京东:2019年京东区块链技术实践白皮书.pdf

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京东区块链底层引擎JD Chain正式对外开源并同步上线开源社区,旨在为企业级用户和开发者提供开源服务,帮助他们提高研发效率,加速技术创新。3月30日,国家互联网信息办公室公布了第一批区块链信息服务名称及备案编号,其中京东区块链BaaS平台、京东区块链防伪追溯通用平台等榜上有名。4月9日,京东发布《京东区块链技术实践白皮书(2019)》,总结了京东区块链在五大类应用场景中的技术实践,介绍了一系列落地案例。同时,白皮书还介绍了京东区块链的技术优势、体系架构与未来规划。 京东数字科技副总裁曹鹏指出,区块链是数字科技的重要组成部分,京东是全球少数拥有大量区块链实际应用场景的大型企业。区块链技术和面
京东区块链技术实践白皮书(2019) “京东智臻链”是京东区块链的技术品牌,它寓意了京东使用数字科技手 段,连接金融和实体产业,连接数据,服务于人们美好生活的愿景。“京东智 臻链”基于京东集团所独有的零售全产业链条和丰富的金融业务场景,以提升 消费者体验,为企业创造更大价值为基本出发点,先行先试,务实推进,目前 已成功应用于京东商城、京东物流及京东数字科技等多个业务场景中,让用户 能够在几乎无感知的情况下享受到更多基于区块链技术提供的消费体验和服务 保障。此外,作为供应链服务的基础设施服务商,“京东智臻链”还将这样的 数字科技实践辐射至更大范围,并取得了一系列令人欣喜的成果,更多落地的 应用场景分享和深度思考正是这一版白皮书最核心的亮点。 应用场景的日益丰富对区块链技术不断提出新的要求。京东区块链技术的 鲜明特色之一就是在实际应用中的不断检验和动态演进。与此同时,我们也深 刻地意识到,区块链技术还处在生长阶段,有很多待改进之处,配套的管理机 铜仍需规划完善,业界共建、共创、共享十分必要,这便是2019年版本《京东 区块链技术实践白皮书》修订的动因。伴随白皮书的发布,我们也将正式对外 开源自主研发的区块链底层框架系统—— D Chain。 JD Chain全面支持灵活的国 密算法和账本的动态扩展,将帶助我们的伙伴真正实现企业级区块链底层框架 的“按需定制”。我们期待更多的开发者、企业用户参与到 JD Chain的完善工 作中来,参与到区块链技术研究、开发、应用、推广的浪潮中来,共同打造有 中国特色的区块链生态,进而用数字科技创造美好未来! 京东数字科技CEO 陈生强 京东区块链技术实践白皮书(2019) 编委会成员 编委会(排名不分先后) 京东集团CHO体系企业信息化部 京东集团-CFO体系-税务与资金管理部 京东集团京东零售平台生态部 京东集团-京东零售-海外技术平台部 京东集团-京东零售-大客户部 京东集团-京东物流-综合规划群-物流研发部 京东集团-京东数字科技-大资管事业部 京东集团-京东数字科技-企业服务群组 京东集团-京东数字科技-个人服务群组 京东集团京东数字科技-研究院 京东集团-京东数字科技智能大数据部 京东集团-京东数字科技-创新科技业务部 视觉设计: 蔡佳平 京东区块链技术实践白皮书(2019) 目录 序 着,着, 1区块链技术简介 1.1近年发展情况回顾 1.2现阶段面临的挑战 1.3未来技术发展趋势 1257 2京东区块链主要应用场景… 2.1品质溯源 22数字存证 2.3信用网络 29 2.4金融科技 43 2.5价值创新 51 3京东区块链架构体系. 57 3.1设计原则 3. 