xiàn)實(shí)世界的信息，必須提供統(tǒng)一的 Oracle 服務(wù)，供所有的驗(yàn)證人進(jìn)行運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證，才能保證交易驗(yàn)證的確定性。 Oracle 服務(wù)端跨兩個(gè)世界，所以必須在兩個(gè)世界都要設(shè)立對(duì)其的監(jiān)督機(jī)制設(shè)計(jì)，如存入大額抵押金成為 Oracle 服務(wù)提供方，成立賞金獵人監(jiān)督機(jī)制，一旦被發(fā)現(xiàn)非法行為，如提供沒收所有抵押金，吊銷 Oracle 服務(wù)資質(zhì)，記錄征信檔案，在現(xiàn)實(shí)世界也需要做出相應(yīng)的懲罰。

鏈上治理和鏈外治理

任何不同利益主體參與的活動(dòng)，從長期穩(wěn)定發(fā)展的角度來看，都需要配套的治理策略和機(jī)制保障。區(qū)塊鏈作為多利益主體參與的動(dòng)態(tài)變化的系統(tǒng)，架構(gòu)處于不斷演進(jìn)過程中，運(yùn)行的業(yè)務(wù)合約也不斷發(fā)展變化，還面臨利益驅(qū)使的惡意行為，及有組織 的黑客攻擊行為，運(yùn)行的業(yè)務(wù)合約和交易都存在監(jiān)管和審計(jì)的需求。為了讓區(qū)塊鏈可以晉銜安全的運(yùn)行，特別是對(duì)于公有鏈，需要從公平正義的基本法理出發(fā)，預(yù)先設(shè)計(jì)出完整的博弈經(jīng)濟(jì)模型和社會(huì)化治理機(jī)制。博弈經(jīng)濟(jì)模型可以自覺地參與和維護(hù)區(qū)塊鏈的生產(chǎn)、管理和治理，對(duì)符合區(qū)塊鏈整體利益的行為進(jìn)行懲罰，使用經(jīng)濟(jì)手段阻斷黑客攻擊，讓攻擊行為得不償失，另外，模仿現(xiàn)實(shí)世界對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)征收稅收，稅收用于整個(gè)區(qū)塊鏈平臺(tái)的治理。為了能高效公平地推進(jìn)鏈的治理，可以預(yù)先設(shè)計(jì)出擴(kuò)展性良好的底層治理機(jī)制，如設(shè)計(jì)底層的鏈上投票合約，基于這個(gè)底層機(jī)制 可以進(jìn)行相關(guān)平臺(tái)重大事項(xiàng)的社會(huì)化投票公決，如區(qū)塊鏈主憲法的更改，鏈參數(shù)的更新，鏈系統(tǒng)合約的升級(jí)，業(yè)務(wù)合約（合約流程，合約服務(wù)，合約代碼）以及合約法律的升級(jí)。

對(duì)于那些無法通過鏈上解決的治理問題，或者需要現(xiàn)實(shí)世界配合解決的問題，以及那些還無法預(yù)見的問題，需要設(shè)定鏈外治理的策略和機(jī)制，如對(duì)于確認(rèn)的業(yè)務(wù)合約中的惡意行為或黑客行為，除了經(jīng)濟(jì)手段懲罰，還可以訴諸現(xiàn)實(shí)世界法律手段。

一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)行的區(qū)塊鏈系統(tǒng)就形成一個(gè)經(jīng)濟(jì)和金融體系，離不開對(duì)在其中運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)交易的持續(xù)審計(jì)和監(jiān)管，以杜絕違法合約和交易行為，如反洗錢交易。每一個(gè)業(yè)務(wù)合約的接入方需要負(fù)責(zé)對(duì)客戶盡職調(diào)查， 做到 KYC 監(jiān)管要求。對(duì)于區(qū)塊鏈的有效治理，還離不開基于區(qū)塊鏈交易數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)智能分析，由于區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，可能還需要基于分析結(jié)果施加以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的宏觀政策。

開發(fā)運(yùn)維

一個(gè)成功的區(qū)塊鏈平臺(tái)就是一個(gè)多利益主體參與的生態(tài)系統(tǒng)，每一個(gè)參與主體（政府、企業(yè)、組織、個(gè)人）都有參與到平臺(tái)的開發(fā)和運(yùn)維工作中來。

設(shè)計(jì)和開發(fā) 人員可以參與到基礎(chǔ)平臺(tái)層服務(wù)和設(shè)計(jì)開發(fā)，也可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)合約的規(guī)格制定和開發(fā)，這其中會(huì)涉及到架構(gòu)人員，業(yè)務(wù)人員，法律人員，技術(shù)人員，監(jiān)管人員等各種專業(yè)人員。對(duì)于一個(gè)業(yè)務(wù)合約的設(shè)計(jì)和開發(fā)，首先需要由業(yè)務(wù)人員，法律人員和架構(gòu)師完成完整的合約流程，合約服務(wù)規(guī)格說明書；再由不同的參與主體自行開發(fā)實(shí)現(xiàn)或委托實(shí)現(xiàn)，可以不斷迭代提煉出能用的服務(wù)，如法律條款檢查服務(wù)，通用技術(shù)服務(wù)，各方在自行開發(fā)實(shí)現(xiàn)時(shí)充公利用平臺(tái)已有的成熟的能用服務(wù)以提高實(shí)現(xiàn)效率和服務(wù)穩(wěn)定性，參與各方可以采用不同的語言實(shí)現(xiàn)合約服務(wù)邏輯，以保證合約服務(wù)語義層面的一致性和合約的分布性?？梢栽O(shè)計(jì)和開發(fā) 的要件有：合約流程，合約服務(wù)，合約代碼，技術(shù)服務(wù)，規(guī)則服務(wù)合規(guī)服務(wù)。

