京东区块链白皮书:区块链发展面临的挑战

链书网 区块链白皮书 2018-10-17 25 0

     目前人们已经广泛认识到区块链巨大的应用价值,但是区块链的技术发展却还没有到达成熟阶段,尤其在企业级应用方面,区块链的交易并发能力、数据存储能力、通用性、功能 完备性、易用性都还存在明显不足。

  交易并发能力

  目前开源的区块链系统的高并发交易能力普遍不高,其中,共识算法是制约性能的重要方面。在区块链中使用的典型共识算法主要有:PoW、PoS、DPoS、PBFT 等,它们的性能

  对比如下:

 表 主流区块链平台的性能对比测试

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  制约性能的另一个重要因素是账本结构。目前典型的区块链账本设计为区块的单链结 构,意味着从全局来看所有的交易都只能顺序地被处理。由于交易处理缺少并行度,因而难以获得接近于传统中心化系统的性能表。

  企业场景下的交易并发量通常要求在每秒处理数百至数千笔以上的交易,远高于目前包括公有链、联盟链在内的典型区块链的表现,而且还要求区块链的性能表现可以随着业务规模的增长而动态伸缩。因此,现实和目标之间存在数量级的差别,需要持续优化和提升区块链系统高并发交易性能。

  数据存储能力

  在数据存储能力方面,由于区块链的数据只有追加而没有移除,数据只增不减,随着时间推移,区块链系统对数据存储大小的需要也只能持续地增大,在处理企业数据时这一趋势增长更甚。

  不同于公链数字货币的主要内容是“账户余额”,企业场景下的数据包含结构化和非结构化数据,数据量十分庞大。以电商供应链为例,主要电商入口的每日数据记录条数通常都在千万级以上,如再沿着供应链条进一步展开时,每延伸一级数据量都会进一步放大。

  目前典型的区块链系统在实现对账本数据的存储时,典型的实现方式是基于文件系统或者简单的 KV 数据库存储,没有采用分布式存储的设计,因而数据存储能力与实际需要之间也存在较大的差距,需要探索更为有效的大数据存储方式。

   通用性

  区块链需要适应多样化的业务需求,满足跨企业的业务链条上的数据共享,这意味着区块链对数据的记录方式要有足够的通用和标准,才能表示各种结构化和非结构化的信息,并能够满足随着业务范围拓展所需的跨链要求。

  目前市面上的区块链系统大多采用特定的共识算法、加密算法、账户模型、账本模型、存储类型,缺少可插拔能力,无法适应不同场景要求。

   功能完备性

  纵观现有区块链平台,模型抽象单一,难以适应业务系统快速开发的要求。另外,缺少

  对企业应用中常见的一些功能的支持,例如用户认证、多级授权等。再者,涉及到企业业务协作时,跨企业的事件通知机制显得尤为重要,但少有区块链平台支持。

  易用性

  区块链是由多种技术构成的,导致学习成本高、实施难度大、人才稀缺。如何让用户快速理解区块链,低成本学习区块链,并将区块链技术快速应用到自身的业务中去,目前来看有很大的挑战。区块链技术需要降低学习和使用门槛,支持快速实施部署,提供贴近业务的接口,推广使用。

  从比特币的提出到今天为止,人们尝试了非常多样化的应用场景。最初是币(coin)的应用,各种数字货币的出现和热炒引起了广泛关注和讨论。人们发现,作为比特币底层技术的区块链可以用来解决现有业务的一些痛点,创新业务模式,于是金融和产业领域开始形成一些组织联盟,如 R3、Hyperledger 等。技术圈也逐渐将更多的关注从“币”转到了区块链的企业级应用。

  人们在许多领域进行了广泛的尝试,例如供应链管理,互联网金融,证券和银行业务, 贸易融资,保险,医疗健康,资产管理,数字版权保护,公益慈善,政府公共服务,监管合规性与审计,游戏,公益等等。但是,目前已经成功落地的区块链应用比较少,无论是技术还是业务都还处在摸索阶段。

  业界的积极实践进一步巩固和加深了人们对区块链潜在价值的认识,但却鲜有成功的落地案例,大多数停留在理念或 POC 阶段,这种状况的形成受许多因素影响:

 不适用的、不可持续的场景

  有不少案例是为了区块链而区块链,而不是从解决业务痛点出发,导致案例缺少有效价值,例如对一些不需要公开的信息进行存证。或者没有结合区块链的特点来设计业务创新, 仍然以传统的思路来设计业务模式,例如仍然用中心化影响力来把业务简单地搬到链上,不

  能高效地拓展业务边界。

  错误的实施方法

  没有充分认识区块链的技术特点,无法设计出合理的技术方案。比较典型的例子如把区块链简单地当做数据库,把原来中心化系统数据直接搬到区块链上。

   技术不成熟

  没有充分认识区块链技术目前的成熟度现状,过于乐观地选择技术方案。目前区块链在性能、扩展性、易用性、功能完备性、运维成本等许多方面都还有待完善,更合理的应用方式应该是以应用层业务系统为主,区块链底层完善优化为辅,开展区块链技术应用。

  人才稀缺

  区块链是个多学科综合技术解决方案,包括分布式、存储、密码学、网络通讯、芯片技术、经济学、法律等,技术专业能力要求高,技术学习、人才培养、实践经验积累周期长。目前影响区块链应用落地的因素有很多,以上仅简单列举几点,以此说明区块链的发展

  仍然任重道远。


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