2 JD Cha in 59 3.3 JD BaaS 70 4京东区块链的特点 ……76 5京东区块链未来规划 78 5.1开源社区 78 5.2区块链联合实验室 6结语 83 7术语解释 ..84 参考文献 …86 京东区块链技术实践白皮书(2019) 1区块链技术简介 20世纪70年代以来,伴随着密码学技术、分布式网络、共识算法以及硬件 存储计算能力的飞速发展,通过技术手段建立跨主体间共识协同机制的条件日 趋成熟,为解决多主体环境下的中介机构信任风险、降低交易成本、提升协同 效率提供了全新的、更加有效的解决思路。 近年来,区块链技术的不断发展和随之而来的技术场景化应用热潮,引发 了从极客到I'技术圈、金融领域、各产业领域、政府和公共组织、媒体舆论等 的广泛关注,相关各方围绕区块链技术研究、产业化应用、政策监管等开展了 广泛而有益的探索实践。尽管区块链技术的成熟应用尚需时日,但它所带来的 多主体共识协同的思想,将对社会治理和商业运作产生深刻的影响。 1.1近年发展情况回顾 2018年可谓是区块链行业升腾跌宕的一年。年初,无论是创业者还是投资 人都延续着2017年的乐观态度,各行业、企业的区块链白皮书如雨后春笋,纷 纷表示将在区块链技术产业化中大显身手。虽然随后以比特币为代表的虚拟货 币岀现了断崖式下跌,让人们感受到区块链应用的寒冬之意,但脱离于比特币 的底层区块链技术应用却逐步取得了实质性的进展。 2018年下半年,区块链在各行业的场景化应用不断涌现。即便区块链技术 至今还未出现重磅级的颠覆式应用,但各行业巨头却已逐步在事实上将区块链 技术应用在各自实际业务中,走出了一条从私有链到联盟链,从联盟链到社会 化服务公链的道路。随着技术及应用的不断试错与迭代,区块链的各个技术特 性如何与各行业深度结合塑造价值,这个问题的答案将会越来越清晰,区块链 行业的发展也将更加务实聚焦。目前,比较热门的行业主要集中在金融、供应 链、电子存证、医疗、能源、游戏等 京东区块链技术实践白皮书(2019) 纵观全年,政策春风徐徐而来。截止2018年底,全国约有17个省市出台 了共计30多项区块链相关政策,开始了对区块链产业布局和顶层设计,一些省 市还推出了大规模的产业基金投入计划,推动区块链更好地服务实体经济。政 府的髙度重视、良好的政策环境,合理的产业投资,可以说,2018年是区块链 产业发展的重要里程碑,必将加速区块链产业落地的进程。 尽管整个区块链产业同全球经济一样,仍然处在严冬时节,但对于那些真 正沉下心来做区块链技术及应用的企业来说,经历了这一轮大浪淘沙、烈火真 金的历练,必将会获得更充足的发展空间,更明确的目标方向和更坚韧的企业 文化。 1.2现阶段面临的挑战 目前人们已经广泛认识到区块链蕴藏的巨大应用价值,可是区块链技术的 发展还没有到达成熟阶段,还需要一个过程。尤其在企业级商业应用方面,区 块链的数据存储能力、通用性、功能完备性、易用性等都还存在明显不足。 数据存储能力 在数据存储能力方面,由于区块链的数据只有追加而没有移除,数据只增 不减,随着时间推移,区块链系统对数据存储大小的需求也将持续增大,在处 理以几何倍数增长的企业数据时这一趋势增长更甚。 不同于公链虚拟货币“账户余额”式的数据内容,企业场景下的数据包含 了结构化和非结构化的庞杂数据,以电商供应链为例,每日数据记录条数通常 都在千万级以上,如再沿着供应链条进一步展开时,每延伸一级数据量都会进 步放大。 京东区块链技术实践白皮书(2019) 目前区块链系统在实现对账本数据的存储时,典型的方式是基于文件系统 或者简单的KV数据库存储,没有釆用分布式存储的设计,因而数据存储能力 与实际需求间存在较大的差距,需要探索更为有效的大数据存储方式。 通用性 区块链需要适应多样化的业务需求,满足跨企业的业务链条上的数据安全 高效共享,这意味着区块链对数据的记录方式要有足够的通用标准,才能很好 地表示各种结构化和非结构化的信息,并且能够满足随着业务范围拓展所需的 跨链要求。 