本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。
1.关键特性
FISCO BCOS是由国内企业主导研发、对外开源、安全可控的企业级金融联盟链底层平台，由金链盟开源工作组协作打造，于2017年正式对外开源
社区以开源链接多方，截止2020年5月，汇聚了超1000家企业及机构、逾万名社区成员参与共建共治，发展成为最大最活跃的国产开源联盟链生态圈。底层平台可用性经广泛应用实践检验，数百个应用项目基于FISCO BCOS底层平台研发，超80个已在生产环境中稳定运行，覆盖文化版权、司法服务、政务服务、物联网、金融、智慧社区等领域。
| 整体架构 | |
|---|---|
| 架构模型 | 一体两翼多引擎 |
| 群组架构 | 支持链内动态扩展多群组 |
| 分布式存储 | 支持海量数据存储 |
| 并行计算 | 支持块内交易并行执行 |
| 节点类型 | 共识节点、观察节点 |
| 计算模型 | 排序-执行-验证 |
| 系统性能 | |
| 峰值TPS | 2万+ TPS（PBFT） |
| 交易确认时延 | 秒级 |
| 硬件推荐配置 | |
| CPU | 2.4GHz * 8核 |
| 内存 | 8GB |
| 存储 | 4TB |
| 网络带宽 | 10Mb |
| 账本模型 | |
| 数据结构 | 链式结构，区块通过哈希链相连 |
| 是否分叉 | 不分叉 |
| 记账类型 | 账户模型（非UTXO） |
| 共识算法 | |
| 共识框架 | 可插拔设计 |
| 共识算法 | PBFT、Raft、rPBFT |
| 存储引擎 | |
| 存储设计 | 支持KV和SQL |
| 引擎类型 | 支持leveldb、rocksdb、mysql |
| CRUD接口 | 提供CRUD接口访问链上数据 |
| 网络协议 | |
| 节点间通信 | P2P协议 |
| 客户端与节点通信 | JsonRPC，Channel协议 |
| 消息订阅服务 | AMOP协议 |
| 智能合约 | |
| 合约引擎 | 支持Solidity和预编译合约 |
| 引擎特点 | 图灵完备，沙盒运行 |
| 版本控制 | 基于CNS支持多版本合约 |
| 灰度升级 | 支持多版本合约共存、灰度升级 |
| 生命周期管理 | 支持合约和账户的冻结、解冻 |
| 密码算法和协议 | |
| 国密算法 | 支持 |
| 国密SSL | 支持 |
| 哈希算法 | Keccak256、SM3 |
| 对称加密算法 | AES、SM4 |
| 非对称加密算法 | ECDSA、SM2 |
| 非对称加密椭圆曲线 | secp256k1、sm2p256v1 |
| 安全控制 | |
| 存储安全 | 支持落盘数据加密存储 |
| 通信安全 | 支持全流程SSL |
| 准入安全 | 基于PKI身份认证体系 |
| 证书管理 | 支持证书颁发、撤销、更新 |
| 权限控制 | 支持细粒度权限控制 |
| 隐私保护 | |
| 物理隔离 | 群组间数据隔离 |
| 隐私保护协议 | 支持群签名、环签名、同态加密 |
| 场景化隐私保护机制 | 基于WeDPR支持隐匿支付、匿名投票、匿名竞拍、选择性披露等场景 |
| 跨链协议 | |
| SPV | 提供获取SPV证明的接口 |
| 跨链协议 | 基于WeCross支持同构、异构跨链 |
| 开发支持 | |
| 合约开发工具 | WeBASE-IDE，ChainIDE |
| 开发建链工具 | 提供一键搭链脚本工具 |
| 合约部署与测试工具 | 交互式控制台 基于Java SDK的控制台 |
| SDK语言 | Java、nodejs、go、python |
| 快速开发组件 | 提供Spring-boot-starter |
| 压测工具 | SDK内嵌压测工具，支持Caliper |
| 运维支持 | |
| 运维建链工具 | 提供企业级联盟链部署工具 |
| 可视化数据展现 | 区块链浏览器 |
| 可视化节点管理 | 基于WeBASE，提供节点管理器 |
| 动态管理节点 | 支持动态新增、剔除、变更节点 |
| 动态更改配置 | 支持动态变更系统配置 |
| 数据备份与恢复 | 提供数据导出与恢复服务组件 |
| 监控统计 | 输出统计日志，提供监控工具 |
| 监管审计 | 基于WeBASE，提供监管审计入口 |
2.架构
FISCO BCOS 在2.0中，创新性提出“一体两翼多引擎”架构，实现系统吞吐能力的横向扩展
一体指代群组架构，支持快速组建联盟和建链。根据业务场景和业务关系，企业可选择不同群组，形成多个不同账本的数据共享和共识，从而快速丰富业务场景、扩大业务规模，简化链的部署和运维成本。
两翼指的是支持并行计算模型和分布式存储。前者改变了区块中按交易顺序串行执行的做法，大幅提升性能；后者支持企业（节点）将数据存储在远端分布式系统中，克服了本地化数据存储的限制。
多引擎是一系列功能特性的总括，比如预编译合约能够突破EVM的性能瓶颈，实现高性能合约；控制台可以让用户快速掌握区块链使用技巧等。
