本篇案例為數(shù)據(jù)猿推出的“金融科技價值—數(shù)據(jù)驅(qū)動金融商業(yè)裂變”大型主題策劃活動(查看詳情)第一部分的文章/案例/產(chǎn)品征集部分;感謝 趣鏈科技 的投遞

來源：數(shù)據(jù)猿 | 投遞：趣鏈科技

1、企業(yè)名稱

中國銀聯(lián)、光大銀行

2、所屬分類

金融科技 · 大數(shù)據(jù)安全

3、案例背景

近年來，包括銀行、證券、保險等在內(nèi)的眾多金融行業(yè)成為區(qū)塊鏈發(fā)展和研究的重要倡導者和參與者，這使得區(qū)塊鏈技術(shù)在交易結(jié)算、貿(mào)易金融、股權(quán)、票據(jù)、金融衍生品、信貸、反洗錢/反詐騙、供應(yīng)鏈金融等多個領(lǐng)域的應(yīng)用受到了從業(yè)者的廣泛關(guān)注。但面對如火如荼的區(qū)塊鏈發(fā)展熱潮，大家也清醒地認識到，區(qū)塊鏈技術(shù)在金融業(yè)的落地并不是一蹴而就的事情，故我們選擇在可信憑證系統(tǒng)這個場景上進行區(qū)塊鏈的落地工作。

本系統(tǒng)是根據(jù)傳統(tǒng)的電子憑證業(yè)務(wù)的痛點，如存儲在第三方系統(tǒng)中的電子憑證易被篡改、不同機構(gòu)間的電子郵件無法互聯(lián)互通、依賴公信力成為業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸等等原因，導致無法發(fā)揮電子憑證的優(yōu)越性。

所以，系統(tǒng)運用區(qū)塊鏈的技術(shù)可以解決以上問題。將電子憑證在數(shù)據(jù)表中存儲后，將數(shù)據(jù)進行哈希加密，然后進行共識認證，將經(jīng)過所有節(jié)點共識的數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈中，保證數(shù)據(jù)的一致性、完整性和安全性。繼而保證數(shù)據(jù)的完全可信任，并且可對數(shù)據(jù)進行跨行的高效溯源查詢。

從長遠上來講，業(yè)務(wù)參與各方的合法權(quán)益得到了真正的保證，為取消紙質(zhì)憑證實現(xiàn)完全無紙化打下基礎(chǔ)。

4、實施時間

需求分析階段：2017.3.22-2017.4.5

系統(tǒng)設(shè)計階段：2017.4.6-2017.4.30

系統(tǒng)開發(fā)階段：2017.5.1-2017.6.10

系統(tǒng)集成與測試：2017.7.1-2017.7.19

系統(tǒng)部署與驗收：第一次投產(chǎn)2017.7.19;第二次投產(chǎn)2017.8.24

5、應(yīng)用場景

5.1、存證業(yè)務(wù)

顧客在門店P(guān)OS機進行刷卡消費，并進行電子簽名；

(1) 后臺系統(tǒng)將電子憑證(包括憑證信息和電子簽名圖片)在數(shù)據(jù)表中存儲(日終批量)；

(2) 存儲的數(shù)據(jù)進行哈希加密；

(3) 區(qū)塊鏈內(nèi)所有節(jié)點對數(shù)據(jù)進行共識驗證，再次加密；

(4) 將經(jīng)過所有節(jié)點共識的數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈中；

(5) 通過區(qū)塊鏈達成共識的數(shù)據(jù)，可以保證一致性、完整性和安全性?？梢员ＷC數(shù)據(jù)的完全可信任，并且可對數(shù)據(jù)進行跨行的高效溯源查詢。

5.2、查詢業(yè)務(wù)

因為本行POS機刷卡可直接調(diào)用內(nèi)部數(shù)據(jù)庫進行查詢，所以在此流程上只討論當進行跨行刷卡時的跨行查詢業(yè)務(wù)處理流程。

(1) 用戶向發(fā)卡行發(fā)起差錯處理請求；

(2) 發(fā)卡行通過銀聯(lián)差錯處理平臺向收單行請求差錯處理；

(3) 收單行接到請求后調(diào)取簽購單并返回給差錯處理平臺；

(4) 差錯處理平臺通過可信憑證系統(tǒng)進行簽購單校驗；

(5) 校驗成功，則將簽購單返回發(fā)卡行；

(6) 不滿足6中條件則拒絕此請求；

(7)發(fā)卡行收到可信賴的簽購單后反饋給用戶。

6、面臨挑戰(zhàn)