目前的区块链系统大多釆用特定的共识算法、密码算法、账户模型、账本 模型、存储类型,缺少可插拔能力,无法灵活适应不同场景要求。 功能完备性 纵观现有区块链平台,模型抽象单一,难以适应业务系统快速开发的要 求。另外,缺少对企业级应用中一些常见功能的支持,例如用户认证、多级授 权等。再者,涉及到企业业务协作时,跨企业的事件通知机制显得尤为重要, 但少有区块链平台进行了相关功能支持。 易用性 区块链由多种技术构成,学习成本高、实施难度大、人才稀缺。让用户快 速理解区块链,降低学习和使用门槛,并将区块链技术快速应用到不同行业的 企业级业务中去,目前来看还有很大的挑战,但也恰恰是专注于推进区块链技 术应用的企业的机遇所在。 从比特币的提出到现在,人们尝试了多样化的落地应用场景。最初是币 (coin)的应用,各种虚拟货币的出现和热炒引起了广泛关注和讨论,缺乏有效 京东区块链技术实践白皮书(2019) 监管的数据货币可能带来的泡沫危机也引起了各国重视。与此同时,人们发 现,作为比特币底层技术的区块链可以尝试用来解决一些现有业务痛点,开展 身份识别、数据确权、信用管理、价值流转等创新业务模式,于是金融和多个 产业领域开始形成一些组织联盟,如R3、 Hyperledger等,抆术圈也逐渐将更多 的关注从“币”转到了区块链的企业级应用上来。 目前可以大范围应用的场景比较少,无论是技术还是业务都还处在探索阶 段。许多领域进行了广泛的尝试,例如供应链管理、互联网金融、证券和银行 业务、贸易融资、保险、医疗健康、资产管理、数字版权保护、公益慈善、政 府公共服务、监管合规性与审计、游戏、公益等。 业界的积极实践进一步巩固和加深了人们对区块链技术潜在应用价值的期 待,但却鲜有成功的、可持续的商业化落地案例,坦白来说,大多数案例还停 留在理念或POC阶段,这种状况的形成受许多因素影响 不适用的、不可持续的场景设计 很多案例是为了区块链而区块链,而不是从解决业务痛点出发,导致案例 缺少有效价值,例如对一些不需要公开的信息进行存证,或者没有结合区块链 的特点,仍然以传统的思路来设计业务模式,例如仍然通过中心化影响力来把 业务简单地掇到区块链上,不能高效地拓展业务边界。 错误的实施方法 没有充分认识到区块链的技术特点,无法设计出合理的技术方案。比较典 型的例子就是把区块链简单地当做数据库,把原来中心化系统数据直接转移至 区块链上。 京东区块链技术实践白皮书(2019) 技术不成熟 没有充分认识到区块链技术还不够成熟的现状,过于乐观地选择技术方 案。区块链在性能、扩展性、易用性、功能完备性、运维成本等许多方面都还 有待完善,更合理的应用方式应该是以应用层业务系统为主,区块链底层完善 优化为辅,逐步开展区块链技术迭代和场景化应用。 ·人才稀缺 区块链是个多学科综合技术解决方案,包括分布式存储、密码学、网络通 讯、芯片技术、经济学、法律等,综合技术专业能力要求高,技术学习、人才 培养、实践经验积累所需的周期长。 目前影响区块链应用落地的因素还有很多,以上仅简单列举几点,以此说 明区块链的发展仍然任重道远。 3未来技术发展趋势 即便区块链面临诸多挑战,但是,越来越多的人愿意相信其在未来将会发 挥更加重大的作用。作为区块链技术研究与落地应用领域的典型代表企业之 ,京东认为该技术的发展趋势应在以下几点: 自研底层的兴起 贸易战为国内自主技术研发敲响了警钟,没有自主研发的技术将可能成为 铜约公司甚至国家发展的短板。区块链技术被预测为引领第五次技术革命的重 要技术。在这样全球聚焦,多国鼓励的宏观趋势背景下,对区块链技术底层的 研究与探索将会越来越重要。目前各家大型区块链研究机构和技术型企业均有 自己的底层链技术研发。

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