每一個(gè)參與主體特別是驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)都可以參與到區(qū)塊鏈的平臺(tái)運(yùn)維中來，運(yùn)維行為包括對(duì)運(yùn)行節(jié)點(diǎn)服務(wù)的容器化集群，提供支柱擴(kuò)展能力，安裝多語言多 VM 實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)，支持多節(jié)點(diǎn)并行運(yùn)行，并行驗(yàn)證。生產(chǎn)運(yùn)維需要有完善的流程，面對(duì)區(qū)塊鏈日新月異的變化，可以充分利用 DevOps 進(jìn)行持續(xù)開發(fā)，持續(xù)集成的新開發(fā)運(yùn)維體制和自動(dòng)化測試部署流程。對(duì)于生產(chǎn)系統(tǒng)需要能夠進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)行事件記錄，對(duì)重要事件發(fā)出告警，對(duì)于告警錯(cuò)誤碼需要預(yù)先制定處理流程，針對(duì)區(qū)塊鏈系統(tǒng)和業(yè)務(wù)，還需要預(yù)先制定出正常情況和異常情況下的運(yùn)維流程。

UI 界面和 API 接口

整個(gè)區(qū)塊鏈服務(wù)對(duì)外的交互接口，包括提供給人的 UI 界面和提供給其他信息系統(tǒng)或人工智能代理的 API 接口。交互的主要內(nèi)容包括：

個(gè)性化任務(wù)列表

價(jià)值主體加入某個(gè)合約流程后，如果合約流程的某個(gè)業(yè)務(wù)流程節(jié)點(diǎn)需要主體的輸入和確認(rèn)，這就轉(zhuǎn)化成對(duì)這個(gè)主體的界面交互請(qǐng)求，用戶需要在一個(gè)業(yè)務(wù)界面輸入必須的內(nèi)容，或者確認(rèn)系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)信息，并使用主體的業(yè)務(wù)操作私鑰進(jìn)行簽名，以表明主體的操作權(quán)限，讓業(yè)務(wù)合約得以繼續(xù)進(jìn)行下去。主體可以同時(shí)加入多個(gè)合約流程，這就會(huì)存在在一個(gè)任務(wù)列表，需要主體逐個(gè)進(jìn)行界面操作完成。

個(gè)性化分布式 APP

每一個(gè)業(yè)務(wù)合約都可能是一個(gè) APP，多個(gè)業(yè)務(wù)合約一起也可以是一個(gè) APP，用戶，用戶的 IoP 智能終端，或者用戶的人工智能代理，加入的每一個(gè)業(yè)務(wù)合約（合約流程或合約服務(wù)）都是一個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用，所以需要為用戶提供定制化的分布式 App，滿足用戶的個(gè)性化需求。比如設(shè)計(jì)一個(gè)大一統(tǒng)的 App 基礎(chǔ)平臺(tái)，在其上提供各種插件式的個(gè)性化小應(yīng)用，為用戶加入的各個(gè)業(yè)務(wù)合約提供界面，用戶自己管理自己身份，不再控制 在集中的機(jī)構(gòu)手中，所有小應(yīng)用的交易和授權(quán)都是基于用戶各個(gè)應(yīng)用的私鑰進(jìn)行，只由用戶本人控制。

IoT 協(xié)議適配和價(jià)值錨定

區(qū)塊鏈一個(gè)大的應(yīng)用方向就是同物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，物聯(lián)網(wǎng)的各種終端要實(shí)現(xiàn)智能合約自動(dòng)制造，智能化自主服務(wù)，就需要將他們綁定到虛擬世界里，傳統(tǒng)的 IoT 中心化控制架構(gòu)是無法直接反應(yīng)社會(huì)化生產(chǎn)和服務(wù)要求的。區(qū)塊鏈作為一個(gè)虛擬的經(jīng)濟(jì)社會(huì)，維持了虛擬的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)關(guān)系，讓 IoT 智能終端參與區(qū)塊鏈群體中，參與到具體的區(qū)塊鏈合約流程和合約服務(wù)中，由社會(huì)化的區(qū)塊鏈機(jī)器 自動(dòng)驅(qū)動(dòng) IoT 終端進(jìn)行自動(dòng)化的生產(chǎn)和服務(wù)，并引入人工智能代理加速人工處理，可以極大提高生產(chǎn)力。區(qū)塊鏈需要同 IoT 的協(xié)議進(jìn)行適配，以確保雙向交易的無障礙流通。另外，為了在虛擬世界建現(xiàn)實(shí)世界的價(jià)值生產(chǎn)，轉(zhuǎn)移和交換，將現(xiàn)實(shí)世界真正融入到虛擬世界的生產(chǎn)關(guān)系合約中，需要為現(xiàn)實(shí)世界生產(chǎn)的產(chǎn)品和服務(wù)價(jià)值，在虛擬社會(huì)分配一個(gè)價(jià)值錨定標(biāo)簽，就如同虛擬世界擁有了私鑰就可以鎖定價(jià)值一樣，在現(xiàn)實(shí)世界，也需要有王磊可靠的方案將虛擬世界的價(jià)值錨定標(biāo)簽植入到現(xiàn)實(shí)世界的產(chǎn)品和服務(wù)中去，不同的產(chǎn)品標(biāo)簽，現(xiàn)實(shí)世界價(jià)值的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)移和交換就可以無縫融合進(jìn)虛擬世界的生產(chǎn)關(guān)系合約流程和服務(wù)中去。

