三位一体：打造软硬服一体化的区块链平台
导 读
随着联盟链产业的精细化发展以及国内外技术产业核心知识产权的白热化竞争，当前联盟链发展瓶颈逐渐显露，主要存在以下问题：
首先，缺乏场景精细化服务。当前联盟链企业大多数使用通用化的联盟链服务平台，缺乏针对性、定制化的服务，不能很好地满足如政企、金融等特定场景下的高安全、强隐私、自主可控、性能优良等要求。
其次，缺乏核心技术自主知识产权。当前我国IT产业的基础设施，包括CPU、操作系统、数据库等，仍以海外高科技企业的软硬件为主。近几年我国科技企业、IT企业经常被科技强势的国家扼住喉咙，国产自主可控发展势在必行。
最后，缺乏软件硬件服务深度融合平台。当前区块链部署、组网以及可视化管控运维效率低，同时没有很好的发挥平台硬件在性能、安全、隐私等方面的能力。区块链软硬服一体化融合将是未来一个重要的发展方向。
综上，为了解决上述问题，需要研发具备场景定制化、自主可控、高易用、高安全、强隐私、软硬服（软件、硬件、BaaS（Blockchain as a Service）服务）三位一体的新一代的联盟链产品以满足上述需求。
趣链区块链一体机特性
趣链区块链一体机采用了国产x86架构的CPU，支持内存加密、安全容器、可信执行环境等相关安全技术，打造了内生安全的区块链执行环境；趣链一体机支持区块链隐私交易与可信数据源等方案，满足了敏感场景下高安全强隐私需求；同时，它能够支撑区块链应用的多样化落地，支持开机即用以及可视化运维管控，全面实现区块链软硬服一体化的国产自主可控。
趣链区块链一体机与通用区块链平台的对比如下表所示：
*表1 趣链区块链一体机业务价值对比分析
产品架构
趣链区块链一体机产品架构主要分为四层，基础层提供安可服务器、操作系统以及专用芯片/硬件设备，进行安全隐私保护和硬件加速功能；核心层提供核心协议及基础组件的有力支撑；BaaS服务层为用户交互层，用户可以对链、节点、合约、业务数据等方面进行可视化运维管控；应用层通过一体机底层支持，为政务、司法、金融等行业提供强隐私、高性能、高安全、即用即上链的一体机技术服务。
▲ 基础层
采用业界当前先进的安全技术：保证计算机系统的安全是区块链一体机的重中之重。而高安全的系统需要可信硬件提供支持。趣链区块链一体机提供了如内存加密、安全容器加密、TEE可信执行环境等相关安全技术，保证区块链产品的安全性与稳定性。
支持国产化的可信执行环境：仅仅具有可信硬件还不足以保证系统的安全。只有严格按照标准规范，正确地使用这些硬件提供的功能，才能确保数据和执行过程的安全。趣链一体机的操作系统以及加密标准实现了全国产化。同时基于可信硬件，趣链提供了完善的区块链隐私保护方案和可靠的数据分享方案，形成了一个安全闭环。
支持区块链专用密码卡：针对一体机使用过程中最常见的需求——密钥管理，趣链一体机提供了专用密码卡，有效地避免了用户由于操作不慎造成的密码泄露。同时，趣链也基于该密码卡，实现了完善的区块链密码学套件，支持国密、聚合签名、同态加解密等高效区块链密码学算法。
支持基于硬件的加速器：共识算法、网络传输以及对于交易的签名验签，对于整个区块链的运行效率至关重要。趣链一体机不仅从软件层面针对共识算法进行了特定的网络协议优化，也提供了区块链专用网卡加速网络数据包的处理；同时趣链基于加密芯片的国密算法的优化，使得验签性能有了10倍的提升。通过硬件加速，一体机相比通用服务器整体实现了50%性能提升。
▲ 核心层
趣链一体机内置了业内领先的趣链区块链平台Hyperchain。趣链区块链平台是杭州趣链科技有限公司研发的国产自主可控联盟链基础技术平台，面向企业、政府机构和产业联盟的区块链技术需求，提供企业级的区块链网络解决方案。
Hyperchain符合ChinaLedger技术规范，是第一批通过工信部标准院与信通院区块链标准测试的底层平台。在2019工信部评测中，趣链区块链平台名列第一，功能测试全部通过、性能测试遥遥领先。
Hyperchain聚焦高效易用、高可扩展、安全合规三大主题，全面打造最佳用户体验。平台目前在实际标准投产环境中(8核16G，HDD机械硬盘的标准服务器)能够支撑32000TPS，单链在硬件加速条件下可达50000TPS以上，日均存储量实现TB级突破，同时通过自研高效共识算法NoxBFT，支持数千节点的共识组网，并首创大规模分层组网模式，实现数十万个多类型区块链网络节点的分层部署。
此外，平台还具有高效数据索引服务、大文件可信存储服务、可信数据源服务、多层级权限管理体系、基于TEE的安全加密存储机制、多维度安全审计服务、分布式CA管理机制、完备生态组件等一系列可拓展特性，支持企业基于现有云平台快速部署、扩展和配置管理区块链网络，对区块链网络的运行状态进行实时可视化监控。
平台致力于打造国产商用化区块链底层基础设施，为数字资产清算、数据可信存证、去中介交易等去中心化应用提供优质的技术支撑和便捷可靠的一体化解决方案。同时积极布局区块链生态，在金融、医疗、政务、能源、IOT等领域实现“区块链+”，充分发挥区块链作为下一代价值互联网的底层支撑作用，赋能各行各业，助力经济社会发展。
▲ BaaS层与应用层
一键部署，开机即用：趣链区块链一体机提供区块链一键部署组网服务，将原先繁琐而耗时的区块链网络手动部署流程，以自动化、可视化的方式呈现，将流程缩短至3个步骤、耗时降至5分钟以内。同时，在繁琐且易错的多机节点互联场景中，趣链一体机支持可视化配置多机互联参数、可视化展示多机互联全流程，全面降低区块链节点组网门槛。
可视化运维：同时，趣链区块链一体机提供全方位运维服务。通过 Dashboard 展示丰富图表，实现节点交易数据、节点资源、节点拓扑的监控可视化，满足各种场景下的监控数据可视化需求；支持日志实时分析、日志等级动态设置、日志上下文查询等，助力全面清晰定位系统异常；支持系统自定义区块链网络风险告警阈值或日志关键词，实时监控第一时间触发告警，为区块链一体机的稳定运行保驾护航。
合约便捷管理：并且，趣链区块链一体机提供智能研发服务。系统集成了智能合约IDE，提供代码智能提示、代码自动格式化，提供合约模拟运行环境，支持合约模拟部署、调用、调试，助力开发者高效开发智能合约。同时智能研发通过SML形式验证和静态分析方法，对智能合约进行全方位的形式规范验证与漏洞的分析扫描，输出审计报告提供修复建议，从而实现智能合约的安全审计。
结 语
本文简要地给大家介绍了趣链区块链一体机的功能特性，以及区块链一体机的价值。相信大家已经对区块链一体机有了初步认知，想了解更多关于区块链一体机的软硬协同开发的细节，欢迎关注趣链区块链一体机产品后续推文系列。添加小助手桔子（18458407117）加入技术交流群，一起“趣”探索区块链的技术奥秘！
作者简介
汪晓可
来自趣链科技基础平台部，区块链软硬件协同设计研究小组
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