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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塊鏈新專(zhuān)利——一種分布式身份的多源零知識驗證方法和系統”如何幫助企業(yè)探尋數據隱私安全及創(chuàng )新便捷服務(wù)的平衡點(diǎn)。本期，我們再聊聊新晨另一項區塊鏈新專(zhuān)利——“一種聯(lián)盟鏈上共識失效”的應急方法（授權公告號：CN 114944913B），該項技術(shù)創(chuàng )新采用密鑰分離設計與部分備份策略，為聯(lián)盟鏈災備帶來(lái)的真正變革，解決企業(yè)鏈上數據存儲后顧之憂(yōu)。


聯(lián)盟鏈上，

存儲效率及可靠性如何取舍？


對金融、供應鏈、政務(wù)等關(guān)鍵領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，聯(lián)盟鏈已不再是個(gè)陌生的概念，甚至在新型基礎設施中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色。然而，在多數據中心環(huán)境中，區塊鏈節點(diǎn)會(huì )分散在多個(gè)數據中心中同時(shí)運行，大家仍有安全顧慮——當鏈上有數據中心發(fā)生故障，常常意味著(zhù)近半節點(diǎn)失聯(lián)，現有的聯(lián)盟鏈共識機制會(huì )因為網(wǎng)絡(luò )被分割等問(wèn)題面臨失效，區塊鏈網(wǎng)絡(luò )陷入癱瘓。當問(wèn)題發(fā)生時(shí)，按傳統災備方案主要采用預先或災害發(fā)生時(shí)完整克隆節點(diǎn)及數據，或耗費大量存儲資源，或導致數小時(shí)停擺，對業(yè)務(wù)產(chǎn)生無(wú)法挽回的損失。 

新晨科技創(chuàng )新中心總經(jīng)理付正表示：“目前大多數聯(lián)盟鏈采用雙中心部署，以保證系統高可用性。但一旦某個(gè)服務(wù)器中心宕機，即使另一中心正常運行，共識機制也會(huì )因節點(diǎn)數量不足而無(wú)法達成共識，繼而導致全鏈癱瘓。業(yè)界常見(jiàn)方案是在備份中心完整復制所有節點(diǎn)的數據和狀態(tài)，通過(guò)"全克隆"方式恢復運行，但從技術(shù)上看，這種方案的邏輯與區塊鏈分布式賬本能力是相悖的，且存儲資源消耗翻倍，數據同步耗時(shí)長(cháng)，網(wǎng)絡(luò )恢復效率低。對我們熟悉的金融行業(yè)來(lái)說(shuō)，這樣的恢復速度遠遠無(wú)法滿(mǎn)足要求，尤其是7x24小時(shí)運行的業(yè)務(wù)，必須分秒必爭?！?/p>

為了解決上述問(wèn)題，新晨科技研發(fā)了一項創(chuàng )新性應急方案——通過(guò)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，同時(shí)落地部分備份策略，將應急恢復時(shí)間從數小時(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)盟鏈災備標準


該項方案的第一個(gè)核心創(chuàng )新，在于密鑰分離設計實(shí)現了安全邊界的精準控制。通過(guò)共識公鑰/私鑰專(zhuān)用于驗證交易是否通過(guò)聯(lián)盟鏈系統共識、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。這種分離設計帶來(lái)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)現安全邊界精確控制。在應急情況下，只需處理共識私鑰的備份與恢復，無(wú)需暴露更為敏感的業(yè)務(wù)私鑰，極大增強了系統的安全性。

該方案的另一個(gè)核心創(chuàng )新是，部分密鑰備份策略，雙中心交叉容災部署創(chuàng )新部署架構，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(gè)中心設置了專(zhuān)門(mén)的備份節點(diǎn)存儲另一中心的部分共識私鑰，通過(guò)雙中心交叉容災部署，巧妙地在容災可靠性和存儲效率間取得了最佳平衡。備份策略經(jīng)過(guò)了精心計算，如果系統遵循大多數原則，則每個(gè)中心存儲的共識私鑰數量超過(guò)半數，如果采用拜占庭容錯原則，如PBFT機制，則存儲數量超過(guò)總數的2/3。以精確的數學(xué)建模確保了在最壞情況下系統仍能維持共識?！?/p>

當這兩項創(chuàng )新結合之后，以輕量的密碼學(xué)計算取代了復雜的節點(diǎn)重建及數據拷貝，讓故障節點(diǎn)在分鐘級內恢復，支撐系統快速重建共識，應急恢復達到前所未有的高效。監控系統自動(dòng)檢測到故障后，管理員只需確認應急狀態(tài)并發(fā)送應急指令，即可啟動(dòng)災難恢復流程——備份節點(diǎn)激活故障中心共識私鑰，模擬故障節點(diǎn)參與共識，確保系統共識機制繼續運行，同步正常中心保持原有數據處理流程，保障業(yè)務(wù)不受影響。在這樣的機制下，即使半個(gè)網(wǎng)絡(luò )癱瘓，系統也能在幾乎無(wú)感知的狀態(tài)下繼續運行，極大保障了業(yè)務(wù)連續性。

付正表示：“該技術(shù)在我們的部分銀行客戶(hù)生產(chǎn)系統中已經(jīng)部署且通過(guò)了實(shí)際驗證，在多中心應用場(chǎng)景中具有重要價(jià)值。在客戶(hù)數據中心之一發(fā)生故障后排查解決過(guò)程中，使聯(lián)盟鏈相關(guān)服務(wù)無(wú)間斷，業(yè)務(wù)用戶(hù)幾乎無(wú)感，相比之前需要數小時(shí)回復的系統而言，業(yè)務(wù)損失將至最低。這項技術(shù)可以應用在多個(gè)重要領(lǐng)域，例如在金融領(lǐng)域，銀行間清算系統可采用該方案保障跨行交易實(shí)時(shí)清算。又如政府部門(mén)可以依托此技術(shù)確保民生服務(wù)不間斷運行。供應鏈企業(yè)能夠建立抗故障能力更強的物流追溯系統，保障全球物流信息實(shí)時(shí)更新和驗證?！?/p>

談及未來(lái)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(zhù)這一方向努力，通過(guò)引入機器學(xué)習算法，自動(dòng)檢測異常模式，預測潛在故障，甚至預先啟動(dòng)恢復流程。同時(shí)，區塊鏈智能合約將被用于管理應急流程，確?；謴瓦^(guò)程的可驗證和不可篡改。另一方面，跨鏈容災也是一大趨勢，通過(guò)"鏈間互助"模式進(jìn)一步增強聯(lián)盟鏈系統的魯棒性，當多個(gè)中心發(fā)生故障時(shí)，系統能夠動(dòng)態(tài)接入其他聯(lián)盟鏈的備用節點(diǎn)，形成更大范圍的容災網(wǎng)絡(luò )?！?/p>