人工智能代理

作為價(jià)值主體，可以使用人工智能代理 幫助其完成合約流程的自動(dòng)流轉(zhuǎn)和合約服務(wù)動(dòng)作的自動(dòng)發(fā)起，一個(gè)虛擬世界調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)關(guān)系需要這樣的角色，隨著人工智能的發(fā)展，人工智能代理 也能夠勝任基本的基于規(guī)則 和用戶習(xí)慣的操作。另外，結(jié)合大數(shù)據(jù)智能分析，在設(shè)定一定的業(yè)務(wù)目標(biāo)后，可以由人工智能代理主動(dòng)發(fā)起一些優(yōu)化的交易，人工操作，提高整個(gè)合約服務(wù)的運(yùn)行效率，可以預(yù)見性地優(yōu)化資源配置，減少整個(gè)社會(huì)化生產(chǎn)的資源浪費(fèi)。

開發(fā) API

整個(gè)區(qū)塊鏈平臺(tái)對(duì)于可以開放的或者可以權(quán)限開放的接口，都提供標(biāo)準(zhǔn)的 API, 允許外部系統(tǒng)或人工智能代理進(jìn)行訪問和操作。區(qū)塊鏈的各種業(yè)務(wù)合約（合約流程，合約服務(wù)）信息，區(qū)塊鏈的各種交易結(jié)果，當(dāng)前流程狀態(tài)，資本狀態(tài)，或者區(qū)塊鏈的交易發(fā)生證明，資產(chǎn)存在證明，鏈上治理接口，也都可以 API 的方式向外部系統(tǒng)提供。通過 API 接口，也可以進(jìn)行各種業(yè)務(wù)合約的操作，如人工處理的提交，合約動(dòng)作交易的提交等。

業(yè)務(wù)合約瀏覽器

通過業(yè)務(wù)合約瀏覽器，用戶可以看到權(quán)限范圍內(nèi)的所有可參與的業(yè)務(wù)合約，包括合約具體的規(guī)格化內(nèi)容，如合約流程、合約服務(wù)各動(dòng)作、合約具體規(guī)則、合約法律條款、合約憲法、治理規(guī)則等。

區(qū)塊鏈瀏覽器

區(qū)塊鏈瀏覽器可以瀏覽所有的區(qū)塊，以及權(quán)限許可的交易內(nèi)容，可以對(duì)可瀏覽的交易進(jìn)行回溯查看，可以從不同的維度進(jìn)行交易、流程和價(jià)值資產(chǎn)的審查。

資產(chǎn)瀏覽器

資產(chǎn)瀏覽器運(yùn)行用戶以統(tǒng)一的視角看待用戶關(guān)聯(lián)的所有合約資產(chǎn)。資產(chǎn)瀏覽器可以同個(gè)性化分布式 App 整合在一起，讓用戶可以看到當(dāng)前各個(gè)參與合約流程的當(dāng)前狀態(tài)，各個(gè)合約服務(wù)的狀態(tài)資產(chǎn)，以統(tǒng)一的視圖幫助用戶進(jìn)行交易 的優(yōu)化決策。

區(qū)塊鏈跨鏈本質(zhì)和跨鏈模型

區(qū)塊鏈跨鏈的本質(zhì)

把整個(gè)現(xiàn)實(shí)社會(huì)都搬到一個(gè)區(qū)塊鏈上是不現(xiàn)實(shí)的，現(xiàn)實(shí)社會(huì)本身也是分產(chǎn)業(yè)分經(jīng)濟(jì)公主鞋進(jìn)行價(jià)值創(chuàng)造的，通過市場實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)業(yè)和不同經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的價(jià)值交換。每一個(gè)獨(dú)立區(qū)塊鏈維護(hù)了自己獨(dú)立的價(jià)值經(jīng)濟(jì)體系，跨鏈區(qū)塊鏈?zhǔn)沁B接獨(dú)立區(qū)塊鏈的中樞，承載了不同價(jià)值體系區(qū)塊鏈價(jià)值交換的功能，商品要能實(shí)現(xiàn)交互，需要有價(jià)格，價(jià)格來源于商品自身的價(jià)值，取決于供求關(guān)系，而供求關(guān)系是靠市場搭建的，所以，為了實(shí)現(xiàn)不同區(qū)塊鏈『商品』的價(jià)值交換，在跨鏈區(qū)塊鏈上會(huì)出現(xiàn)各種價(jià)值交易市場，跨鏈區(qū)塊鏈上每一個(gè)價(jià)值交易市場就是一個(gè)跨鏈合約服務(wù)。價(jià)值不會(huì)憑空產(chǎn)生也不會(huì)憑空消失，跨鏈設(shè)計(jì)也必須遵從人類自古以來的經(jīng)濟(jì)規(guī)律?？珂湹谋举|(zhì)是價(jià)值丟人交換，任何違背這個(gè)基本原則的設(shè)計(jì)最終都會(huì)失敗。

區(qū)塊鏈跨鏈架構(gòu)模型

區(qū)塊鏈跨鏈架構(gòu)模型

下圖中獨(dú)立區(qū)塊鏈的架構(gòu)模型已經(jīng)在上方中說明了，所有獨(dú)立區(qū)塊鏈如果需要支持跨鏈價(jià)值轉(zhuǎn)移或交換，就需要存在外鏈合約服務(wù)，外鏈合約服務(wù)同普通 的合約服務(wù)沒有本質(zhì)的區(qū)別，也是一種合約服務(wù)規(guī)約，不同之處在于合約的制定者會(huì)提供一組公開聲明的跨鏈交易公鑰地址，需要進(jìn)行跨鏈交易的主體可以把自己擁有的一定數(shù)量的價(jià)值體轉(zhuǎn)移到跨鏈合約服務(wù)指定的公鑰地址上，并指定跨鏈交易內(nèi)容，如希望交換另一個(gè)區(qū)塊鏈上一定數(shù)量的價(jià)值體，并把交換后的價(jià)值體轉(zhuǎn)到自己在另一個(gè)區(qū)塊鏈上公鑰地址上。

