技术百科
技术百科是零数科技基于公司技术研发、产品体系，重磅推出的技术解读专题，与行业从业者及生态客户分享零数科技最新技术探索、产品动态，共同探讨区块链及隐私计算技术的应用情况和潜力落脚点。
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零数区块链助推数字经济发展
近日，党的二十大在北京圆满闭幕。党的二十大报告强调，着力推动高质量发展，建设现代化产业体系，坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，提出要加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合。
区块链作为数字经济时代的产物，在数字经济发展过程中承担着重要支撑角色。在数字身份、数据共享与交易等方面，区块链可以与隐私计算等广泛结合，为数字经济发展全方位赋能。零数科技作为全国领先的数据共享与资产流通基础设施提供商，依托领先的区块链及隐私计算技术，服务数字经济生态。
零数区块链是零数科技创新打造的区块链产品，基于自主创新的 xPoA 共识机制，最大程度上兼顾公平与效率，支持在最多不超过1/3的拜占庭节点前提下，完成区块的共识和账本状态的可信计算，适用于分布式数字身份、物理资产上链、数据安全监管、数据可信存证和交易等应用场景。零数区块链作为领先的区块链底层平台，拥有超高的性能和安全性，为政企数字化转型与升级带来可靠工具。
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零数区块链的产品架构
在区块链行业，目前有两家较为权威的评测机构，分别是电标院和信通院，零数区块链均通过了两家评测机构的功能测试，同时通过了电标院的性能测试，测试指标高达15万 TPS，处于国内区块链行业头部水平。在信创领域，零数区块链与头部国产芯片、操作系统以及数据库完成了兼容性认证，比如麒麟、鲲鹏、中科曙光、瀚高等主流国产系统。
零数区块链底层平台的设计目标是容易使用、安全可控、容易管理、容易扩展。
容易使用：区块链是底层平台，上层使用用户以及第三方程序要方便使用。统一接口、规范的文档、丰富的多语言 SDK、遵循各项标准。
安全可控：内置丰富的安全控制机制，保证系统、数据运行安全；同时相关技术要做到自主可控，支持信创环境，支持国密算法。
容易管理：在区块链运营管理以及运维管理两个方面，提供丰富功能，方便运营人员以及运维人员使用。
容易扩展：对于核心模块，在架构层次预留扩展能力；在系统运行时，要有良好的动态伸缩能力，保证资源有效使用。
下图为零数区块链总体架构，总体分为5部分。
零数区块链架构图
第一部分是组件应用。主要面向用户或者是第三方应用程序，具体包含区块链浏览器、区块链服务平台、跨链组件、区块链应用组件。区块链浏览器提供查询区块、查询交易、查询节点、查询合约功能；区块链服务平台提供一个可视化的部署和管理工具，方便平台运营人员进行管理，同时该平台还提供一些智能合约编写、管理功能，便于使用者即时使用；而跨链组件，则提供无缝平稳的跨链对接，支持同构跨链以及异构跨链，同时建立一系列跨链标准，提供交易验证等安全必要的安全性能测试措施；区块链应用组件的表现形式则是把一些通用的业务逻辑/功能提取出来作为中间件，方便第三方应用开发相关功能的时候，可以直接进行调用，减少开发时间，具体表现为存证、数字身份、NFT、隐私保护。
组件应用
第二部分是区块链内核，包含4层：接入层、交易层、核心层、基础层。
接入层是基于零数区块链共识协议的的一个对外接口，提供多语言的SDK方便使用不用语言（支持 java、python、JavaScript、go 等主流语言）的开发者进行接入，并提供一个千量级的控制台方便运维人员等管理和使用零数区块链。
交易层是处理区块链业务逻辑最核心的一层，主要分为3个子模块：共识机制，实现共识协议相关的功能；交易执行，执行交易相关的模块；账本管理，管理链上数据存储和查询。
核心层包含3个模块：区块链交易模型、加密算法、通用工具。区块链中，最重要的两个数据结构是交易以及区块，区块包含区块头和区块体。交易被打包成区块体中，而区块头包含这个区块的描述信息，比如快的编号、全体交易的指纹以及将区块链链接起来的前一个区块的指针（引用）。区块链中使用的加密算法主要有两类：一是用于计算数据指纹的哈希算法；二是用于数据签名的签名算法。每类加密算法都有对应的国密标准的版本。一些可以复用的组件、功能和代码被放到通用工具模块中。
核心层