當前POS機簽購單無論是紙質(zhì)版還是電子版都存在著單據(jù)保存數(shù)據(jù)量大、調(diào)單處理繁瑣緩慢等問題，不利于單據(jù)的存證和調(diào)取工作。根據(jù)該現(xiàn)狀和問題，對本項目提出如下功能需求：

(1)在當前POS機簽購單存證系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建簽購單存證數(shù)據(jù)庫；

(2)建立光大與銀聯(lián)之間跨區(qū)域的聯(lián)盟鏈；

(3)將電子簽購單的哈希值存到聯(lián)盟鏈中；

(4)在調(diào)用電子簽購單的時候，使用聯(lián)盟鏈中的哈希數(shù)據(jù)對其他方提供的電子簽購單進行驗證；

(5)與當前POS機簽購單存證系統(tǒng)無縫對接；

(6)符合監(jiān)管規(guī)定，滿足監(jiān)管要求。

7、數(shù)據(jù)支持

根據(jù)業(yè)務(wù)部門提供的數(shù)據(jù)，2015年Q4共有1500萬筆交易量;2016年Q4共產(chǎn)生2000萬筆交易量;年增長33%，預計未來三年季度交易量4750萬，由二八原則得到為24.2TPS。其中，按照每個月500w條交易量預計，交易類型為普通存證數(shù)據(jù)，約會產(chǎn)生3-4GB的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)來源：光大銀行POS單信息，用戶進行POS刷卡消費的同時會將生成的電子POS單信息進行Hash并發(fā)送給區(qū)塊鏈平臺。

8、應(yīng)用技術(shù)/實施過程

8.1應(yīng)用技術(shù)：

8.1.1系統(tǒng)功能架構(gòu)

整個系統(tǒng)的架構(gòu)如下圖1所示，在封裝好的Hyperchain平臺外部，分別鏈接四個中國銀聯(lián)的節(jié)點和四個光大銀行的Nginx節(jié)點(光大銀行的每個Nginx節(jié)點分別與其四個節(jié)點相連)，兩家機構(gòu)分別接入?yún)^(qū)塊鏈節(jié)點。整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)通過一個IFT系統(tǒng)與POSP系統(tǒng)相連。

圖1 系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

8.1.2平臺內(nèi)部架構(gòu)

Hyperchain由共識算法、權(quán)限管理、交易加密、區(qū)塊存儲、P2P通訊和智能合約執(zhí)行引擎六個核心模塊構(gòu)成。如圖2所示是面向企業(yè)的極速可編程區(qū)塊鏈平臺Hyperchain的整體邏輯架構(gòu)圖。從系統(tǒng)整體架構(gòu)上看，Hyperchain平臺主要的設(shè)計主要分為接口服務(wù)以及系統(tǒng)管控層、系統(tǒng)核心層、物理資源的動態(tài)管理層三個部分。

圖2 Hyperchain系統(tǒng)架構(gòu)圖

8.1.3邏輯架構(gòu)設(shè)計

在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，我行有4個VP節(jié)點實現(xiàn)全聯(lián)通，并且每個節(jié)點都連接一個Nginx，作為其雙向代理，具備防火墻，并與外部節(jié)點相連。并且，在上地和酒仙橋分別部署一個POSP應(yīng)用服務(wù)器。

圖3系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖

8.1.4部署方案設(shè)計

光大銀行的四個區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的VP節(jié)點實現(xiàn)全聯(lián)通，并分別與一臺Nginx雙向代理相連，這八臺服務(wù)器分別具有一個自己的內(nèi)網(wǎng)IP和一個端口號。并且在外部封裝了web server服務(wù)器，配置相應(yīng)的生產(chǎn)域名和出入口公網(wǎng)IP地址。通過公網(wǎng)地址，與區(qū)塊鏈中的銀聯(lián)方面的節(jié)點進行信息傳輸。

8.1.5開發(fā)框架

本項目的開發(fā)框架如下圖4所示：

系統(tǒng)使用levelDB作為底層數(shù)據(jù)庫，作為一個非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，它的高讀寫性能等特點非常合適區(qū)塊鏈系統(tǒng)。

高性能共識算法RBFT是共識模塊的關(guān)鍵實現(xiàn)，Hyperchain的共識模塊算法以模塊化方式實現(xiàn)，不同場景下可以選擇相應(yīng)的共識算法實現(xiàn)。

HPVM是高性能圖靈完備的智能合約引擎的實現(xiàn)。節(jié)點管理器部分即P2P通訊模塊提供了區(qū)塊鏈節(jié)點發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)同步的功能，為區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化特性提供了底層技術(shù)支持。