這里假定存在兩個(gè)獨(dú)立區(qū)塊鏈 A 和 B， 存在主體 X 和主體 Y，他們都擁有兩個(gè)鏈上的私鑰地址，主體 X 是區(qū)塊鏈 A 上的價(jià)值生產(chǎn)者，如農(nóng)民生產(chǎn)糧食，主體 Y 是區(qū)塊鏈 B 上的價(jià)值生產(chǎn)者，如工廠生產(chǎn)工業(yè)品，主體 Y 希望購買區(qū)塊鏈 A 上的產(chǎn)品或服務(wù)，如糧食。

跨鏈區(qū)塊鏈主要有兩種類型的鏈組成，一種是主鏈，跨鏈主鏈只有一個(gè)，一種是適配子鏈，適配子鏈至少存在 2 個(gè)，由跨鏈主鏈連接各個(gè)適配子鏈，各個(gè)子鏈之間沒有信任關(guān)系，而是通過主鏈進(jìn)行信任的傳遞。適配子鏈和主鏈按照設(shè)定的協(xié)議進(jìn)行交互 ，以達(dá)到信任傳遞和交易傳遞的目的。跨鏈區(qū)塊鏈本身也需要有同獨(dú)立區(qū)塊鏈一樣的區(qū)塊鏈平臺(tái)服務(wù)，如合約合規(guī)、安全控制、鏈上共識(shí)、鏈服務(wù)管理、鏈上鏈外治理、開發(fā)運(yùn)維，這些在上圖都做了省略。對(duì)于鏈上共識(shí)，主鏈和子鏈需要采用比 PoW 更加高效的算法實(shí)現(xiàn)跨鏈交易交互，如采用 BFT 共識(shí)算法，目前兩個(gè)跨鏈平臺(tái)（Cosmos 和 Polkadot）設(shè)計(jì)都是采用 PoS + BFT 的混合共識(shí)算法。

跨鏈區(qū)塊鏈本身也是個(gè)區(qū)塊鏈，所以獨(dú)立區(qū)塊鏈所具有的業(yè)務(wù)合約能力也就具有，但基于跨鏈區(qū)塊鏈構(gòu)建的業(yè)務(wù)合約會(huì)支持更復(fù)雜的業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)同不同價(jià)值區(qū)塊鏈的連接，進(jìn)行價(jià)值交換。每一個(gè)跨鏈業(yè)務(wù)合約都會(huì)形成一個(gè)交易市場，不同區(qū)塊鏈的不同價(jià)值體系在這個(gè)交易市場上獲得各自的定價(jià)，并進(jìn)行交易，極有可能會(huì)形成基于主鏈代幣或者主權(quán)加密通貨的各種區(qū)塊鏈價(jià)值體的統(tǒng)一報(bào)價(jià)和交易市場。更高級(jí)地通過跨鏈合約流程，可以實(shí)現(xiàn)所有區(qū)塊鏈虛擬社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系的組合，假設(shè)每個(gè)獨(dú)立區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，跨鏈合約流程就可以串接起獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域成為一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。跨鏈區(qū)塊鏈本身也是可以互聯(lián)的，通過跨鏈區(qū)塊鏈的連接，就串接起了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等各行業(yè)，從而構(gòu)成了整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)關(guān)系。生產(chǎn)生產(chǎn)都關(guān)聯(lián)到區(qū)塊鏈虛擬社會(huì)上，基于區(qū)塊鏈提供的合約服務(wù)以及基于區(qū)塊鏈提供的機(jī)器驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)流程，結(jié)合 IoT 和人工智能，價(jià)值生產(chǎn)、轉(zhuǎn)移和流通會(huì)更加快速便捷，人類的生產(chǎn)關(guān)系也會(huì)更加優(yōu)化協(xié)調(diào)，生產(chǎn)力由此可以得到進(jìn)一步解放。區(qū)塊鏈和跨鏈將整個(gè)人類對(duì)等地關(guān)聯(lián)在一起，去除了任何的信息不對(duì)稱性和現(xiàn)實(shí)社會(huì)的各種屏障，體現(xiàn)了公平公正，個(gè)人主體是虛擬社會(huì)關(guān)系的參與者也是維護(hù)者也是受益者。

跨鏈價(jià)值等價(jià)交換過程

結(jié)合上節(jié)的跨鏈架構(gòu)，我們對(duì)跨鏈價(jià)值交換過程進(jìn)行說明。這里僅以物物交換市場為例，主體 X 是區(qū)塊鏈 A 上的價(jià)值生產(chǎn)者，主體 Y 是區(qū)塊鏈 B 上的價(jià)值生產(chǎn)者，主體 X 如果要獲得區(qū)塊鏈 B 上的價(jià)值體，就需要拿區(qū)塊鏈 A 上的價(jià)值體通過跨鏈價(jià)值交換合約服務(wù)同主體 Y 實(shí)現(xiàn)等價(jià)的物物交換。