3.核心模块
- 共识机制：可插拔的共识机制，支持PBFT、Raft和rPBFT共识算法，交易确认时延低、吞吐量高，并具有最终一致性。其中PBFT和rPBFT可解决拜占庭问题，安全性更高。
- 存储：世界状态的存储从原来的MPT存储结构转为分布式存储，避免了世界状态急剧膨胀导致性能下降的问题；引入可插拔的存储引擎，支持LevelDB、RocksDB、MySQL等多种后端存储，支持数据简便快速扩容的同时，将计算与数据隔离，降低了节点故障对节点数据的影响。
- 网络：支持网络压缩功能，并基于负载均衡的思想实现了良好的分布式网络分发机制，最大化降低带宽开销。
4.性能
为提升系统性能，FISCO BCOS从提升交易执行效率和并发两个方面优化了交易执行，使得交易处理性能达到万级以上。
- 基于C++的Precompiled合约：区块链底层内置C++语言编写的Precompiled合约，执行效率更高。
- 交易并行执行：基于DAG算法根据交易间互斥关系构建区块内交易执行流，最大化并行执行区块内的交易。
- 交易生命周期的异步并行处理：共识、同步、落盘等各个环节的异步化以及并行处理。
5.安全性
- 网络准入机制：限制节点加入、退出联盟链。
- 黑白名单机制：每个群组仅可接收相应群组的消息，保证群组间网络通信的隔离性；CA黑名单机制可及时与作恶节点断开网络连接，保障了系统安全。
- 权限管理机制：基于分布式存储权限控制机制，灵活、细粒度地控制外部账户部署合约和创建、插入、删除和更新用户表的权限。
- 支持国密算法：支持国密加密、签名算法和国密通信协议。
- 落盘加密方案：支持加密节点落盘数据，保障链上数据的机密性。
- 密钥管理方案：在落盘加密方案的基础上，采用KeyManager服务管理节点密钥，安全性更强。
- 同态加密、群环签名：链上提供了同态加密、群环签名接口，用于满足更多的业务需求。
6.可运维性
- 运维部署工具: 部署、管理和监控多机构多群组联盟链的便捷工具，支持扩容节点、扩容新群组等多种操作。
- 合约命名服务: 建立合约地址到合约名和合约版本的映射关系，方便调用者通过记忆简单的合约名来实现对链上合约的调用。
- 数据归档、迁移和导出功能: 提供数据导出组件，支持链上数据归档、迁移和导出，增加了链上数据的可维护性，降低了运维复杂度。
- 合约生命周期管理: 链上提供合约生命周期管理功能，便于链管理员对链上合约进行管理。
7.易用性
8.社区开发工具
区块链中间件平台WeBASE：面向多种对象，如开发者、运营者，并根据不同的场景，包括开发、调试、部署、审计等，打造丰富的功能组件和实用工具，提供友好的、可视化的操作环境。
分布式身份解决方案WeIdentity：基于区块链的分布式多中心的技术解决方案，提供分布式实体身份标识及管理、可信数据交换协议等一系列的基础层与应用接口，可实现实体对象（人或物）数据的安全授权与交换。
分布式事件驱动架构WeEvent：实现了可信、可靠、高效的跨机构、跨平台事件通知机制。在不改变已有商业系统的开发语言、接入协议的情况下，实现跨机构、跨平台的事件通知与处理。
跨链协作方案WeCross：支持跨链事务交易，满足跨链交易的原子性，对跨链进行治理，可支持多方协作管理，避免单点风险。
场景式隐私保护解决方案WeDPR：针对隐匿支付、匿名投票、匿名竞拍和选择性披露等应用方案，提供即时可用场景式隐私保护高效解决方案，助力各行业合法合规地探索数据相关业务。
区块链数据治理组件解决方案：稳定、高效、安全的区块链数据治理组件解决方案，分别从底层数据存储层、智能合约数据解析层和应用层三个方面，提供了区块链数据挖掘、裁剪、扩容、可信存储、抽取、分析、审计、对账、监管等数据治理方面的关键能力。
区块链多方协作治理组件解决方案：可无缝适配FISCO BCOS的区块链治理组件解决方案。首批开源的四个组件分别从私钥丢失重置、合约权限细粒度管控、私钥和证书的全生命周期管控等方面着手，提供了可部署的智能合约代码、易于使用的SDK和可参考的落地实践Demo等交付物。
区块链应用开发组件解决方案：一套开放、轻量的开发组件集，覆盖智能合约的开发、调试、应用开发等环节，包含了Solidity智能合约开发工具库、 智能合约Gradle编译插件、应用开发脚手架。
ChainIDE：提供智能合约云端开发工具，帮助开发者节约边际成本，加速推送区块链应用落地。
FISCO BCOS区块链工具箱：与WeBase/Remix/VSCode/ChainIDE等IDE协同工作，提升开发体验与开发效率。
Ansible for FISCO BCOS 自动化生成企业级部署文件：本项目由为区块链开源项目 FISCO-BCOS 提供了自动化生成企业级配置文件的 ansible playbook。2 群组 3 机构 6 节点的环境，可以在 30 秒内（除下载时间）生成配置，极大简化了部署难度，避免了手工配置容易发生的错误
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