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新晨科技聯(lián)盟鏈多中心部署， 解決跨地域業(yè)務(wù)連續(xù)性難題

2025/10/24 17:31:35      挖貝網(wǎng) 李輝

上一期，我們聊了新晨科技區(qū)塊鏈新專利——一種分布式身份的多源零知識驗證方法和系統(tǒng)”如何幫助企業(yè)探尋數(shù)據(jù)隱私安全及創(chuàng)新便捷服務(wù)的平衡點。本期，我們再聊聊新晨另一項區(qū)塊鏈新專利——“一種聯(lián)盟鏈上共識失效”的應(yīng)急方法（授權(quán)公告號：CN 114944913B），該項技術(shù)創(chuàng)新采用密鑰分離設(shè)計與部分備份策略，為聯(lián)盟鏈災(zāi)備帶來的真正變革，解決企業(yè)鏈上數(shù)據(jù)存儲后顧之憂。


聯(lián)盟鏈上，

存儲效率及可靠性如何取舍？


對金融、供應(yīng)鏈、政務(wù)等關(guān)鍵領(lǐng)域來說，聯(lián)盟鏈已不再是個陌生的概念，甚至在新型基礎(chǔ)設(shè)施中扮演著越來越重要的角色。然而，在多數(shù)據(jù)中心環(huán)境中，區(qū)塊鏈節(jié)點會分散在多個數(shù)據(jù)中心中同時運行，大家仍有安全顧慮——當鏈上有數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障，常常意味著近半節(jié)點失聯(lián)，現(xiàn)有的聯(lián)盟鏈共識機制會因為網(wǎng)絡(luò)被分割等問題面臨失效，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓。當問題發(fā)生時，按傳統(tǒng)災(zāi)備方案主要采用預(yù)先或災(zāi)害發(fā)生時完整克隆節(jié)點及數(shù)據(jù)，或耗費大量存儲資源，或?qū)е聰?shù)小時停擺，對業(yè)務(wù)產(chǎn)生無法挽回的損失。 

新晨科技創(chuàng)新中心總經(jīng)理付正表示：“目前大多數(shù)聯(lián)盟鏈采用雙中心部署，以保證系統(tǒng)高可用性。但一旦某個服務(wù)器中心宕機，即使另一中心正常運行，共識機制也會因節(jié)點數(shù)量不足而無法達成共識，繼而導(dǎo)致全鏈癱瘓。業(yè)界常見方案是在備份中心完整復(fù)制所有節(jié)點的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，通過"全克隆"方式恢復(fù)運行，但從技術(shù)上看，這種方案的邏輯與區(qū)塊鏈分布式賬本能力是相悖的，且存儲資源消耗翻倍，數(shù)據(jù)同步耗時長，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)效率低。對我們熟悉的金融行業(yè)來說，這樣的恢復(fù)速度遠遠無法滿足要求，尤其是7x24小時運行的業(yè)務(wù)，必須分秒必爭。”

為了解決上述問題，新晨科技研發(fā)了一項創(chuàng)新性應(yīng)急方案——通過不同密鑰體系，將共識流程與業(yè)務(wù)流程分離，重塑聯(lián)盟鏈安全架構(gòu)，同時落地部分備份策略，將應(yīng)急恢復(fù)時間從數(shù)小時縮短至分鐘級，從根本上解決聯(lián)盟鏈需要犧牲存儲效率換取可靠性的難題。


密鑰分離+部分備份策略，

重新定義聯(lián)盟鏈災(zāi)備標準


該項方案的第一個核心創(chuàng)新，在于密鑰分離設(shè)計實現(xiàn)了安全邊界的精準控制。通過共識公鑰/私鑰專用于驗證交易是否通過聯(lián)盟鏈系統(tǒng)共識、業(yè)務(wù)公鑰/私鑰負責判定交易發(fā)起方是否合法，兩種公鑰及私鑰組成的雙密鑰體系確保即使共識密鑰因應(yīng)急需要而被部分共享，業(yè)務(wù)密鑰仍然保持獨立和安全。這種分離設(shè)計帶來了關(guān)鍵優(yōu)勢——共識與業(yè)務(wù)解耦，安全邊界清晰化，實現(xiàn)安全邊界精確控制。在應(yīng)急情況下，只需處理共識私鑰的備份與恢復(fù)，無需暴露更為敏感的業(yè)務(wù)私鑰，極大增強了系統(tǒng)的安全性。