首先主體 X 需要加入 A 鏈上的外鏈合約服務(wù)，接受合約服務(wù)規(guī)定的合約規(guī)則和法律條款，主體 X 還需要加入某個(gè)跨鏈合約服務(wù)，如可以實(shí)現(xiàn) A <-> B 交易匹配的一個(gè)跨鏈合約服務(wù)，接收跨鏈交易市場的合約規(guī)則 和法律條款。然后主體 X 需按照 A 鏈上的外鏈合約服務(wù)的合約規(guī)則，把自己擁有的一定數(shù)量的 A 鏈的價(jià)值體轉(zhuǎn)移到外鏈合約服務(wù)指定的公鑰地址上，并指定跨鏈交易內(nèi)容，如希望交換另一個(gè)區(qū)塊鏈 B 上設(shè)定數(shù)量的價(jià)值體，并把交換后的價(jià)值體轉(zhuǎn)到自己在另一個(gè)區(qū)塊鏈 上的公鑰地址。后續(xù)的交易過程如下：

入 ① 基于 LCV 的外鏈交易感知

適配子鏈的客戶端驗(yàn)證（LCV）會(huì)不斷同步區(qū)塊鏈 A 的區(qū)塊頭，其對(duì)于區(qū)塊鏈 A 上的外鏈合約服務(wù)公開的公鑰地址敏感，一旦發(fā)現(xiàn)存在在公鑰地址的交易，就認(rèn)為存在在跨鏈交易請(qǐng)求。

入 ② 生成和打包跨鏈交易

由鏈適配代碼將區(qū)塊鏈 A 上的主體 X 指定的跨鏈交易請(qǐng)求內(nèi)容（用鏈 A 上一定數(shù)量的價(jià)值體兌換鏈 B 上一定數(shù)量的價(jià)值體到指定公鑰地址上）生成一個(gè)子鏈交易，并且打包子鏈區(qū)塊。

入 ③ 提供子鏈存在跨鏈交易證明，發(fā)起主鏈跨鏈服務(wù)調(diào)用

鏈適配代碼基于 Merkle 樹給出一個(gè)跨鏈交易請(qǐng)求在子鏈上的存在性證明，并按照跨鏈協(xié)議，封裝出發(fā)往主鏈的跨鏈服務(wù)調(diào)用。

入 ④ 執(zhí)行鏈跨鏈交易代碼

主鏈的跨鏈服務(wù)總線，驗(yàn)證交易 在子鏈上的存在性證明，分析主體 X 的跨鏈交易請(qǐng)求內(nèi)容，將跨鏈服務(wù)調(diào)用路由給具體的跨鏈價(jià)值交換合約。同樣過程主體 Y 的跨鏈交易請(qǐng)求（用鏈 B 上還不一定數(shù)量的價(jià)值體到指定公鑰地址上）也被發(fā)往相同的跨鏈何人交換合約。

入 ⑤ 產(chǎn)生交易日志，更新賬本狀態(tài)

跨鏈價(jià)值交換合約的代碼實(shí)現(xiàn)，會(huì)進(jìn)行所有的 A <-> B 交易匹配，形成一個(gè) A 鏈價(jià)值體同 B 鏈價(jià)值體的買賣市場深度，一旦可以匹配上主體 X 和主體 Y 的交易請(qǐng)求，就形成一個(gè)匹配交易，用以封裝 A 鏈和 B 鏈價(jià)值體在主體 X 和 Y 之間達(dá)成交換的結(jié)果。跨鏈價(jià)值交換合約本質(zhì)上就是一個(gè)場內(nèi)交易所。

出 ① 子鏈路由，提供主鏈存在跨鏈交易 證明，向適配子鏈發(fā)起外鏈合約服務(wù)調(diào)用

跨鏈價(jià)值交換合約實(shí)現(xiàn)代碼，會(huì)提供一個(gè)交易主體 X 和 Y 的跨鏈匹配交易在主鏈上的存在性證明，分別向鏈 A 和鏈 B 的適配器子鏈發(fā)送轉(zhuǎn)賬指令交易 ，一個(gè)指示往 A 鏈 Y 主體指定的公鑰地址轉(zhuǎn)移一定數(shù)量的價(jià)值體，一個(gè)指示往 B 鏈的 X 主體指定的公鑰地址轉(zhuǎn)移一定數(shù)量的價(jià)值體。

出 ② 生成和打包跨鏈交易

這兩個(gè)適配子鏈分別將各自的轉(zhuǎn)賬指令交易記錄日志，并搶紅包進(jìn)各自的子鏈區(qū)塊。

出 ③ 發(fā)起外鏈合約服務(wù)調(diào)用

鏈適配代碼向各自對(duì)應(yīng)的獨(dú)立區(qū)塊鏈上的外鏈合約服務(wù)發(fā)起轉(zhuǎn)賬指令交易。 A 鏈的適配子鏈會(huì)向 A 鏈的外鏈合約服務(wù)發(fā)送一個(gè)轉(zhuǎn)賬交易 ， A 鏈的適配子鏈會(huì)向 A 鏈的外鏈合約服務(wù)發(fā)送一個(gè)轉(zhuǎn)賬交易。 A 鏈的適配子鏈會(huì)向 A 鏈的外鏈合約服務(wù)發(fā)送一個(gè)轉(zhuǎn)賬交易 ，指示從合約的公開地址上往 Y 主體指定的公鑰地址轉(zhuǎn)移一定數(shù)量的價(jià)值體。B 鏈的適配子鏈也會(huì)向 B 鏈的外鏈合約服務(wù)發(fā)送一個(gè)轉(zhuǎn)賬交易， 指示從合約的公開地址上往 X 主體指定的公鑰地址轉(zhuǎn)移一定數(shù)量的價(jià)值體。

