當(dāng)中間件遇上區(qū)塊鏈：為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的API接口，進(jìn)行私有化部署

申屠青春／文

當(dāng)中間件遇上區(qū)塊鏈，將會碰撞出怎樣的火花？兩種技術(shù)跨界融合后，又會帶來怎樣的應(yīng)用和客戶體驗?zāi)兀?/p>

區(qū)塊鏈浪潮

區(qū)塊鏈?zhǔn)切乱淮鹑诨A(chǔ)設(shè)施的底層架構(gòu)技術(shù)，它將推動金融基礎(chǔ)設(shè)施變革和金融商業(yè)模式的變革。世界經(jīng)濟(jì)論壇宣稱，90多家央行正在討論區(qū)塊鏈應(yīng)用，并預(yù)計2017年世界上80%的商業(yè)銀行都會研發(fā)區(qū)塊鏈應(yīng)用；R3聯(lián)合摩根大通、高盛等42家超大型金融機(jī)構(gòu)打造Corda清結(jié)算區(qū)塊鏈；LINUX基金會聯(lián)合INTEL、IBM等近百家科技公司和金融機(jī)構(gòu)研發(fā)分布式賬本Hyperledger。

中國成立了金鏈盟和Chinaledger這兩個金融區(qū)塊鏈聯(lián)盟組織開展區(qū)塊鏈研究；工信部推出了區(qū)塊鏈技術(shù)白皮書和區(qū)塊鏈參考架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)；央行成立數(shù)字貨幣研究所并研發(fā)和試運(yùn)行數(shù)字貨幣原型。

區(qū)塊鏈將給金融行業(yè)節(jié)省巨大成本。金融行業(yè)每年花費(fèi)約1500億美元在IT和運(yùn)營開銷上，此外還有1000億美元的交易后和證券服務(wù)費(fèi)用，華爾街認(rèn)為區(qū)塊鏈能給他們節(jié)省一半的費(fèi)用。德勤估計區(qū)塊鏈在審計行業(yè)的應(yīng)用，在5年內(nèi)將給德勤節(jié)省60-80億美元。西班牙最大銀行桑坦德發(fā)布的報告顯示，如果2020年左右全世界銀行內(nèi)部都使用區(qū)塊鏈技術(shù)，每年可節(jié)約近200億美元成本。

金融機(jī)構(gòu)因其被高度監(jiān)管的特性，難以在主營業(yè)務(wù)的生產(chǎn)環(huán)境中快速采用區(qū)塊鏈技術(shù)，其他行業(yè)如供應(yīng)鏈、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等反而有可能率先落地在生產(chǎn)環(huán)境中。目前公認(rèn)的一些區(qū)塊鏈應(yīng)用點(diǎn)有：數(shù)字資產(chǎn)、供應(yīng)鏈、身份信用、股權(quán)債券、公示公證、電子票據(jù)、醫(yī)療記錄、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)共享等。

中間件概念

中間件（Middleware），維基百科上的定義是提供系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件之間連接的軟件，以便于軟件各部件之間的溝通，特別是應(yīng)用軟件對于系統(tǒng)軟件的集中的邏輯，在現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用框架如Web服務(wù)、面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用比較廣泛。百度百科定義中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。

由此可見，中間件是位于平臺（硬件、操作系統(tǒng)、通用軟件）和應(yīng)用之間的通用服務(wù)，如圖1所示，這些服務(wù)具有標(biāo)準(zhǔn)的程序接口和協(xié)議。針對不同的操作系統(tǒng)、硬件平臺和其他通用軟件，它們可以有符合接口和協(xié)議規(guī)范的多種實現(xiàn)方式。中間件具有如下一些特點(diǎn)：

