可信链网愿景书：从信任机器到信任网络.pdf

可信链网愿景 从信任机器到信任网络 本白皮书版权属于可信区块链推进计划，并受法律保护。转 载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明 “来源：可信区块链推进计划”。 违反上述声明者，可信区块链推进计划将追究其相关法律责 任。 版权声明 目录 愿景 . 1 织链成网. 3 跨链应用场景 . 5 可信链网的定位 展望 . 51.打通产业链上下游 2.打通横向业务联盟 3.打通链上链下数据服务 1.互操作标准的参考实现 2.“织链成网”的基础设施 3.开放包容的开源社区 4.繁荣共生的应用生态 . 7 . 8 . 10 . 10 . 12 . 12 . 13 . 15 一 二 三 四 五 可信链网愿景 1 愿 景 可信链网是可信区块链推进计划发起的跨链标准的参考实现， 也是跨链服务基础设施、更是包容的跨链开源技术社区和行业跨链 应用生态，四位一体，推动全行业互操作纵深发展。 可信链网愿景 “可信链网”创始成员 2 珠海市政务服务数据管理局 上海浦东新区人民政府 可信链网愿景 2015 年 10 月，经济学人发表了封面文章信任的机器，提 出“区块链让人们可以在没有一个中心化机构的情况下，能够对 互相协作彼此建立起信心。简单的说，它是一台创造信任的机器。” “人们总高估未来一到两年的变化，却低估未来十年的变 革”。在过去的五年里，在国家政策大力推动下，区块链技术已经 被应用于众多行业。区块链有助于提升机构信誉并生产更高等级 的信任。 信任是一种社会资本，具有生产成本高、使用成本低的特性。 在现代经济系统中，企业内部和企业之间都广泛存在复杂的协作 关系。企业是复杂交易网络中的节点，它通常要购买消耗多种商 品和服务，也提供一到多种商品和服务，是多个价值链条的交叉 点。在每一个价值链条的每个环节之间，都存在数据共享和业务 协同需求，实现上下游机构之间的数据共享能够提高多方的经营 效率。 区块链技术具有定义、重构、拓展、优化、增强、承载协作 的巨大潜力。以可验证性为保证，区块链显著增强了产业链多主 体协作的可信度，区块链赋予了利益相关方监督权，约束了相关 参与者的行为，保证了协作关系和协作数据的“共见”和“可信”。 通过区块链技术，有望使社会信任以空前的规模和速度持续 积累，并被广泛利用，从而大幅降低整个社会经济系统的交易成 本。区块链逐渐在金融科技、政务民生、司法仲裁、供应链协同、 税务发票、版权保护等领域得到广泛应用，为各行各业赋能增效。 目前，正处在区块链技术百花齐放的阶段，不同行业的应用 系统选择的底层区块链技平台各异，这些平台在数据结构、共识 机制、通信协议等方面千差万别，导致生态割裂，网络碎片化严重， 织链成网 3 可信链网愿景 4 这将制约区块链在全社会的大规模应用。 区块链应用的终极愿景是形成一个连接各方的可信网络，连 接的成员越多，其网络价值越大；区块链上的应用越灵活，其生 态越繁荣；链上数据越丰富，其信用放大作用越明显。但当前各 行业均按照自身需求构建起区块链生态，而由于行业早期技术先 行、标准滞后，导致生态割裂，不同区块链系统难以实现互联互通。 让所有的个人和机构都使用一条包罗万象的区块链的实践是 困难的。它涉及到无数利益相关方，需要考虑各行各业各类市场 的需求，统合不同的治理模式，几乎是不可能完成的任务。与其 他技术革新一样，区块链的变革也会从个别到一般，从局部到整 体。 因此，跨链成为区块链发展中紧迫的需求，成为行业关注焦 点。国际上 Microsoft、IBM、SAP、Oracle 等巨头纷纷推出了相 应 的 跨 链 互 操 作 方 案，支 持 Hyperledger Fabric、Corda、 Ethereum、Quorum 等区块链平台跨链互操作；在国内微众银行、 蚂蚁金融、百度、趣链科技、纸贵科技等企业也纷纷推出 WeCross、ODATS、BCP、BitXHub、Zeus等互操作解决方案。