該方案的另一個核心創(chuàng)新是，部分密鑰備份策略，雙中心交叉容災(zāi)部署創(chuàng)新部署架構(gòu)，保障共識有效運行。付正介紹道：“除了本中心的共識私鑰外，這項方案在每個中心設(shè)置了專門的備份節(jié)點存儲另一中心的部分共識私鑰，通過雙中心交叉容災(zāi)部署，巧妙地在容災(zāi)可靠性和存儲效率間取得了最佳平衡。備份策略經(jīng)過了精心計算，如果系統(tǒng)遵循大多數(shù)原則，則每個中心存儲的共識私鑰數(shù)量超過半數(shù)，如果采用拜占庭容錯原則，如PBFT機制，則存儲數(shù)量超過總數(shù)的2/3。以精確的數(shù)學(xué)建模確保了在最壞情況下系統(tǒng)仍能維持共識。”

當這兩項創(chuàng)新結(jié)合之后，以輕量的密碼學(xué)計算取代了復(fù)雜的節(jié)點重建及數(shù)據(jù)拷貝，讓故障節(jié)點在分鐘級內(nèi)恢復(fù)，支撐系統(tǒng)快速重建共識，應(yīng)急恢復(fù)達到前所未有的高效。監(jiān)控系統(tǒng)自動檢測到故障后，管理員只需確認應(yīng)急狀態(tài)并發(fā)送應(yīng)急指令，即可啟動災(zāi)難恢復(fù)流程——備份節(jié)點激活故障中心共識私鑰，模擬故障節(jié)點參與共識，確保系統(tǒng)共識機制繼續(xù)運行，同步正常中心保持原有數(shù)據(jù)處理流程，保障業(yè)務(wù)不受影響。在這樣的機制下，即使半個網(wǎng)絡(luò)癱瘓，系統(tǒng)也能在幾乎無感知的狀態(tài)下繼續(xù)運行，極大保障了業(yè)務(wù)連續(xù)性。

付正表示：“該技術(shù)在我們的部分銀行客戶生產(chǎn)系統(tǒng)中已經(jīng)部署且通過了實際驗證，在多中心應(yīng)用場景中具有重要價值。在客戶數(shù)據(jù)中心之一發(fā)生故障后排查解決過程中，使聯(lián)盟鏈相關(guān)服務(wù)無間斷，業(yè)務(wù)用戶幾乎無感，相比之前需要數(shù)小時回復(fù)的系統(tǒng)而言，業(yè)務(wù)損失將至最低。這項技術(shù)可以應(yīng)用在多個重要領(lǐng)域，例如在金融領(lǐng)域，銀行間清算系統(tǒng)可采用該方案保障跨行交易實時清算。又如政府部門可以依托此技術(shù)確保民生服務(wù)不間斷運行。供應(yīng)鏈企業(yè)能夠建立抗故障能力更強的物流追溯系統(tǒng)，保障全球物流信息實時更新和驗證?！?/p>

談及未來研發(fā)方向時，付正介紹道：“一方面，智能化是重要趨勢，我們正在朝著這一方向努力，通過引入機器學(xué)習算法，自動檢測異常模式，預(yù)測潛在故障，甚至預(yù)先啟動恢復(fù)流程。同時，區(qū)塊鏈智能合約將被用于管理應(yīng)急流程，確保恢復(fù)過程的可驗證和不可篡改。另一方面，跨鏈容災(zāi)也是一大趨勢，通過"鏈間互助"模式進一步增強聯(lián)盟鏈系統(tǒng)的魯棒性，當多個中心發(fā)生故障時，系統(tǒng)能夠動態(tài)接入其他聯(lián)盟鏈的備用節(jié)點，形成更大范圍的容災(zāi)網(wǎng)絡(luò)?！?/p>