出 ④ 執(zhí)行外鏈合約代碼

A 鏈的外鏈合約服務(wù)會(huì)執(zhí)行合約代碼，生成交易，把由合約控制的，轉(zhuǎn)賬指令要求的一定數(shù)量的價(jià)值體轉(zhuǎn)移給 Y 主體指定的公鑰地址。 B 鏈的外鏈合約服務(wù)會(huì)執(zhí)行合約代碼，生成交易，把由合約控制 的轉(zhuǎn)賬指令要求的一定數(shù)量的價(jià)值體轉(zhuǎn)移給 X 主體指定的公鑰地址。

出 ⑤ 生成交易日志，更新賬本狀態(tài)

一旦交易被打包進(jìn)區(qū)塊，按照鏈的交易確認(rèn)特性，最終主體 X 獲得了 B 鏈的價(jià)值控制權(quán)，主體 Y 獲得了 A 鏈的價(jià)值體控制權(quán)。

跨鏈區(qū)塊鏈也會(huì)提供用戶 UI 界面和 API 接口，用戶所有在跨鏈區(qū)塊鏈合約服務(wù)上執(zhí)行的交易都可以通過跨鏈用戶界面和 API 接口獲得當(dāng)前的執(zhí)行狀態(tài)，即查看用戶在交易所掛單狀態(tài)和交易市場的買賣深度，甚至可以讓用戶基于私鑰按照市場供求關(guān)系重新掛單?？珂渽^(qū)塊鏈可以提供基于獨(dú)立區(qū)塊鏈上的外鏈合約服務(wù)的抵押機(jī)制，在對(duì)應(yīng)的適配子鏈上，以換取相同數(shù)量的抵押區(qū)塊鏈 的價(jià)值體幻象或籌碼，業(yè)務(wù)主體拿抵押的子鏈上的價(jià)值體幻象參與主鏈的業(yè)務(wù)合約流程，這種跨鏈的生產(chǎn)關(guān)系，基于各個(gè)主體抵押的各自區(qū)塊鏈上的價(jià)值體（也可以是現(xiàn)實(shí)世界價(jià)值錨定），配置生產(chǎn)資料，開展合約生產(chǎn)，最后分配生產(chǎn)產(chǎn)品價(jià)值?？珂渽^(qū)塊鏈如果有自己內(nèi)生的代幣，也可以基于交易市場（合約）完成到內(nèi)生的代幣的價(jià)值兌換，主體拿著跨鏈代幣加入跨鏈合約流程或跨鏈合約服務(wù)的虛擬生產(chǎn)關(guān)系進(jìn)行生產(chǎn)和價(jià)值交換。

區(qū)塊鏈的劃分和發(fā)展趨勢

區(qū)塊鏈劃分和功能性要求

為什么在區(qū)塊鏈技術(shù)上，首先出現(xiàn) 的是比特幣這種加密貨幣，而不是以太坊，也不是跨鏈 Cosmos? 因?yàn)榧用茇泿艔臉I(yè)務(wù)上更純粹（數(shù)字 vs 合約 vs 市場），從技術(shù)上更嚴(yán)密和容易實(shí)現(xiàn)（腳本棧 vs 以太坊虛擬機(jī) vs 通用沙箱）。以比特幣為代表的加密貨幣稱為可編程貨幣，以太坊可以建模各種代幣和基于代幣的合作動(dòng)作，稱為可編程金融，實(shí)用化的區(qū)塊鏈系統(tǒng)會(huì)吸取現(xiàn)有區(qū)塊鏈的實(shí)踐教訓(xùn)，從實(shí)際可用的目的出發(fā)重新設(shè)計(jì)區(qū)塊鏈架構(gòu)，真正可用于實(shí)際社會(huì)的區(qū)塊鏈建模的不僅僅是虛擬的價(jià)值，還擔(dān)負(fù)著社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系虛擬化的重任，在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界的價(jià)值在虛擬世界的錨定基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界不同契約，不同業(yè)務(wù)流程在虛擬世界的共識(shí)建模，甚至?xí)?chuàng)造出統(tǒng)一現(xiàn)實(shí)世界和虛擬ablw的新型生產(chǎn)關(guān)系合約服務(wù)或合約流程，這可以稱之為可編程社會(huì)。可以看出，區(qū)塊鏈的劃分不是為了嚴(yán)格區(qū)分各種區(qū)塊鏈的優(yōu)劣高下，而是通過劃分，區(qū)分出不同區(qū)塊鏈類型在建模對(duì)象和業(yè)務(wù)處理能力上的不同，以及扎根關(guān)注解決問題的不同。更重要的是，就如同現(xiàn)實(shí)社會(huì)，貨幣是金融的基礎(chǔ)，貨幣和金融是這個(gè)社會(huì)運(yùn)行的核心一樣，可編程貨幣是可編程金融和可編程社會(huì)的核心和價(jià)值交換基礎(chǔ)，可編程金融又會(huì)是可編程社會(huì)圍繞的中心。

上圖主要是想從技術(shù)復(fù)雜度和業(yè)務(wù)自由度，兩個(gè)維度大概說明可編程貨幣、金融，社會(huì)三個(gè)代際劃分的包含關(guān)系。圖上列出的幾個(gè)區(qū)塊鏈平臺(tái)或者未來可能出現(xiàn) 的鏈平臺(tái)所擺放位置只是示意，不盡準(zhǔn)確僅供參考。上圖還列出了區(qū)塊鏈各代際劃分的主要功能需求，這包括可編程貨幣的貨幣金額建模能力，可編程社會(huì)的狀態(tài)資產(chǎn)建模，合約建模，合約條款建模，可編程社會(huì)的狀態(tài)資產(chǎn)建模，合約建模，合約條款建模，可編程社會(huì)的交易內(nèi)流程建模，跨交易跨鏈流程建模。狀態(tài)、業(yè)務(wù)、流程、法規(guī)、治理是幾個(gè)區(qū)塊鏈功能性能力的考察維度，可能某些能力也是其他代際平臺(tái)一定程度具有的能力，只是在建模能力的強(qiáng)弱上有所不同。

