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金色调查｜一文读懂区块链底层开发渠道Chain33

时间: 2021-12-03 来源：极速科技

Chain33是由杂乱美研制的区块链底层开发渠道，渠道于2018年在github上开源。渠道支撑一致、数据库、履行器等可插拔、易晋级的区块链架构。

还支撑主链担任买卖清算，智能合约和虚拟机从主链上别离放到平行链上独立履行的分层架构，可多条平行链并存提高运算功率，平行链间经过主链完成链间互联。以太坊矿机

chain33开发结构

项目运用模块插件化的区块链底层开发结构，根据插件的规划，能够将扩展功用从体系结构中剥离出来，下降结构的杂乱度，让结构愈加简略完成。

一起项目开发了多个功用模块，调集组成了模块插件库房，划分为区块链，一致，履行器，P2P，Mempool，钱包，数据存储，RPC等。

模块插件化的规划架构是为了能更快捷的建立区块链，单一的模块并不能体现出其优势，如果有不同的模块，就能够建立出不一样的特色的链。为企业/个人的链供给个性化挑选，让企业/个人将更多的精力投入到事务中，而非区块链底层技能的研制中。一起还支撑多种SDK，供给可视化BAAS服务，大幅度缩短建链、开发、布置的时刻。比特币矿机

主链+平行链分层架构

理论上一条主链下能够挂很多的平行链，平行链依附于主链，同享主链一致网络，经过grpc接口同主链节点相连。在主链上，买卖只做一致和存储，而实践的买卖都在平行链上履行，互不搅扰。每条平行链只运转自己的数据，平行链与平行链之间数据彼此阻隔，而且因为杂乱的合约首要运转在平行链上，主链上只运转一些根底中心的合约，所以主链的安稳性会比较强，从而保证整个区块链网络的安稳。平行链各自履行自己的买卖，多条平行链共存，完成了买卖的并行履行。

中心模块

Chain33中心模块包含：

运用层：EVM虚拟机， WASM虚拟机，GO言语原生合约以及JVM虚拟机

一致层：支撑POS，DPOS以及POS33的公链一致、Tendermint及pbft联盟链一致、Raft私链一致、平行链一致等。

数据层：数据存储方法支撑可扩展，现在支撑MPT、MAVL、KVDB、MVCCKVDB多种方法，其间咱们自研的MVCCKVDB能防止了状况树胀大而导致功用直线下降的问题，支撑LevelDB、ES等多种后端存储。

加密算法：兼容国际规范以及国密规范（SM2,SM3,SM4，SECP256K1,ED25519）

买卖缓存池：买卖排队机制可装备（时刻，价格）

chain33技能特色

联盟链一致流程的优化：chain33联盟链引入了聚合签名的技能来下降一致过程中的音讯通讯推迟，经过leader去搜集签名，于聚合后发送给其他节点，经过聚合签名能保证在区块链节点添加的情况下，买卖数不会很多添加，提高一致的功率。

买卖并行履行：chain33选用平行链的架构，主链上，买卖只做一致和存储，而实践的买卖都在平行链上履行，互不搅扰。

存储分片：存储分片根据kad网络，分片算法能保证数据相对均匀的散布在区块链的各个节点上，每个节点仅需求保存一部分数据，合适海量数据存储的场景，且能够每时每刻添加机器完成动态扩容。数据打包之后进行散布式存储，减少了数据的数量，防止数据过于碎片化添加网络负载。

chain33的隐私维护

考虑到联盟链的高安全性需求，有以下要求：

节点准入机制：节点参加或退出一致网络，都需求经过区块链上的办理合约进行授权，没有经过授权的节点无法参加一致网络。

数据传输维护：节点与节点之间TLS加密，节点与运用之间的TLS加密方法完成传输过程中的隐私维护。

数据拜访维护：经过权限办理智能合约来界定数据的拜访权限，只要被赋予相应权限才干够拜访相关数据。

支撑国密算法：支撑国密加密、签名算法及国密哈希算法。

可同享型隐私维护：数据加密上链存储，结合署理重加密及秘钥分片技能完成隐私数据的动态授权。秘钥能够终究靠门限秘钥同享算法（ (k,n)门限密钥同享算法，算法把密钥拆分红n个密钥分片，只要搜集不小于k个分片才干将原始的密钥重构，k便是门限值(k < n) ），分红多片存放于多个安全节点上,一起还支撑超时装备。

