数据智能|第二届NIFD-DCITS金融科技创新案例：BaaS平台Sm@rtGAS
导读：《“数字经济+科技向善”金融科技创新实践2021》遴选于“第二届NIFD-DCITS金融科技创新案例征集”的28篇入库案例，其中包含了27篇国内案例和1篇国际实践，由国家金融与发展实验室携手神州信息共同打造，金融科技50人论坛具体推动和落实，人民日报出版社出版。
作者单位：
神州信息
以下为案例内容：
BaaS平台Sm@rtGAS
一、区块链技术的兴起与产品宗旨
(一)区块链技术的兴起
2016年，国务院发布《“十三五”国家信息化规划》，其中第四部分重大任务和重点工程中，明确指出要强化区块链等战略性前沿技术并进行超前布局。而后，工信部联合多家知名企业编写区块链技术白皮书，白皮书指出了区块链的核心技术路径以及未来区块链技术标准化方向和进程。信通院为此密集调研以制定技术标准。
2017年，国务院发布《关于进一步扩大和升级信息消费持续释放内需潜力的指导意见》，意见指出要开展给予区块链、人工智能等新技术的试点应用。
2019年10月24日下午，中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习。中共中央总书记习近平在主持学习时强调，区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用。我们要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，明确主攻方向，加大投入力度，着力攻克一批关键核心技术，加快推动区块链技术和产业创新发展。
(二)产品宗旨
通过建设Sm@rtGAS技术平台，为金融机构和其它企业提供各种区块链应用模式下完整的落地实现基础平台。支持企业级的业务系统集成、灵活开发和安全运维。通过构建灵活、高效、易用的技术平台，屏蔽底层区块链的复杂度，降低开发者门槛，提高区块链应用的开发效率。
二、建设开发友好的区块链底层平台
(一)业务方案
Sm@rtGAS为业务的发展提供了区块链技术应用的基础，并构建了在供应链金融、农产品溯源、农业金融服务、电子签购单等众多领域的业务应用。作为区块链底层平台，屏蔽了区块链底层的复杂度，降低开发者的门槛，大幅提高区块链应用的开发效率。提供对应用的功能支持，主要包括：
●智能合约：智能合约也称为链上代码，其实质是在区块链节点上运行的分布式交易程序，用以自动执行特定的业务规则，最终会更新账本的状态。智能合约分为公开、保密和访问控制几种类型。只有发布了智能合约，才能在区块链平台上进行数据的保存、交易等操作。在该功能域中提供了对智能合约审核、智能合约发布、智能合约虚拟机、智能合约运行、智能合约升级、智能合约注销、智能合约模板等功能的支持。
●共识机制：共识机制是区块链中核心的技术点。可插拔的共识机制，支持PBFT、Raft和rPBFT共识算法，交易确认时延低、吞吐量高，并具有最终一致性。其中PBFT和rPBFT可解决拜占庭问题，安全性更高。多方参与的节点在预设规则下，通过节点间的交互对数据、行为或流程达成一致的过程称为共识。该功能域中的共识管理对区块链网络中达成共识采用的共识算法进行管理与实现，实现对共识算法的模块化支持，方便切换不同共识算法实现。
●账本管理：平台包含完善的账本存储管理机制，以应对区块链的高冗余存储，保证区块链平台的扩展性和稳定性。该功能域包含：分层存储、数据备份等功能。
●运维监控：对区块链体系、网络、节点进行可视化应用和日志系统的综合监控，各类异常的实时报警与通知。支持根据不同业务领域需求进行综合监控扩展。
同时，平台提供丰富的服务接口，方便应用建设时，调用相应接口，实现业务逻辑和流程。
提供众多的场景合约模板和智能合约开发工具，更好地支持应用系统使用智能合约的特性。
平台兼容多种底层区块链平台，提供区块链平台的异构集成能力，真正意义上实现基于多种区块链底层产品的支撑。
(二)技术方案
1.平台架构
●核心层
在多方合作中，多个参与方希望共同维护和共享一份及时、正确、安全的分布式账本，以消除信息不对称，提升运作效率，保证资金和业务安全。而区块链通常被认为是用于构建“分布式共享账本”的一种核心技术，通过链式的区块数据结构、多方共识机制、智能合约、世界状态存储等一系列技术的共同作用，可实现一致、可信、事务安全、难以篡改可追溯的共享账本。