基于現(xiàn)有區(qū)塊鏈存在的問題，結(jié)合區(qū)塊鏈社會(huì)就有的能力，筆者認(rèn)為未來的區(qū)塊鏈會(huì)有如下幾個(gè)尾曲趨勢：

建模業(yè)務(wù)合約流程

目前的區(qū)塊鏈在建模對(duì)象上只是狀態(tài)，而不能建模業(yè)務(wù)流程狀態(tài)機(jī)，相信由機(jī)器驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化流程，結(jié)合 IoT 和價(jià)值錨定，將虛擬社會(huì)和現(xiàn)實(shí)社會(huì)融為一體的生產(chǎn)關(guān)系，才能順應(yīng)解放生產(chǎn)力的根本要求，所以能夠建模業(yè)務(wù)合約流程的區(qū)塊鏈平臺(tái)將會(huì)是演進(jìn)趨勢。

跨鏈交易市場形成

獨(dú)立區(qū)塊鏈完成相關(guān)性較高的業(yè)務(wù)領(lǐng)域的價(jià)值生產(chǎn)，要實(shí)現(xiàn)社會(huì)化商品和價(jià)值大流通，就需要跨鏈交易市場，通過跨鏈提供的跨鏈價(jià)值交換市場滿足價(jià)值在不同主體自由等價(jià)流通。

架構(gòu)的高可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)

區(qū)塊鏈社會(huì)對(duì)系統(tǒng)計(jì)算能力的要求是巨大的，區(qū)塊鏈平臺(tái)需要有很好的橫向可擴(kuò)展能力，以滿足不斷擴(kuò)大的業(yè)務(wù)合約交易要求。一個(gè)沒有擴(kuò)展性的區(qū)塊鏈平臺(tái)是沒有實(shí)用價(jià)值的。隨著區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷經(jīng)驗(yàn)積累和實(shí)用化推進(jìn)，可擴(kuò)展的區(qū)塊鏈架構(gòu) 平臺(tái)必然是設(shè)計(jì)趨勢。

同現(xiàn)實(shí)世界的價(jià)值錨定

要實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)統(tǒng)一到虛擬化的生產(chǎn)關(guān)系中，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器 按照合約驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)的自動(dòng)化目的，就必須 有王磊切實(shí)可行的方案將虛擬世界的價(jià)值錨定標(biāo)簽，植入到現(xiàn)實(shí)世界的產(chǎn)品和服務(wù)中去。將現(xiàn)實(shí)世界的價(jià)值同虛擬世界的價(jià)值統(tǒng)一起來的價(jià)值錨定機(jī)制 是急需解決的難題。

同現(xiàn)實(shí)世界的法律接駁

要實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)統(tǒng)一到虛擬化的生產(chǎn)關(guān)系中，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器按照合約驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)的自動(dòng)化目的，就必須有一套切實(shí)可行的方案將虛擬世界的價(jià)值錨定標(biāo)簽，植入到實(shí)現(xiàn)世界的產(chǎn)品和服務(wù)中去。將現(xiàn)實(shí)世界的價(jià)值同虛擬世界的價(jià)值統(tǒng)一起來的價(jià)值錨定機(jī)制 是急需解決的難題。

同現(xiàn)實(shí)世界的法律接駁

區(qū)塊鏈最終會(huì)將虛擬社會(huì)和現(xiàn)實(shí)社會(huì)融為一體，形成統(tǒng)一的虛擬生產(chǎn)關(guān)系，一個(gè)實(shí)際的區(qū)塊鏈平臺(tái)能夠同現(xiàn)實(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)并行運(yùn)行的前提條件就是要有同現(xiàn)實(shí)社會(huì)一致的合法合規(guī)性。符合現(xiàn)實(shí)世界法律精神和條款要求是虛擬法律條款合法合規(guī)的根本。

仿現(xiàn)實(shí)地世界治理機(jī)制和體系

能夠建模社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系的區(qū)塊鏈就是一個(gè)小型的經(jīng)濟(jì)社會(huì)，不同主體參與，就需要同現(xiàn)實(shí)世界類似，設(shè)立治理機(jī)制和體系，以維護(hù)區(qū)塊鏈的健康穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，以維護(hù)區(qū)塊鏈社會(huì)的公平正義。