此外， 行业还出现了一批以 Cosmos、Polkadot 为代表的开源互操作项 目。 我们相信，区块链发展路径是首先出现针对具体的需求开发 运行专用的区块链，通过企业级跨链技术将众多专用区块链连接 成一个个小型网络，最终由行业级跨链技术将众多的小型区块链 网络连接起来，使得信任畅通、自由流动。跨链的首要目的是在 链与链之间共享共享富有价值的商业数据。于此同时，跨链还令 区块链能够使用其他区块链的处理逻辑，实现基于区块链的跨链 业务协同，即将机构的业务流程延伸到机构的边界之外。 可信链网愿景 5 跨链应用场景 产业上下游互操作示意图 在区块链业务场景的跨链解决方案中，跨链技术需要打通不 同区块链网络背后的协作网络和跨机构业务流程，但鉴于安全认证 体系、数据隐私保护刚需、商业服务的高性能高可靠要求等复杂性， 目前行业还需要更多的探索与尝试。如下依次提炼出三类互操作性 的业务场景模式。 1 打通产业链上下游 在实体经济的产业链条里，商品从生产到销售各个环节和上 下游有着诸多参与方，组成了许多不同的区块链联盟，此时跨链技 术有助于打通产业链上下游的信息不对称。 上游业务区块链网络 下游业务区块链网络 农场 物流 加工 经销商 物流 跨链 零售 可信链网愿景 例如农产品追溯场景中，产品上游的生产加工环节，农场使用 IoT 设备检测和控制农情信息，保证农作物的生长环境，农产品经 过收割、运输及加工流程之后，成为了可以准售卖的商品。从农产品 种植到农产品加工，参与各方可以通过区块链技术保证原材料在生 产运输以及加工各个环节的质量。 在下游的供销环境，供应商将加工后的农产品通过物流网络 运输到超市、商店等终端销售网点，完成销售流程。供应商、物流、零 售商形成了完整的供销环节。各个参与方也可以通过区块链技术保 证货物在加工源头、物流、销售各个环节的质量。 通过跨链技术，将上下游区块链网络进行打通，将上游的生产 加工信息同步至下游网络，可以提供商品全链路的信息给消费者， 增加认可度。同时，将下游的消费数据同步到上游的生产网络，则能 够帮助生产加工者更加准确地把握消费者需求和市场趋势。 6 可信链网愿景 7 打通横向业务联盟 横向业务联盟互操作示意图 随着各行各业对区块链的探索和落地加速，将会出现越来越 多围绕特定场景的一系列业务联盟链。例如围绕一家核心企业上下 游的供应链金融链，围绕某地方海关、港口和相关进出口企业的跨 国贸易链，围绕若干家银行的信用证链等。 为了更好地融合物流、资金流、信息流、商流，各个业务联盟之 前会产生许多横向协同和融合的需求，而这个时候，已有的业务联 盟基础设施不太可能推倒重建一套更大的。因此采用跨链技术可以 很好地实现这些业务联盟之间的横向打通、让信息、数据、资产以一 种可信的方式在更大范围内流通，为更多企业增信、降低融资成本、 扩大商机来源。 2 跨链 跨链 跨链 区块链业务网络 区块链业务网络 供应商 供应链金融平台 核心企业 航运 海关 港口 跨链 区块链业务网络 区块链业务网络 银行 金融机构 银行 供应商 供应链金融平台 核心企业 可信链网愿景 通用服务互操作示意图 跨链 区块链业务网络 跨链 跨链 打通链上链下数据服务 3 8 区块链技术保证了其参与成员的数据互信，但链下数据难以 进入区块链网络中 , 与外部世界割裂的问题极大的限制了区块链 的应用范围。在实际场景需求中，区块链系统及其承载的上层应用 系统的正常运行，很大程度上依赖于链下世界的数据支撑，特别是 权威数据的支撑。如智能合约的执行需要链下数据的触发，典型的 应用场景包括跨境结算场景中的汇率数据、审计追踪过程中的链 上链下身份映射数据、溯源场景中的快递物流数据和 IoT 采集的 数据、企业的税务数据和信用数据等，通常需要从链下世界的权威 数据源中获取。 税务数据 征信数据身份核验 区块链业务网络 零售 旅游 区块链业务网络 文娱 游戏 区块链业务网络 金融 交易所 可信链网愿景 9 在链下数据（特别是权威数据源）与区块链互通的场景中，跨 链技术可以提供一些独特的价值： 通过跨链进行链下数据的调用，服务调用者可以获得对结果 或信息的可信验证和追溯的优势。