●跨链适配层
跨链适配层提供对多种异构区块链底层平台的适配集成能力。
●服务层
服务层是一个完整的区块链企业应用基础服务的支撑体系，包括了安全认证管理、访问控制、账户体系、备份机制、共识适配管理、智能合约生命周期管理等基础服务功能。
在采用公私钥体系的区块链系统里，用户创建一个公私钥对，经过hash等算法换算即得到一个唯一性的地址串，代表这个用户的账户，用户用该私钥管理这个账户里的资产。用户账户在链上不一定有对应的存储空间，而是由智能合约管理用户在链上的数据，因此这种用户账户也会被称为“外部账户”。
●服务接口层
服务接口层是一个完整的区块链底层技术平台对外集成协议体系。包括了API、SDK和事件集成机制。
●管理监控层
包含对区块链节点管理以及运行状态和资源状态的监控。区块链平台提供了一整套运维部署工具，并引入了合约命名服务、数据归档和迁移、合约生命周期管理等工具来提升运维效率。
2.部署架构
●支持云部署
区块链及其节点全部部署在公有云，机构内业务系统通过HTTPS协议，调用区块链业务处理。区块链上节点间通过加密链路进行通信和业务处理。
●支持机构内部署
区块链节点部署在机构内，业务系统通过HTTPS协议与部署在机构内的节点通信，这些节点通过加密链路与部署在公有云上的区块链节点通信，进行业务处理。
(三)建设与实施
产品业务特点和价值主要包括：
●适应业务发展趋势，支持区块链应用场景的落地实现
随着业务的发展，从支持传统积分业务、票据业务，到支持数字人民币业务等，区块链平台可以支持基于区块链的应用场景的落地实现。
●遵循开放的架构体系和技术标准
平台遵循开放的架构体系和技术标准，可以进行灵活的设计和开发。
●高性能和高扩展性的架构设计
平台提供高性能和高扩展性的设计，在突破区块链效率较低的问题上，表现出良好的性能。同时，其高可扩展性，可以为更为广泛的应用提供使用的条件和基础。
●高产品化成熟度
平台产品化程度高，自2016年开始，产品逐步成熟，并实施了众多案例，更加打磨了产品化成熟度。
●低实施风险
产品成熟度高，在与其他系统的集成过程中，具有较低的实施风险。
——区块链的选择。平台本身兼容多种底层区块链，因此，需要客户提前考虑各底层平台的优势特点，结合自身的业务需求进行选择。
——政策风险。区块链支持的业务，如数字货币业务等，是否可以作为区块链典型业务，扩大推广，也是要考虑的问题。
三、神州信息区块链平台的创新与优势
神州信息区块链平台在兼容底层多种区块链产品的基础上，具备自身独特的创新点和特点，从而为众多区块链应用提供良好支撑。
(一)高可扩展
Sm@rtGAS是遵循去模块化高可扩展的设计原则，同时支持区块链应用在该技术上直接开发落地以及原有系统通过集成方式完成接入两种模式。
●系统提供一组完备的开发接口(API)、开发工具包(SDK)、应用工具等技术组件以支持任何区块链应用场景在平台上的落地。工具包的使用，极大地提高了开发的效率，降低了使用的难度，可以有效地辅助业务落地。
●对供应链金融，电子票据等金融业务场景中的服务进行标准化治理和封装，并对外提供统一的标准接口，支持与这些业务系统间的企业级集成，降低业务落地的难度。系统集成了众多合约模板，可快速进行区块链应用开发，提供IDE后，可以由业务系统自己选择、自己开发。
●系统支持跨链适配能力，除了自身的标准区块链，还应支持对多种异构的区块链(Ethereum，HyperLedgerFabric，FISCOBCOS等)的应用集成。可以有效地支持业务应用的落地，支持不同客户对区块链底层技术的选择和偏好。同时，在横向进行扩展的同时，利用跨链适配能力，有效提高性能。
(二)高性能
神州信息区块链平台通过自身的高性能，支持各类应用的快速发展和实践落地。
Sm@rtGAS平台采用模块化构建，可以根据实际业务需要部署引用，整个产品的架构非常灵活，也非常易于各种应用场景的集成。
在系统的架构上，平台支持多链并行的部署架构，一个链条的处理能力按现有技术在1000TPS左右，通过交易链条和信息链条的拆分，将智能合约分布到不同的链条上等技术，可以提升整个系统的处理能力。并且可以做到秒级确认。
