泰安链底层系统设计、核心优势、技术实现区块链

作为引领新一轮信息技术革命的关键技术之一，近些年来，区块链逐渐走进人们的视野。我国已将区块链产业上升为国策，利用区块链赋能各行各业，乃至促进我国治理体系和治理能力现代化。
伴随着市场的不断成熟，法规的不断完善，这几年来，区块链技术不断迭代。凭借更低的经济成本、更低的技术门槛、互联互通等优势，开放联盟链正在得到越来越多行业的认可。有专家预言“10年以后，很多链会消失，开放联盟链将会占据主流，其市场占比将达到50%。”
2020年9月，BSN开放联盟链（OPB）正式启动建设。与普通的开放联盟链或某一条开放联盟链相比，除了具备共有特点外，BSN开放联盟链还具有安全合规、多链架构、快捷上链、弹性计费等多项优点。
目前BSN已上线6条开放联盟链，泰安链便是其中之一。
PS：BSN是由国家信息中心、中国移动通信集团有限公司、中国银联股份有限公司、北京红枣科技有限公司共同发起和建立的跨云服务、跨门户、跨底层框架，用于部署和运行各类区块链应用的全球性基础设施网络，是全球规模最大的区块链底层基础服务环境，目前已在全球建立了一百三十余个公共城市节点。
1.泰安链简介
泰安链是2021年2月首批在 BSN 环境上线、以山东泰安市命名的开放联盟链。
泰安链基于联盟链底层平台FISCO BCOS打造而成。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，并于2017年正式对外开源。
目前，已有多个BSN官方指定应用基于该平台打造。
2.泰安链的系统设计
泰安链基于多群组架构实现了强扩展性的群组多账本，基于清晰的模块设计，构建了稳定、健壮的区块系统。从整体架构上泰安链共划分以下4层：

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基础层:提供区块链的基础数据结构和算法库。
核心层: 实现了区块链的核心逻辑，核心层分为两大部分：

链核心层: 实现区块链的链式数据结构、交易执行引擎和存储驱动。
互联核心层: 实现区块链的基础P2P网络通信、共识机制和区块同步机制。

管理层: 实现区块链的管理功能，包括参数配置、账本管理和AMOP。
接口层: 面向区块链用户，提供多种协议的RPC接口、SDK和交互式控制台。
3.核心优势和开发支持
泰安链具有6大核心优势：
一站式开发套件：从底层平台到中间件，再到应用层组件，提供区块链应用开发的一条龙解决方案，助力快速开展应用。
高速智能合约引擎：单链实测TPS两万以上，确保高一致性和事务性，支持并行多链平行扩展。
高效共识机制：同时支持PBFT，rPBFT和RAFT三种共识方式，秒级确认，高一致性，可容错。
场景式隐私保护：一站式隐私保护解决方案，全周期敏感数据隐私保障，支持零知识证明和同态加密算法。
完整国密算法体系：支持国密SM2、SM3、SM4等全部标准。
全套监管解决方案：实现穿透式监管，所有数据可监管、可审计、可追溯。

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丰富的业务开发支持。
为支持业务开发，FISCO BCOS提供了一系列的工具。包括Go、Python、JS、Java等语言的SDK等。对于传统业务开发者来说，对合约可能不是十分熟悉。FISCO BCOS有基础的合约库，基于这些合约库，用户可以开发自己的应用，提高业务开发的效率。社区提供了ChainIDE、WeBASE等一系列的合约开发调试工具。FISCO BCOS已经在政务、金融、农业、公益、文娱、供应链、物联网等领域有一系列的案例。用户可以参考这些案例，结合自己的业务，来利用区块链技术。

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目前，FISCO BCOS开源社区汇聚了超3000家企业及机构、70000+名社区成员，成功支持政务、金融、农业、公益、文娱、供应链、物联网等多个行业的数百个区块链应用场景落地，社区收集到的标杆应用超过200个。
4.基于FISCO BCOS泰安链技术实现
泰安链是基于FISCO BCOS框架打造的开放联盟链，增加了能量值的充值和消耗模块，能量值主要用于发起交易的成本消耗，用户使用链的资源，需要支付一定的费用（能量值）。

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能量值逻辑模块的主要功能包括充值、消耗、续费、扣费、交易流水查询等。
注册: 用户向BSN门户申请账户，BSN为其产生账户，账户私钥可由用户自己管理，也可由BSN托管。
充值：用户通过BSN门户充值人民币，换取特定数额的能量值。
消耗: 用户使用在BSN门户申请的链账户通过OPB网关向链上发送交易，交易执行过程中，需要扣除交易执行过程所消耗的能量值；当账户的能量值余额小于交易所需消耗的能量值时，交易将被回滚。
续费（Add）: 仅指定的管理员可执行该操作，当账户的能量值余额不足时，用户可通过BSN门户为该账户充能量值。
能量值余额查询: 用户可通过BSN门户查询指定账户的能量值余额。
交易流水查询: 用户可通过BSN门户查询每笔交易对应的能量值消耗。

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从技术角度看，泰安链实现能量值的充值和消耗功能主要是基于底层FISCO BCOS的两种技术支持。
1是预编译合约（GasChargeManagePrecompiled）。 FISCO BCOS预编译合约具有多种特点。采用C++编写合约逻辑，合约编译集成进FISCO BCOS底层节点；与Solidity合约一致的访问方式；调用合约不进EVM，突破EVM性能瓶颈；提供标准开发框架，只需继承基类，实现call接口即可；适合于逻辑相对确定、追求高并发的场景。

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预编译合约引擎与EVM引擎的区别
2是CRUD分布式存储。为了提升区块链的容量以及性能，FISCO BCOS 采用分布式存储结构，得益于分布式存储采用了库表结构，FISCO BCOS设计一套CRUD(Create增加、Read读取、Update更新和Delete删除)操作的接口，让存储的操作更加简单方便。
CRUD面向库表的开发方式也更符合业务开发习惯，同时也为业务开发提供了另外一种选择(以往只能用Solidity合约)，更加便利了区块链的开发。
CRUD的优点：接口使用简单，提升开发效率；实现合约的逻辑与存储的分离，便于进行合约的升级更新；灵活多样的访问方式。
5.丰富周边组件，支撑业务应用
泰安链提供了一揽子的开放联盟链解决方案，譬如智慧政务、金融、社会治理、智慧城市、文化版权、供应链、司法存证等。
这一方面是由于泰安链底层集成了很多解决方案。另外一方面得益于FISCO BCOS开源社区丰富的开发套件。譬如Python区块链盒子、长虹—多语言开发套件、上贸大的Toolbox、上海新致-企业级部署脚本、WeBASE中间件平台、纯白矩阵—ChainIDE等。这一切都让泰安链的应用更加丰富和完善。
6.如何快速接入泰安链
心动不如行动，下面就跟随小编来上手体验一下泰安链。
官网注册先打开BSN开放联盟链官网，注册账户。
官网地址：https://opb.bsnbase.com/main/...