在數(shù)據(jù)庫和加密算法的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個Message Channel 接口服務(wù)器也稱事件總線，是事件驅(qū)動方式的實現(xiàn)方式，其他相關(guān)組件例如共識、網(wǎng)絡(luò)、執(zhí)行等通過事件總線接口進行事件的交互。

節(jié)點管理器部分即P2P通訊模塊提供了區(qū)塊鏈節(jié)點發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)同步的功能，為區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化特性提供了底層技術(shù)支持。

通過CA中心簽發(fā)證書，根據(jù)不同證書類別，系統(tǒng)識別出參與節(jié)點的不同權(quán)限，根據(jù)不同權(quán)限來控制不同節(jié)點的準入和訪問條件。

接口服務(wù)以及系統(tǒng)管控層，該層面通過HTTP Server接口的方式為用戶應(yīng)用程序接口的開發(fā)提供底層API，通過提供相應(yīng)管理接口的方式提供系統(tǒng)的節(jié)點管理、合約管理、區(qū)塊監(jiān)控以及節(jié)點配置等功能。

圖4 系統(tǒng)開發(fā)框架

8.1.6系統(tǒng)安全設(shè)計

在用戶安全設(shè)計方面，Hyperchain區(qū)塊鏈平臺提供Namespace，同態(tài)加密，合約訪問控制三種機制。通過CA認證授權(quán)實現(xiàn)聯(lián)盟鏈準入機制。采用PKI體系結(jié)構(gòu)采用證書管理公鑰;系統(tǒng)權(quán)限設(shè)計方面，Hyperchain將節(jié)點分為兩類節(jié)點：驗證節(jié)點(VP)，非驗證節(jié)點(NVP);數(shù)據(jù)安全設(shè)計方面，采用多級加密安全機制，國密支持。

8.1.7接口設(shè)計

本項目使用的外部接口有JSON-RPC API以及Java SDK。Java SDK實質(zhì)上調(diào)用了JSON-RPC API，并且提供了編碼、解碼、加密、解密以及交易簽名等等方法。用戶可以根據(jù)應(yīng)用需求來選擇使用不同類型的接口。

8.2實施過程

8.2.1電子簽購單存儲

8.2.1.1功能

1、收集顧客在門店P(guān)OS機進行刷卡消費，并進行電子簽名的電子憑證;

2、后臺系統(tǒng)將電子憑證(包括憑證信息和電子簽名圖片)可以在數(shù)據(jù)表中存儲(日終批量);

3、后臺可以對存儲的數(shù)據(jù)進行哈希加密;

4、區(qū)塊鏈內(nèi)所有節(jié)點能夠?qū)?shù)據(jù)進行共識驗證，再次加密;

5、將經(jīng)過所有節(jié)點共識的數(shù)據(jù)會被存儲在區(qū)塊鏈中;

6、通過區(qū)塊鏈達成共識的數(shù)據(jù)，可以保證一致性、完整性和安全性?？梢员ＷC數(shù)據(jù)的完全可信任，并且可對數(shù)據(jù)進行跨行的高效溯源查詢。

8.2.1.2輸入輸出

•請求參數(shù)設(shè)計：

bytes32 key,bytes32 value //輸入?yún)?shù)為該電子簽購單私鑰以及電子簽購單信息

•響應(yīng)參數(shù)設(shè)計：

bool,bytes32 //輸出參數(shù)為一個共識是否達成的布爾值

表1 存證過程輸出值反饋表

8.2.1.3處理流程

在電子簽購單憑證存儲方面的處理流程如下圖5所示：

圖5 存證業(yè)務(wù)處理邏輯圖

8.2.1.4接口

此處接口設(shè)計主要指的是Hyperchain提供的JAVA-SDK接口部分的設(shè)計。JAVA-SDK主要對外提供本地調(diào)用接口，主要服務(wù)于JAVA用戶，給JAVA用戶提供一個非常便捷的調(diào)用接口，方便用戶調(diào)用Hyperchain平臺對外提供的服務(wù)。JAVA-SDK需要完成的工作包括對交易信息的預處理，幫助用戶實現(xiàn)私鑰的管理交易的簽名以及一些返回值的編碼解碼工作。這些工作本來都是非常復雜的，但是在JAVA-SDK支持之后，能夠讓本來較為復雜的事情簡單化。