區(qū)塊鏈部署架構(gòu)模型

從區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)虛擬化自動(dòng)化社會(huì)協(xié)作生產(chǎn)的目標(biāo)出發(fā)，基于關(guān)注分離的架構(gòu)原則和層次化的架構(gòu)模式給出的區(qū)塊鏈架構(gòu)模型，從設(shè)計(jì)時(shí)就考慮了平臺(tái)的可用性。以當(dāng)前的計(jì)算架構(gòu)，采用多臺(tái)大型主機(jī)的銀行服務(wù)或者采用分布式架構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)才能支撐得起整個(gè)社會(huì)范圍的交易并發(fā)，這還是若干銀行、互聯(lián)網(wǎng)公司共同提供的集中式交易。區(qū)塊鏈共識(shí)就意味著冗余計(jì)算，區(qū)塊鏈又是建立在密碼學(xué)上的計(jì)算，本身就需要耗費(fèi)大量的計(jì)算能力，要提供滿足目前銀行和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)性能的區(qū)塊鏈虛擬計(jì)算，就需要目前所有銀行主機(jī)和分布式服務(wù)計(jì)算能力的若干倍才可以，如果要實(shí)現(xiàn)連接現(xiàn)實(shí)社會(huì)的自動(dòng)化流程絕世無雙的生產(chǎn)，整個(gè)社會(huì)的計(jì)算能力還需要有極大的提高。區(qū)塊鏈架構(gòu)要想實(shí)現(xiàn)在整個(gè)社會(huì)范圍內(nèi)的提高。區(qū)塊鏈架構(gòu)要想實(shí)現(xiàn)在整個(gè)社會(huì)范圍內(nèi)的實(shí)用化就必須實(shí)現(xiàn)功能模塊的松耦合，需要能夠支持分布式并行計(jì)算，支持密碼學(xué)專用硬件加速，甚至支持連接高性能計(jì)算中心的第三方計(jì)算。

目前區(qū)塊鏈架構(gòu) 模型設(shè)計(jì)成驗(yàn)證服務(wù)和平臺(tái)共識(shí)服務(wù)分離，業(yè)務(wù)驗(yàn)證服務(wù)的合約流程和平臺(tái)共識(shí)服務(wù)分離，業(yè)務(wù)驗(yàn)證服務(wù)的合約流程和合約服務(wù)以及實(shí)現(xiàn)代碼分層服務(wù)化解耦，業(yè)務(wù)服務(wù)以服務(wù)化的方式解耦，區(qū)塊鏈交易日志、狀態(tài)的規(guī)范化邏輯同平臺(tái)共識(shí)服務(wù)邏輯分離解耦，所有這些功能邏輯的服務(wù)化，無狀態(tài)化，目的就是為了確保服務(wù)的橫向分布式部署擴(kuò)展能力，實(shí)現(xiàn)服務(wù)容器化按需動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，充分利用當(dāng)今云計(jì)算的發(fā)展成果。另外，按照參與精力主體緊密程度，業(yè)務(wù)相關(guān)性，業(yè)務(wù)性能要求，隱私要求的不同，形成多個(gè)子鏈，從鏈的調(diào)試實(shí)現(xiàn)分離以提高整個(gè)區(qū)塊鏈的并行處理能力，也是區(qū)塊鏈并行處理交易的方式。

真正實(shí)用的區(qū)塊鏈共識(shí)節(jié)點(diǎn)上要運(yùn)行大量的應(yīng)用，需要滿足巨量吞吐量要求，并且響應(yīng)時(shí)間也需在實(shí)用可接受范圍，共識(shí)節(jié)點(diǎn)所需要的計(jì)算能力不是個(gè)人能夠承受的，所以未來一個(gè)實(shí)用的區(qū)塊鏈平臺(tái)一定是運(yùn)行在多個(gè)數(shù)據(jù)中心上的，個(gè)人通過各種分布式 App 應(yīng)用參與到鏈上合約業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)中心會(huì)提供大量容器資源，以動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展的方式為區(qū)塊鏈各個(gè)功能模塊提供服務(wù)運(yùn)行所需的計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源，從前端的分布式 App, 到后端的微服務(wù)，再到區(qū)塊鏈共識(shí)服務(wù)，賬本服務(wù)，各種業(yè)務(wù)合約（合約流程，合約服務(wù)）實(shí)現(xiàn)的沙盒驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，以及各種公共的鏈上服務(wù)節(jié)點(diǎn)，如技術(shù)服務(wù)，合約合法檢查服務(wù)，規(guī)則服務(wù)， Oracle 服務(wù)，分布式存儲(chǔ)服務(wù)，合約服務(wù)路由服務(wù)等。一個(gè)數(shù)據(jù)中心可能是由一個(gè)分布式自治組織 （DAO 或 DAC） 依據(jù)自治合約運(yùn)行。每一個(gè)數(shù)據(jù)中心對(duì)于同一個(gè)語義層面規(guī)格化的合約服務(wù)可能會(huì)有自己的代碼實(shí)現(xiàn)，可能會(huì)采用不同的合約編程語言，可能運(yùn)行在不同的沙盒中驗(yàn)證和執(zhí)行。每個(gè)數(shù)據(jù)中心都會(huì)并行運(yùn)行多個(gè)賬本副本和共識(shí)節(jié)點(diǎn)副本，以保證驗(yàn)證結(jié)果的一致性，提高系統(tǒng)可用性，提高出塊速度，避免遭受經(jīng)濟(jì)懲罰。

篇后語

筆者希望通過整體的區(qū)塊鏈架構(gòu)描述，讀者能夠讀懂區(qū)塊鏈，認(rèn)識(shí)到區(qū)塊鏈的本質(zhì)是共識(shí)，以及基于共識(shí)形成的公認(rèn)價(jià)值，認(rèn)識(shí)到區(qū)塊鏈跨鏈的本質(zhì)是價(jià)值的丟人交換和交易市場；能夠讀會(huì)區(qū)塊鏈，知道區(qū)塊鏈 的高階架構(gòu)模型，區(qū)塊鏈不同類型劃分和功能性要求，以及發(fā)展趨勢和實(shí)用的部署架構(gòu)模型，讀者可以以高階架構(gòu)為藍(lán)本，實(shí)際設(shè)計(jì)和開發(fā)實(shí)用區(qū)塊鏈；相信憑借中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展在技術(shù)和受眾上的積累，我們可以更早感受到區(qū)塊鏈帶給整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系和生產(chǎn)力變革的力量。