相比于传统通过 API 形式间接 访，服务的运营链也可以通过跨链技术获取调用方实际拥有方的真 实信息，进行可信记录，完成了数据交互的可审计性和可追溯性。在 保证数据安全和隐私保护的前提下，在其他区块链业务网络上关于 通用服务的有价值信息也可以反馈到服务的运营链上，提供更多维 度的数据价值，并记录各方对价值增值的贡献。 可信链网愿景 为全方位，纵深化推动各个垂直行业、各类异构区块链的互连 互通，可信区块链推进计划发起可信链网，它是跨链标准的参考实 现，也是跨链服务基础设施、更是包容的跨链开源技术社区和行业 跨链应用生态，四位一体，推动全行业互操作纵深发展。 可信链网的定位 10 互操作标准的参考实现 互操作是不同系统间互联互通，互相调用的能力，互通的标准 是互操作必不可少的关键要素。互操作性英文为 Interoperability， 是 Interaction、Operation 和 Ability 的组合，可译为“相互操作的 能力”，简称互操作性。维基百科对互操作性给出解释：互操作性又 可称之为互用性或协同能力，是指不同系统和组织机构之间相互合 作，协同工作的能力 。IEEE（Institute of Electrical & Electronic Engineers，电气与电子工程师协会）于 1990 年对互操作性给出定 义：两个或多个系统或组成部分之间交换信息，以及对所交换的信 息加以使用的能力 。这一概念包含语法互操作性和语义互操作性 两部分：语法互操作性是指具备语法协同的能力，以数据通信为例， 即通信双方在数据格式、通信协议、接口描述等方面保持一致，如 XML 和 SQL；语义互操作性是指两个或多个计算机系统以语法互 操作性为基础，进行数据通信，并对通信数据加以使用。 为了促进互操作的发展，首先需要构建统一的标准规范，用标 准规范促进不同链系统的兼容进程。区块链技术发展早期，相关标 准规范的缺失，增加了区块链技术发展的灵活性，各种不同的区块 链系统层出不穷，呈现出百家争鸣的态势。同时，也造成了不同链系 统在密码算法、数据结构、身份协议、共识机制等核心技术各不相 同、互不兼容的现实，大大增加了互操作的难度。近年来，不同链系 en.wikipedia/wiki/Interoperability. Institute of Electrical and Electronics Engineers. IEEE Standard Computer Dictionary: A Compilation of IEEE Standard Computer Glossaries. New York, NY: 1990.(iftikahr). 可信链网愿景 11 统建设方聚焦于自身生态构建，忽视了与其他链系统的互联互通， 而随着自身生态的不断完善，跨链互通的需求不断涌现，互操作难 逐渐成为区块链进一步发展亟待解决的关键问题。而互操作相关标 准建设是互操作发展过程中必不可少的关键要素。 近年来，国际国内标准组织不断推进区块链互操作标准化进 程。ITU、IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers， 电 气 电 子 工 程 师 协 会）、ISO（International Organization for Standardization，国际标准化组织）、EEA（Enterprise Ethereum Alliance，企 业 以 太 坊 联 盟）、EBP（European Blockchain Partnership，欧洲区块链合作组织），以及 CCSA（China Commu- nications Standards Association，中国通信标准化协会）和 TBI （Trusted Blockchain Initiatives，可信区块链推进计划）纷纷投入 到区块链互操作相关标准制定。 原型系统和参考实现是完善标准、加速标准落地的重要推动 力。