百度与飞腾 区块链一体机联合解决方案

     随着区块链技术的发展，人们越来越认识到区块链的优越性。由于区块链技术不可篡改、可追溯等特性，针对现实世界复杂的应用场景，不仅能够满足其商业逻辑的需求，而且安全性得到提高，所以社会各行业都大力推行区块链技术的发展。这为社区管理、医疗、金融、文化、农业、知识产权等各行业信任问题和数据安全提供了新的技术支撑。但是区块链也是不完美的，它存在着一些问题。区块链是极度依赖算法的技术，复杂的计算极度消耗机器的性能；区块链的账户一旦被窃取或者丢失，那么就等于对应账户所有的资产被窃取和丢失；区块链上的数据是公开透明的，但是很多场景下要求数据是隐私且不可篡改的；区块链智能合约如果设计不合理可能还会导致被攻击。

    百度采用区块链节点和物理设备相结合的方式，与飞腾一起构建了区块链一体机解决方案。客户需要搭建区块链网络时可以直接采买一体机，这样省去了部署运维的成本。同时，利用国产的软硬件帮助用户大幅度提升区块链网络性能，同时极大的提供节点的安全性，还可以解决敏感数据上链的隐私保护问题。

    目前一体机的核心CPU芯片为飞腾FT-2000/4、D2000、S2500, 能够运行TEE的环境， 并且具备专用安全硬件加速电路； 在硬件基础至上，运行经过硬件适配的区块链节点。

    飞腾CPU在硬件和基础软件上支持了TEE和SE，其应用架构如图所示：

    飞腾在处理器层次引入了两个不同权限的保护域——安全世界和普通世界，任何时刻处理器仅在其中的一个环境内运行；当处理器处于普通世界时无法访问安全世界的内存、缓存以及其他外围安全硬件设备。

    运行在一体机上的区块链节点是基于百度超级链XuperChain的进行升级改造的。XuperChain的主要架构如下:

    其主要特点是高性能，通过原创的XuperModel模型，真正实现了智能合约的并行执行和验证，通过自研的WASM虚拟机，做到了指令集级别的极致优化。

    在架构方面，其可插拔、插件化的设计使得用户可以方便选择适合自己业务场景的解决方案，通过独有的XuperBridge技术，可插拔多语言虚拟机，从而支持丰富的合约开发语言。

    在网络能力方面，XuperChain具备全球化部署能力，节点通信基于安全的P2P网络，支持广域网超大规模节点，且底层账本支持分叉管理，自动收敛一致性，TDPOS算法确保了大规模节点下的快速共识。在账号安全方面，XuperChain内置了多私钥保护的账号体系，支持权重累计、集合运算等灵活的策略。

    运行在一体机之上的XuperChain是对包括共识、智能合约、账本等模块进行了定制改造， 在交易校验、隐私合约执行、账本安全读写等环节通过在正常的环境下调用可信计算区的可信应用，保证只在可信计算区使用密钥和处理数据，增强区块链节点的安全性。并且使用硬件的安全加速电路以及改造对应的数据处理环节，提高整体的性能。

    方案实施效果:

    区块链一体机可以实现即买即用的区块链服务，使用一体机主要是达到如下几个目的:

1. 高安全：

    主要是指算法安全和网络安全。隐私安全是指我们的隐私被保存在安全存储硬件上，并且使用硬件安全手段去防护，无法通过入侵来获取隐私。我们使用专用安全硬件加速电路来运行算法保障安全，同时使用硬件随机数抵御差分攻击。网络安全是指我们使用一体机的解决方案，实现设备之间传输的隐私协商，保障传输隐私的安全。

2. 强隐私

    主要是指合约的隐私，我们使用TEE来进行合约存储的处理，保证敏感数据的保护和使用授权，保护用户数据的安全和隐私。

3. 高性能

    使用硬件安全电路来提高计算hash和安全保证的性能。可以通过可信的硬件改造对应的区块处理流程，减少交易校验的过程。

    百度牵头组建了超级联盟网络，是基于区块链一体机搭建了区块链基础服务网络。它为用户提供区块链应用快速部署和运行的环境，无需建链即可运用区块链技术，并且通过提供丰富的合约模板和强大的功能组件，降低用户使用区块链的门槛；超级联盟节点分布在全国，面向社会开放的节点接入，具备极强的公信力；具备计算和存储等资源的弹性付费能力，可以实现按需按量灵活计费。

    百度超级链。