滿足大量應(yīng)用的需要；

運(yùn)行于多種硬件平臺、操作系統(tǒng)、通用軟件；

支持分布計算，提供跨網(wǎng)絡(luò)、硬件平臺、操作系統(tǒng)、通用軟件的透明性的應(yīng)用或服務(wù)的交互；

支持標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議接口。

遠(yuǎn)程過程調(diào)用中間件（Remote Procedure Call）

面向消息的中間件（MesSAge-Oriented Middleware）

對象請求代理中間件（object RequeST Brokers）

技術(shù)始終應(yīng)該為業(yè)務(wù)服務(wù)，空有"屠龍術(shù)"，但沒有龍，這樣的技術(shù)體現(xiàn)不出價值；區(qū)塊鏈也是如此，必須與應(yīng)用場景相結(jié)合才能真正體現(xiàn)出它的潛力。大量國內(nèi)外金融機(jī)構(gòu)正在研究區(qū)塊鏈技術(shù)，以期與業(yè)務(wù)相結(jié)合、促進(jìn)應(yīng)用落地。但他們面臨著不少問題，阻礙了應(yīng)用落地的進(jìn)程：

（1）應(yīng)用落地周期長。金融機(jī)構(gòu)更關(guān)注如何把區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到業(yè)務(wù)，提升業(yè)務(wù)效率或服務(wù)質(zhì)量，而非停留于區(qū)塊鏈底層技術(shù)本身。但目前要做區(qū)塊鏈應(yīng)用，得先掌握區(qū)塊鏈技術(shù)和理念，再選取應(yīng)用場景，選用區(qū)塊鏈，熟悉該種區(qū)塊鏈的開發(fā)技術(shù)，最后進(jìn)行區(qū)塊鏈應(yīng)用開發(fā)，業(yè)務(wù)改造，整個周期較長。

（2）從業(yè)人才成本高。區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用對從業(yè)人才層次、技術(shù)積累和理念改變提出了較高的要求，金融機(jī)構(gòu)難以在短時間內(nèi)培養(yǎng)出金融和區(qū)塊鏈的交叉人才，人才成本和成長成本很高。

（3）區(qū)塊鏈選用難。目前區(qū)塊鏈底層技術(shù)平臺如比特幣區(qū)塊鏈、以太坊、超級賬本、Corda、Chain等，其發(fā)展前景不確定，金融機(jī)構(gòu)在實施區(qū)塊鏈應(yīng)用時必須考慮選用的區(qū)塊鏈能否長期存在、合規(guī)性、版權(quán)、運(yùn)維等一系列問題。

因而，解決以上三個難點(diǎn)，就成了區(qū)塊鏈應(yīng)用的關(guān)鍵。以上的問題恰好可以用中間件技術(shù)來解決。

區(qū)塊鏈中間件

區(qū)塊鏈中間件可以封裝多種異構(gòu)的區(qū)塊鏈如Bitcoin、Ethereum、Fabric、Corda等，以及未來符合工信部標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)塊鏈、央行開發(fā)的區(qū)塊鏈等，使客戶隨時切換區(qū)塊鏈底層技術(shù)平臺，無需考慮它們的編程語言、設(shè)計風(fēng)格、適用場景、后續(xù)發(fā)展、存在風(fēng)險和技術(shù)不確定性。如果工信部或央行的區(qū)塊鏈平臺出現(xiàn)，區(qū)塊鏈中間件一樣可以支持。

區(qū)塊鏈中間件對上層應(yīng)用如抵押品、積分、供應(yīng)鏈、貿(mào)易金融、支付預(yù)算、公示公證等提供了統(tǒng)一的API接口，如用戶管理、資產(chǎn)管理、智能合約等API接口。區(qū)塊鏈中間件的應(yīng)用架構(gòu)如圖2所示：圖2 區(qū)塊鏈中間件的應(yīng)用架構(gòu)圖區(qū)塊鏈中間件在區(qū)塊鏈應(yīng)用和區(qū)塊鏈底層技術(shù)平臺之間架起一座橋梁，可以認(rèn)為是區(qū)塊鏈應(yīng)用的入口，意義重大。

區(qū)塊鏈中間件可以以區(qū)塊鏈云服務(wù)方式運(yùn)行于公網(wǎng)，客戶只需前端和JAVA開發(fā)人員，調(diào)用API函數(shù)，在1-2月內(nèi)即可完成區(qū)塊鏈應(yīng)用原型開發(fā)，無需理解底層技術(shù)，大大降低中小型企事業(yè)單位實施"區(qū)塊鏈+"的時間成本、人力成本和人員要求，更快地實施"區(qū)塊鏈+"戰(zhàn)略。