标准规范作为文字类的规范，离实际落地尚存差距。文字标准规 范实际制定过程中，具有较好的普适性，能够包罗万象，但实际落地 过程中存在二义性、多义性。因此，标准规范也需要一个原型系统和 参考实现来进行实际的应用。标准引导技术，技术反哺标准的路线， 不断完善标准与原型系统，最终形成一个落地实践的综合标准规 范。因此，基于标准规范的原型系统也是加速标准落地的关键推动 力。 因此，可信链网也是作为一个互操作标准的参考实现，以标准 规范技术，以实现促进标准，形成良性的互动循环。 可信区块链推进 计划已在国内、国际牵头了一系列的互操作标准。为快速验证标准 的可行性，加速相关标准规范的落地进程，可信链网实际建设过程 中，将以可信区块链相关互操作标准规范为依据，实际按照区块链 互操作技术要求 第 1 部分：总体、区块链互操作技术要求第 2 部分：区块链与应用互操作、区块链互操作技术要求第 3 部分： 链间互操作、区块链互操作技术要求第 4 部分：区块链与外部数 可信链网愿景 “织链成网”的基础设施 互操作的目的是完成网络的互连互通，互操作基础设施是网 络互连的基础性平台。回顾互联网的发展历程，统一的 IP 地址、硬 件地址管理协议、ICANN 等域名管理系统、Symantec、Geotrust、 Comodo 以及 RapidSSL 等全球顶级 CA 机构共同构建了互联网 互联互通过的基础设施，在各国电信运营商相互协作，共同努力下， 才促成了不同国家地区、不同组织、不同层级网络的互联互通，造就 了今天互联网的繁荣局面。 同样地，我们认为区块链做为数据可信流转的网络也将会遵 循着相似的路径发展。当前，不同区块链系统由于数据结构、共识机 制、身份协议等方面已经互不兼容的现实，正如一个个“局域网”无 法相互连通，导致“链级孤岛”问题凸显。 为促进行业级区块链的发展和互联互通，共建共享的跨链基 础设施十分必要。 可信链网基础设施以适配主流多异构区块链为目 标，链接不同区块链平台、权威可信数据源，提供“跨链即服务” （Cross Chain as a Service）的平台，实现跨区域、跨行业、跨组织 的区块链互联互通，促进可信数据大规模流通，充分发挥区块链信 任网络的效应，推动我国区块链产业深入发展。 据 互 操 作、DLT Governance and Technical interoperability Framework New Work Item on DLT Interoperability Architec- ture构建通用合规的互操作原型系统，同时以原型系统为基础，完 善互操作标准建设。 12 开放包容的开源社区 开源是信息技术发展的重要推动力。开源精神是一种开放、共 建、共享的精神，更是一种高效的协作模式。区块链技术自诞生之初 就具有开源精神，知名的 Bitcoin、Ethereum、Hyperledger Fabric 可信链网愿景 13 繁荣共生的应用生态 经过多年的探索，区块链技术因其难篡改、全程追溯、多方协同 的技术特性，正在重塑企业间供应链、流通链、产融链和数字金融多 个经济环节，呈现蓬勃发展的态势。纵观当前我国区块链应用发展 的模式，基本可分为企业级、行业级和区域级三种形态。三种形态的 区块链网络适应了各自的应用逻辑，但在互通层面也带来了新的互 通需求。 企业级区块链一般是产业链占优势地位的核心企业，或是大型 等均为开源项目，开源项目以较小的成本快速吸引了一大批技术爱 好者参与贡献，最终形成了丰富活跃的开源生态，加速了项目的落 地推广。 开源是推动互操作发展的关键因素。互操作本身是一件复杂 的系统性工程，需要多方多组织共建共享，需要高效的协作模式。同 时，可信链网整个生态秉承开放、包容的理念，目标是适配目前所有 主流的区块链底层平台。开源社区有助于协同全行业不同参与方贡 献力量，发挥众智优势，快速高效的协同工作。