基础层则包含 P2P 网络、分布式存储、消息广播与处理、更多。区块链网络采用点对点的模式，相对于客户端-服务器这种模式，其特点是每一个节点都与某几个节点连接，整体组成一个网状的结构。从一个节点发送的消息会逐跳转发到网络中的全部节点。区块链的存储格式不限，可以使用文件、数据库等。在区块链中为了支持智能合约，内置了虚拟机，处理交易消息需要响应的计算资源进行支撑。
第三部分为管理和安全。为了实现方便管理的设计目标，零数区块链提供了一个方便管理的相关模块，包含账本管理、准入管理、权限管理、共识管理，可通过相应的接口以及配置来管理区块链运营；为了保证系统的安全性，零数区块链提供一些比较主流的证书（双向）认证、权限控制，以及账本的加密即对区块链数据进行加密，同时内置一些隐私算法方便第三方开发者或者智能合约开发者直接使用。
第四部分为运维管理。零数区块链是一个软件系统，需要有运维人员进行运维监控，实时掌握区块链系统的动态，及早地发现问题并处理，进而保证系统的平稳运营，因此提供了计算机中比较常见的主机监控、网络监控、系统监控、数据治理等功能，便以从数据库系统当中提取全量的数据进行导入导出，包括分析等操作。
第五部分为部署资源。零数区块链支持一键部署阿里云、华为云、金山云、腾讯云等主流公有云，支持 vmware 私有化云平台，OpenStack 私有云，以及各类国产私有云平台，并提供硬件安全模块（HSM）、SGX。
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零数区块链的核心特性
区块链的一个核心技术是共识算法，也称为共识协议，零数科技在计算机的顶会 IEEE 上发表了两篇关于共识算法的论文，基于这两篇论文，公司研发了零数区块链的 xPOA 共识算法。此外，零数科技在开源社区也有着广泛的贡献，在 Apache 开源基金会可信计算项目 mesatee-sgx 中代码贡献位居全球第二，在全球顶尖区块链开源社区 Tendermint 贡献十多个 pull request，近千行代码，位居国内公司前列。同时，与区块链相关的软著有23个，发明专利70多个，零数科技在区块链技术上得到了广泛的技术积累。
零数区块链提供了系列特色功能：
自主创新 技术底层
基于自主研发的 xPoA 共识算法，实现自研的区块链底层平台、跨链服务平台和开放许可平台。
接口开放 遵循标准
接口统一稳定，采用标准 Https 协议和 Json 编码格式；采用标准的证书格式；采用标准的安全协议。
超强性能 高效上链
按照场景配置共识机制，在安全性和效率做出选择；分析交易的依赖关系，生成 DAG 图，尽可能的进行交易的并行处理。
信创环境 国密标准
已有适配证书：三个芯片（鲲鹏、海光、兆芯），两个操作系统（麒麟、UOS）和一个数据库（翰高）；支持标准加密算法（国际、国密）。
隐私保护 安全可信
对数据保存和传输采用多种加密方式，对敏感数据进行严格的脱敏处理，充分保障用户的数据安全。
多场景 定制化服务
以成熟的行业解决方案为依托，支撑交通、金融、能源等多种应用场景快速落地。
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零数区块链的落地与应用
据了解，我国区块链企业数量超过1300家（截至2022年3月），区块链产业呈现蓬勃发展态势。零数区块链作为领先的区块链基础平台在核心技术层面、产品架构层面、特色功能层面拥有诸多优势，领先于一众区块链企业。零数区块链是零数科技打造的面向商业落地的国产自主可控区块链底层平台，落地场景覆盖了汽车、能源、政务、金融、文化等几大领域，目前推出的应用解决方案超过30个，典型的细分场景比如综合金融服务、数字艺术品交易（NFT）、汽车数据安全合规服务、碳账户与碳积分等。
据信通院测试结果显示，目前国内约60%区块链的基础平台都是采用了 EVM Fabric Chaincode 的底层的架构及以太坊的架构，并且在合约引擎等方面，采用的是国外的开源的框架，没有针对国内的软硬件的运行环境，包括国密算法进行适配，这样容易导致在技术上卡脖子的风险。与其他的区块链基础平台相比，零数科技基于自主研发的 xPOA 共识算法开创性地研发了零数区块链的框架，实现去中心化和交易效率的高效平衡；相继与国产芯片、操作系统以及数据库完成了兼容性认证，并与国密算法 SM2、SM3、SM4、sm2p256v1进行适配，实现了完全的自主可控。
当前，区块链技术的应用仍存在诸多挑战。因此，零数区块链作为一款具备领先的底层技术能力，高开放性、高性能、高安全性、高扩展性的区块链基础平台是市场亟需的，可帮助客户快速实现高效率、低成本地布局应用区块链。未来，零数科技将持续提升零数区块链底层技术能力，升级算法能力，提升原始创新能力，助推数字经济发展进阶。
