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原标题:微众银行区块链论文中稿国际顶会,突破区块链性能瓶颈

2023-09-08 15:46:58 作者:姚立伟

近日,超算领域国际顶级会刊SC23公布了论文入选名单,由微众银行区块链团队发表的论文——《FISCO-BCOS:An Enterprise-grade Permissioned Blockchain System with High-performance(FISCO BCOS:高性能企业级联盟链)》显示被录用,该论文也是此次会议唯一一篇区块链领域被录用的论文。中稿国际顶级会刊,标志着微众银行区块链团队技术再次受到了学术界认可。

SC会议全称为“高性能计算、网络、存储和分析国际会议” (The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis),是高性能计算、体系结构领域顶级会议,由IEEE计算机学会、美国计算机协会(ACM)共同举办,为中国计算机学会(CCF)推荐A类会议(CCF收录的国际会议中,A类为最顶级期刊)。SC致力于探讨全球高性能技术、产品和发展趋势,至今已成功举办24届,是该领域最大规模、最受欢迎的学术会议之一。会议论文发表难度高,录用率约为25%,每年仅收录约100篇左右。

近年来,区块链已广泛应用于金融、政务、司法等众多领域,丰富多样的应用场景对区块链性能提出了更高要求。此次微众银行的中稿论文针对上述性能需求提出了创新方案,解决了联盟链在处理复杂业务逻辑和巨量交易应用中的性能瓶颈问题。

在实验测试中,由微众银行牵头研发的国产开源联盟链底层平台FISCO BCOS性能的吞吐量分别达到了两个同类主流平台的7.4倍和28.4倍,而延迟仅为其一半。

在研究中,微众银行区块链团队确定了限制系统性能的两个关键因素,即区块之间处理串行的依赖性,以及处理多个复杂合约时交易层面的并发性不足。为解决这些问题,团队引入了两个创新解法。首先是区块流水线(BLP),它打破了块处理的串行依赖性,并以流水线方式处理块的整个生命周期。其次是确定性多合约(DMC),它提出了一种块内调度算法,将交易分派到多个分片中,并利用一组执行器来同时处理每个分片中的交易。通过这两种创新解法,整体实现了交易的并行执行,显著提高了整体性能,满足多个应用场景的高性能要求。

简单来说,如将链上区块的处理流程比作工厂生产,传统区块生成机制就如同一个工人包办所有制造工序:链上区块生命周期中的打包、共识、执行、存储等不同关键环节处理对网络、CPU、磁盘IO等资源依赖不同,传统串行生成机制就好比工人单独生产,完成一个产品后才能开始下一个,整体生产效率很低。如果采用流水线作业,让每个工人单独负责一个步骤,减少工序切换开销和闲置浪费,就能提升整体效能。区块流水线(BLP)就是在区块级进行了流水化作业,允许多个区块在同一时刻处在不同环节被处理,充分利用了各种机器资源,最大化提升区块处理效率。

然后,在流水线生产过程中,可能会碰到某环节“拥堵”的问题,比如某环节工作量大、所需时间长,流水线上下游都在等待,就会降低效率。为解决此瓶颈,则需要在该环节引入多个工人并行工作。在区块链系统中,执行区块内的交易通常是流水线瓶颈,为此,FISCO BCOS提出业界首创的确定性多合约并行算法DMC,通过智能调度机制,将区块内的交易验证平行扩展到多个执行器,充分并行化执行,保证流水线高效顺畅。

FISCOBCOS v3.0正式版已结合区块流水线(BLP)和确定性多合约(DMC)方案,可满足更多产业对区块链高性能、高交易量的需求。迄今,FISCO BCOS已支撑 300 余个产业数字化标杆应用,开源生态圈汇聚超 4000 家机构 、超 90000 名个人成员,共同推动了最大最活跃国产开源联盟链生态圈的形成。2022-2023年,凭借领先的技术和活跃的开源社区建设,微众区块链蝉联《福布斯》全球区块链50强,获得海内外广泛认可。

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