因此，开源是推动互 操作发展的关键因素，也是众多互操作项目的共性选择，如国内的 WeCross、BiXHub、PolyNetwork，以 及 国 际 的 Hyperledger Cactus、Cosmos、Polkadot 等均为开源项目。 可信链网秉持开放、包容的原则，构建共建、共享的区块链互 操作开源社区。可信链网以互操作基础设施为目标，以互操作相关 标准规范为依据，以开源社区为建设形式，广泛团结国内外主流区 块链底层技术解决方案（腾讯云、微众银行、蚂蚁集团、趣链科技、华 为等区块链企业）共同构建开源社区，凝聚共识，向全社会提供主流 区块链（类以太坊、超级账本 Fabric、趣链 Hyperchain、蚂蚁链、 微众银行 FISCO BCOS 等）跨链适配组件，提升主流跨链方案的跨 生态能力，从“跨链”走向“跨网”，以协力扩展互操作技术辐射范围。 可信链网愿景 14 的金融机构所发起的区块链网络，其成员主要是核心企业自身辐射 的产业链上下游企业，或是核心金融机构辐射的信贷链条中的企 业，其特点是中心化水平较高，主要服务于核心企业的自我需求。 行业级区块链主要是由行业核心或行业协会发起的区块链网 络，其成员主要是地位较为对等的行业机构，如上海保险交易所发 起的保交链其参与成员覆盖了几十家保险公司，其特点是具有典型 的对等联盟特性，服务场景也主要聚焦于行业性质的业务。 区域级区块链主要是由地方政府权威机构发起和搭建的区块 链网络平台，其使用对象主要是该区域内的各类区块链场景方。由 于政府本身具有极强的信任水平，政府主导的区块链平台有助于整 合区域内的区块链用链方式，统规统建，集约管理和使用。由于集约 建设的方式，区域级平台在内部互通上有着很好的解决。 当前，三类区块链应用模式服务于各类的场景，但在发展中，也 带来新的互通需求。企业级区块链虽立足于企业自身的诉求，但由 于产业链呈交叉状态，随着区块链应用于越来越多的场景，跨链需 求凸显。例如，某个核心企业发起的供应链金融区块链自然地会与 其他物流和运输环节的区块链网络有着数据交换的需求。行业级区 块链则更为显著，行业性区块链平台作为行业性可信数据基础设 施，对于外部可信数据有着很强的需求。例如，保险行业链需要医药 数据、各类信用数据支撑业务开展。对于区域级平台来说，当业务涉 及到全国性或跨地域的情况时，则必然需要跨链技术作为保障才能 完成互联互通。 为更好的完成多层级、全链条的互联互通，可信链网携手区块 链应用领军企业、政府数据管理机构、权威第三方数据源等重点机 构，针对企业级、行业级、区域级区块链场景，共同探索跨生态业务 场景，以链网基础设施为基础，打造繁荣共生的链网应用生态。 可信链网愿景 展 望 15 “互联网是信息自由流通的网络，区块链则是可信信息和价值 自由流通的网络”，这是对区块链的一个美好愿景，就目前来说，区 块链还无法做到高效互通，还不是自由流通的网络。类比上世纪 60 年代以局域网形式存在的计算机网络，无法与局域网范围外的计算 机互联，直到 1969 年美国高等研究计划局（ARPA）投入使用拥有四 个节点的阿帕网络（ARPAnet），计算机之间第一次具备了同构环境 下的联网能力。时间推进到 80 年代 TCP/IP 协议的诞生，使得异构 的网络之间可以彼此互联，加速了互联网的爆发。 近年区块链领域伴随技术的不断发展，涌现出大量项目，但大 多属于高度异构状态，且在发展早期，更多聚焦在自身的技术创新 与生态建设，网络逐渐被拥有特定利益的子群体隔离。同时区块链 作为一个大型异步的分布式网络，很难设计出一个“大一统”的链， 各项目方会在不同技术层面做取舍，在特定场景下，如安全性、隐私 性、效率等提供自身优势，最终导致应用层很难在单链上价值最大 化。 因此，在当前多链并存的情况下，可信链网将带来更多的价值 自由流动，促进链间协同的标准化，加速基础设施建设，推动开源技 术社区和应用生态的搭建，四位一体，是区块链向着网络效应规模 化发展的强力推手。 地址：北京市海淀区花园北路52号 邮政编码：100191 联系电话：010-62300249 传真：010-62304980 网址： 可信区块链推进计划