国产开源：国产自研，具有自主知识产权，代码开源，支撑独立布置，用户都能够彻底把握自己数据。

国密算法：在区块链多言语版别的SDK中，既支撑国际规范，也支撑国密规范。支撑SM2，SM3,SM4。

支撑国产芯片：支撑布置运转在国产芯片服务器上。

模块化规划：项目吸纳了Linux 内核规划的模块化思维，开发了多个功用模块，调集组成了模块插件仓。

一致机制可插拔：Chain33兼容多种一致机制，包含 RAFT、PBFT、POS、DPOS 等干流一致，也包含 SPOS、POS33 等自主研制一致机制，插拔不同的一致算法，可快速建立私链、联盟链、公链、平行链。

平行链架构：具有自主知识产权，专利号：CN201610996011.9。现在平行链技能渐渐的变成了分片的干流的解决计划之一。在 Chain33中，主链不仅仅供给办理一切的平行链的功用，还供给了平行链音讯存储的功用，经过主链数据的分片，以及高功用的一致算法，统筹了链本身的安全性以及体系的可扩展性。

高效存储：支撑事务层快速调用区块链体系数据，如存证体系：底层建造的区块链数据，能够以ES数据库进行便利检索、个性化检索等。

跨链买卖：在选用侧链中继技能和比特币交流财物规划上，Chain33规划了哈希确定过程，使得参加两边都受到合理维护，财物搬运更有保证。在与以太坊或其他区块链财物互操作上，选用合约桥加评判人机制，保证各方财物搬运在可信根底上安全流通。

隐私维护：选用署理重加密加秘钥分片的计划，完成数据可同享型存储，保证数据隐私。

简略易用：体系装置简洁，一起供给BAAS服务能轻松完成可视化装置，以及供给智能合约IDE东西，协助开发者节约本金。

SDK

chain33 SDK集成了chain33区块链和智能合约常用的操作接口，外部事务程序能经过chain33 SDK来调用这些接口。开发者根据自己事务程序的要求，挑选相应言语的SDK，用SDK供给的API进行编程，即可操作区块链和智能合约。

在chain33建立私有链开发环境

私链选用raft一致，节点数装备一般为3，5，7等奇数个。差异于联盟链，私有链之前的区块同步选用主从同步的方法，更偏中心化一些，常用于对隐私保证和监管操控有更高要求的企业和集团内部场景。

在chain33建立联盟链集群环境

联盟链，是指一些有事务协作或事务买卖的成员调集，由这些成员一起参加办理的区块链，经过联盟自治和节点准入准出操控战略，保证联盟的安全健康发展。

联盟链选用选用QBFT一致，要求节点数满意N>3f，至少需求3f+1个节点（也便是最少需求4台服务器），与单节点docker布置方法愈加适用于实践出产环境。

在chain33建立平行链环境

平行链的运转是依赖于主链的，它经过grpc接口同主链进行通讯，所以平行链一定是在主链环境现已具有的情况下才干建立。

在chain33经过BaaS渠道建立环境

BaaSS渠道布置联盟链或平行链有以下两种方法：

经过BaaS渠道对接的云服务器来布置：

这样的方式不需求用户预备服务器，只需付出相应的云资源费用就可在主动分配的云服务器上布置区块链程序。

用户自备服务器：

用户自备服务器可经过公网拜访，只需求在BaaS渠道上填写登录IP和登录暗码，BaaS渠道会主动连接到用户自备服务器进步行布置。用户自备服务器可拜访公网资源但不能经过公网拜访自备服务器，能够在BaaS渠道上填写登录IP和登录暗码，BaaS渠道会生成装置包，用户可下载装置包在自备服务器进步行手动布置。

Chain33中的DApp开发

Chain33被规划为一个支撑高度扩展的区块链开发渠道，除了很少部分固有中心逻辑外，根本悉数支撑扩展定制；体系的扩展才能首要能够划分为两大类：

一类是对体系才能的扩大定制：

Chain33供给了底层的插件办理机制，根本上体系的一切才能都是作为一个插件存在，插件的完成本身能够被替换，开发者能战场的运用体系本身供给的体系插件，也能自己开发新的功用插件，这些插件的才能掩盖到加解密、一致、存储、钱包、履行器、指令行等各方面内容。

一类是扩展运用的开发：

Chain33根据插件机制之上，针对DApp也独自供给了一套结构，以便利开发者进行DApp的开发，将开发者的重视要点聚集到中心的合约逻辑（即履行器逻辑），并添加RPC接口和指令行接口的辅佐。

Chain33供给的DApp Framework中包含了三个元素：履行器、指令行和RPC，其间履行器便是DApp的合约逻辑；指令行是供给指令行下的指令包装；RPC是包装DApp特有的对外服务接口，正常的情况下Chain33结构供给的买卖的创立、发送、查询等通用接口，如果有特殊需求，DApp也能够在这里开发自己专用的RPC接口。

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