(1)交易相關(guān)接口

交易作為區(qū)塊鏈上最為重要的數(shù)據(jù)接口，所有的交互都需要通過交易完成。

在本設(shè)計中，主要提供兩個接口：

•交易查詢接口

輸入： 交易hash 或者交易索引。

輸出：交易詳情，包括交易的雙方實體，交易內(nèi)容等。

•交易回執(zhí)查詢接口

輸入：交易hash或者交易索引。

輸出：交易回執(zhí)詳情，包括交易執(zhí)行信息，狀態(tài)信息等。

(2)合約相關(guān)接口

作為快速可編程區(qū)塊鏈平臺，智能合約作為可編程的核心部件之一，對外需要提供如下接口：

•合約編譯接口(可選)

輸入：智能合約源代碼

輸出：智能合約字節(jié)碼

•合約部署接口

輸入：智能合約字節(jié)碼

輸出：部署交易hash

•合約執(zhí)行接口

輸入：智能合約調(diào)用字節(jié)碼

輸出：調(diào)用交易hash

(3)區(qū)塊相關(guān)接口

區(qū)塊相關(guān)接口主要提供了區(qū)塊信息查詢相關(guān)接口：

•區(qū)塊數(shù)目查詢

輸入：無

輸出：區(qū)塊數(shù)目

•區(qū)塊信息查詢

輸入：區(qū)塊hash以及索引

輸出：區(qū)塊信息

(4)節(jié)點相關(guān)接口

節(jié)點本身的狀態(tài)信息需要對外提供接口進行查詢，該接口主要包括：

•節(jié)點信息查詢

輸入：無

輸出：連接節(jié)點健康信息

8.2.1.5程序文件清單

新增：anchor.sol

8.2.1.6限制條件

無

8.2.1.7測試要點

在交易信息上鏈前的動態(tài)共識測試、節(jié)點是否全聯(lián)通的測試。

8.2.2電子簽購單查詢

8.2.2.1功能

因為本行POS機刷卡可直接調(diào)用內(nèi)部數(shù)據(jù)庫進行查詢，所以在此流程上只討論當進行跨行刷卡時的跨行查詢業(yè)務(wù)處理的功能需求。

1、用戶向發(fā)卡行發(fā)起差錯處理請求;

2、發(fā)卡行通過銀聯(lián)差錯處理平臺向收單行請求差錯處理;

3、收單行接到請求后調(diào)取簽購單并返回給差錯處理平臺;

4、差錯處理平臺通過可信憑證系統(tǒng)進行簽購單校驗;

5、校驗成功，則將簽購單返回發(fā)卡行;

6、不滿足6中條件則拒絕此請求;

7、發(fā)卡行收到可信賴的簽購單后反饋給用戶;

8.2.2.2輸入輸出

•請求參數(shù)設(shè)計：

bytes32 key //輸入?yún)?shù)為該電子簽購單私鑰

•響應(yīng)參數(shù)設(shè)計：

bool,bytes32,bytes32 //輸出參數(shù)為該筆業(yè)務(wù)是否成立，若成立則給出業(yè)務(wù)信息

表2查詢過程輸出值反饋表

8.2.2.3處理流程

在電子簽購單憑證查詢方面的處理流程如下圖所示：

圖6 查詢業(yè)務(wù)處理邏輯圖

8.2.2.4接口

此處接口設(shè)計主要指的是Hyperchain提供的JAVA-SDK接口部分的設(shè)計。JAVA-SDK主要對外提供本地調(diào)用接口，主要服務(wù)于JAVA用戶，給JAVA用戶提供一個非常便捷的調(diào)用接口，方便用戶調(diào)用Hyperchain平臺對外提供的服務(wù)。JAVA-SDK需要完成的工作包括對交易信息的預處理，幫助用戶實現(xiàn)私鑰的管理交易的簽名以及一些返回值的編碼解碼工作。這些工作本來都是非常復雜的，但是在JAVA-SDK支持之后，能夠讓本來較為復雜的事情簡單化。

(1)交易相關(guān)接口

本部分主要介紹交易相關(guān)接口的設(shè)計，交易作為區(qū)塊鏈上最為重要的數(shù)據(jù)接口，所有的交互都需要通過交易完成。

在本設(shè)計中，主要提供兩個接口：

•交易查詢接口

輸入： 交易hash 或者交易索引。

輸出：交易詳情，包括交易的雙方實體，交易內(nèi)容等。

•交易回執(zhí)查詢接口

輸入：交易hash或者交易索引。

輸出：交易回執(zhí)詳情，包括交易執(zhí)行信息，狀態(tài)信息等。

(2)合約相關(guān)接口

作為快速可編程區(qū)塊鏈平臺，智能合約作為可編程的核心部件之一，對外需要提供如下接口：

•合約編譯接口(可選)

