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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(yàn)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(diǎn)。本期，我們再聊聊新晨另一項(xiàng)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(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新采用密鑰分離設(shè)計(jì)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(gè)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(diǎn)會分散在多個(gè)數(shù)據(jù)中心中同時(shí)運(yùn)行，大家仍有安全顧慮——當(dāng)鏈上有數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障，常常意味著近半節(jié)點(diǎn)失聯(lián)，現(xiàn)有的聯(lián)盟鏈共識機(jī)制會因?yàn)榫W(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(dāng)問題發(fā)生時(shí)，按傳統(tǒng)災(zāi)備方案主要采用預(yù)先或?yàn)?zāi)害發(fā)生時(shí)完整克隆節(jié)點(diǎn)及數(shù)據(jù)，或耗費(fèi)大量存儲資源，或?qū)е聰?shù)小時(shí)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(gè)服務(wù)器中心宕機(jī)，即使另一中心正常運(yùn)行，共識機(jī)制也會因節(jié)點(diǎn)數(shù)量不足而無法達(dá)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(diǎn)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，通過"全克隆"方式恢復(fù)運(yùn)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(shí)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(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足要求，尤其是7x24小時(shí)運(yùn)行的業(yè)務(wù)，必須分秒必爭?！?/p>

為了解決上述問題，新晨科技研發(fā)了一項(xiàng)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(shí)落地部分備份策略，將應(yīng)急恢復(fù)時(shí)間從數(shù)小時(shí)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(biāo)準(zhǔn)


該項(xiàng)方案的第一個(gè)核心創(chuàng)新，在于密鑰分離設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了安全邊界的精準(zhǔn)控制。通過共識公鑰/私鑰專用于驗(yàn)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(fù)責(zé)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(dú)立和安全。這種分離設(shè)計(jì)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(shí)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(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。

該方案的另一個(gè)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(yùn)行。付正介紹道：“除了本中心的共識私鑰外，這項(xiàng)方案在每個(gè)中心設(shè)置了專門的備份節(jié)點(diǎn)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(jì)算，如果系統(tǒng)遵循大多數(shù)原則，則每個(gè)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(jī)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?！?/p>

當(dāng)這兩項(xiàng)創(chuàng)新結(jié)合之后，以輕量的密碼學(xué)計(jì)算取代了復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)重建及數(shù)據(jù)拷貝，讓故障節(jié)點(diǎn)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(dá)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(rèn)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(diǎn)激活故障中心共識私鑰，模擬故障節(jié)點(diǎn)參與共識，確保系統(tǒng)共識機(jī)制繼續(xù)運(yùn)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(jī)制下，即使半個(gè)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(yùn)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(shí)際驗(yàn)證，在多中心應(yīng)用場景中具有重要價(jià)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(shí)回復(fù)的系統(tǒng)而言，業(yè)務(wù)損失將至最低。這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用在多個(gè)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(shí)時(shí)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(yùn)行。供應(yīng)鏈企業(yè)能夠建立抗故障能力更強(qiáng)的物流追溯系統(tǒng)，保障全球物流信息實(shí)時(shí)更新和驗(yàn)證。”

談及未來研發(fā)方向時(shí)，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(jī)器學(xué)習(xí)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(shí)，區(qū)塊鏈智能合約將被用于管理應(yīng)急流程，確?；謴?fù)過程的可驗(yàn)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(jìn)一步增強(qiáng)聯(lián)盟鏈系統(tǒng)的魯棒性，當(dāng)多個(gè)中心發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能夠動態(tài)接入其他聯(lián)盟鏈的備用節(jié)點(diǎn)，形成更大范圍的容災(zāi)網(wǎng)絡(luò)?！?/p>


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