區(qū)塊鏈中間件還可以進(jìn)行私有化部署，適用于大中型企事業(yè)單位。一些金融機(jī)構(gòu)和大型企事業(yè)單位出于更高的數(shù)據(jù)安全性和保密性要求，希望把區(qū)塊鏈中間件建立在機(jī)構(gòu)內(nèi)部。因而區(qū)塊鏈中間件私有化方案的提供，可以用來滿足私有化需求。

區(qū)塊鏈中間件架構(gòu)設(shè)計

上文已經(jīng)明確了區(qū)塊鏈中間件的概念、功能，以及解決的問題。那如何來設(shè)計和實現(xiàn)區(qū)塊鏈中間件呢？首先我們給出區(qū)塊鏈中間件的應(yīng)用場景以及系統(tǒng)組件。圖3 區(qū)塊鏈中間件的應(yīng)用場景圖3中的各個系統(tǒng)組件的功能設(shè)計如下：

開發(fā)者管理平臺，讓開發(fā)者注冊、獲得應(yīng)用接入許可、查詢API日志、發(fā)行資產(chǎn)查詢、費(fèi)用支付的管理平臺，方便開發(fā)者開發(fā)區(qū)塊鏈應(yīng)用。

區(qū)塊鏈管理平臺，主要針對管理員，對開發(fā)者賬號進(jìn)行審核、暫停、封號等操作，并且可以查詢開發(fā)者的API統(tǒng)計信息、查詢各種發(fā)行的資產(chǎn)、核算開發(fā)者支付的費(fèi)用、對各種區(qū)塊鏈底層技術(shù)平臺進(jìn)行配置和管理等。

API網(wǎng)關(guān)，給開發(fā)者的區(qū)塊鏈應(yīng)用一個特定的API接入點(diǎn)，API網(wǎng)關(guān)接受各個開發(fā)者的API請求，封裝成區(qū)塊鏈交易發(fā)送到各種區(qū)塊鏈上；或者根據(jù)API請求返回對各個區(qū)塊鏈的信息獲取結(jié)果。

SDK和DEMO，還需提供開發(fā)SDK和一些區(qū)塊鏈應(yīng)用DEMO，以供開發(fā)者快速開發(fā)。

開發(fā)者注冊賬號，通過區(qū)塊鏈中間件管理員的審核后，獲得APP ID和KEY；

開發(fā)者使用SDK或DEMO，開發(fā)出自己的區(qū)塊鏈應(yīng)用；

開發(fā)者的區(qū)塊鏈應(yīng)用使用APP ID和KEY，通過API網(wǎng)關(guān)訪問各種區(qū)塊鏈；

管理員通過區(qū)塊鏈管理平臺對各種區(qū)塊鏈底層技術(shù)平臺進(jìn)行配置和管理。

區(qū)塊鏈應(yīng)用需求適應(yīng)性。區(qū)塊鏈應(yīng)用不斷變化，需求不斷增加，區(qū)塊鏈中間件要適應(yīng)這種變化，滿足或推出更多的API接口；

區(qū)塊鏈發(fā)展的適應(yīng)性。目前區(qū)塊鏈底層技術(shù)平臺的數(shù)量已經(jīng)不少，還在不斷的增多或消亡；同一種區(qū)塊鏈會不斷分叉，引起軟件和接口變化；區(qū)塊鏈不同版本的接口也不盡相同。區(qū)塊鏈中間件要及時跟進(jìn)區(qū)塊鏈的這些變化；

可管理性。隨著區(qū)塊鏈中間件支持的區(qū)塊鏈類型越來越多，節(jié)點(diǎn)越來越多，對于區(qū)塊鏈和節(jié)點(diǎn)的管理是一個大問題，區(qū)塊鏈中間件的可管理性決定了區(qū)塊鏈應(yīng)用API服務(wù)的質(zhì)量，要能做到像目前的云計算VPS一樣隨到隨用，不用就關(guān)；對于區(qū)塊鏈的管理也是如此。

高可用性，支持高流量的并發(fā)訪問，提供99.99%以上的系統(tǒng)可用性，API網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)庫都要做到負(fù)載均衡，防止系統(tǒng)崩潰，從而減少對企業(yè)帶來的損失。

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