輸入：智能合約源代碼

輸出：智能合約字節(jié)碼

•合約部署接口

輸入：智能合約字節(jié)碼

輸出：部署交易hash

•合約執(zhí)行接口

輸入：智能合約調(diào)用字節(jié)碼

輸出：調(diào)用交易hash

(3)區(qū)塊相關(guān)接口

區(qū)塊相關(guān)接口主要提供了區(qū)塊信息查詢相關(guān)接口：

•區(qū)塊數(shù)目查詢

輸入：無

輸出：區(qū)塊數(shù)目

•區(qū)塊信息查詢

輸入：區(qū)塊hash以及索引

輸出：區(qū)塊信息

(4)節(jié)點相關(guān)接口

節(jié)點本身的狀態(tài)信息需要對外提供接口進行查詢，該接口主要包括：

•節(jié)點信息查詢

輸入：無

輸出：連接節(jié)點健康信息

8.2.2.5程序文件清單

新增：anchor.sol

8.2.2.6限制條件

無

8.2.2.7測試要點

錯誤值查詢是否會報錯，返回值的準確性。

9、商業(yè)變化

(1)實現(xiàn)電子憑證可信任化存儲、可溯源化查找等功能;

(2)建立快速、高效、可信、可靠的POS機簽購單存證數(shù)據(jù)庫;

(3)對簽購單進行管理，同時相對降低運維成本;

(4)本項目在金融領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，為下一步業(yè)務(wù)做準備;

中國銀聯(lián)、光大銀行基于區(qū)塊鏈的可信電子憑證系統(tǒng)，在跨機構(gòu)、跨區(qū)域、跨互聯(lián)網(wǎng)、跨運營商的環(huán)境下，穩(wěn)定投產(chǎn)上線運行，日交易量25萬。后續(xù)會擴展到北京銀行、銀聯(lián)商務(wù)、廣發(fā)銀行等銀行接入。長遠上來講，業(yè)務(wù)參與各方的合法權(quán)益得到了真正的保證，為取消紙質(zhì)憑證實現(xiàn)完全無紙化打下基礎(chǔ)。

10、關(guān)于企業(yè)

杭州趣鏈科技有限公司的核心技術(shù)為自主可控的國產(chǎn)聯(lián)盟鏈平臺,并服務(wù)于數(shù)字票據(jù)、數(shù)據(jù)交易、股權(quán)債券、供應(yīng)鏈金融、物流管理等眾多領(lǐng)域。公司核心團隊均畢業(yè)于浙江大學且具有博士學位，并由中國工程院陳純院士擔任董事長。公司致力于研發(fā)具有顛覆性意義的區(qū)塊鏈技術(shù)，具有非常領(lǐng)先的技術(shù)價值和應(yīng)用價值；同時，公司建立了與浙江大學的戰(zhàn)略合作關(guān)系，浙大的科研實力與人才優(yōu)勢將為公司提供源源不斷的技術(shù)與腦力支持；而且，公司展開了廣泛的技術(shù)與業(yè)務(wù)合作，已經(jīng)和農(nóng)業(yè)銀行、浙商銀行、上海證券交易所、中國銀聯(lián)、北京銀行、光大銀行、上海萬達網(wǎng)絡(luò)金融服務(wù)有限公司、廣州廣電運通、上海數(shù)據(jù)交易中心等眾多公司與機構(gòu)洽談多項技術(shù)或項目合作(部分已經(jīng)完成)。

2016年,公司獲得由主板上市公司信雅達、浙大網(wǎng)新和君寶通信共計1750萬人民幣的Pre-A輪融資。2016年10月,公司發(fā)布全球首個成熟商用的聯(lián)盟區(qū)塊鏈平臺Hyperchain。2016年12月，基于Hyperchain，國內(nèi)首個銀行核心系統(tǒng)區(qū)塊鏈項目即浙商銀行移動匯票正式上線。2017年3月，公司核心產(chǎn)品Hyperchain在眾多金融和非金融機構(gòu)的內(nèi)部測試中，與國內(nèi)外所有產(chǎn)品相比均排名第一(測試范圍覆蓋功能、性能、穩(wěn)定性、可用性、易用性、成熟度等)。

作為整體活動的第二部分，2017年10月25日，數(shù)據(jù)猿還將在北京舉辦千人規(guī)模的“2017金融科技價值——數(shù)據(jù)驅(qū)動金融商業(yè)裂變”峰會【本次論壇詳情丨第一屆回顧丨第二屆回顧】并將在現(xiàn)場舉行文章、案例、產(chǎn)品的頒獎典禮。

來源：數(shù)據(jù)猿