另外，通过共识节点的控制，可以实现有限去中心的链条，确保链条性能的稳定性，不会因为随着业务的拓展，新加入节点后出现系统运行越来越慢等情况。
(三)高安全
Sm@rtGAS所有数据的传输、处理、交换都必须在良好的安全环境下进行，因此，必须建立一套完整的安全机制，以确保整个系统的安全运行。
●在交易数据传播过程中，数据安全传输的基础是数据加密和数字签名。系统通过非对称加密的数字签名保证业务请求在传输过程中的安全性，通过共识机制保证各节点的数据不可篡改性。
●提供特定的数据访问保护，以保障数据的隐私。支持特定数据仅有参与各方可以访问，参与各方可以通过多方密钥交换机制以特定协议生成共同的密钥，密钥无须经过网络传送或多方发送，保护了密钥的安全和密钥的获取范围，更好地保护了交易各方数据隐私。
●提供可靠的密钥管理机制，可通过密钥中心对节点私钥、存储加密密钥、CA证书密钥进行保护。节点只存储密文密钥、可以防止明文密钥的泄露。
(四)易用性
系统屏蔽底层操作，通过页面操作配置的方式，提供良好的使用体验。便于用户进行开发、测试、调整、排查问题等。
●系统参数化配置，系统提供灵活的参数配置界面，保存既生效，通过参数调整快速地解决问题。
●支持个人和机构用户管理。
(五)多链并行
●系统具备完备的多链并行、跨链交易、混链适配的能力，可在多个区块链上并行进行处理。
●在多链并行的过程中，提供一致性保障，以便业务完成。
(六)灵活共识
●系统具备插件式的共识组件，可灵活地适配各种场景的共识使用，极大地支持了业务应用的开发和使用。
●支持PBFT、RAFT、POW等多种共识机制。
四、为各行各业提供定制化区块链平台
(一)应用推广
目前，基于Sm@rtGAS的多种应用场景已经先后在各类型企业落地并获得良好效果，解决了区块链应用使用之前存在的问题。
1.基于区块链的农业金融平台
基于区块链的农业金融平台主要是围绕农民土地经营承包权、宅基地使用权、农房所有权、农民集体经济合作社股权、农业科技企业知识产权、农村集体产权等交易环节产生的登记鉴证、交易结算以及衍生的金融服务。通过建设产权交易平台实现权益的区块链管理、线上交易、线上抵质押融资。
构建于Sm@rtGAS平台上的应用，通过农权信息的上链，将产权交易中心、村委会、农民、农企、银行等多方参与者连接在一起，通过数据的推送和共享，通过区块链技术构建快捷、高效、安全的两权抵押业务流程。基于区块链的两权抵押业务全流程采用线上技术，实现企业和客户办理贷款业务时让数据多跑路，让客户少跑路。原有流程中村委会在农权平台进行抵押申请；产权交易中心进行抵押和审批；农户进行抵押贷款申请；银行抵押信息查询，贷款办理。现在，上述各节点信息上链共享，共同构成整个业务流程的各个环节，实现一站式金融服务。此业务已经在某农信社落地实施。
2.农产品溯源平台
基于区块链的农产品溯源平台，是有效地解决这个问题的方法之一。农产品ID是产品溯源的唯一标志，具备唯一性、随机性、安全性和不可破译性，是农产品防伪和溯源的基础条件。在农业产业的种植、原料仓储、加工、质检、物流、商品仓储、零售、配送的全链条过程中，实现一物一码，信息上链。向前追溯，可查看物流过程，运输链条是否完整；查看质量检测结果，可判断质量检测是否合格；查看加工企业的原料包装、生产批次，判断是否合格；查看原产地种植信息，判断农户信息和生产信息、产量信息，可以严控源头，在任一环节均可进行追溯。消费者可以通过扫码等方式，查看农产品的溯源信息，为农产品的安全可靠生产认证；经销商可以根据销售和仓储的信息，进行仓单质押，获取更多金融服务；金融机构可以根据产业链的上下游，对农民、农企、经销商进行授信。溯源可以向消费者展示过程中的所有环节，为产品进行产地、质量的认证，为其增加附加值。溯源过程则可以为生产企业、经销商提供交易信息、合同信息。经销商和生产企业可以进行仓单质押贷款。结合农户的信息，农户也可以进行贷款申请。此业务正在某农业大省的茶叶单品中落地实施。
3.供应链金融场景应用
●资产数字化
●流程自动化
通过智能合约实现供应链流程的自动流转和规范化。通过区块链技术，将数字资产、流动资产、固定资产进行数字化后，形成数字化资产。数字化资产具有可持有、可拆分、可流程、可抵押融资、可收益的特点。平台除了提供核心企业产业链数据整合和风险评估外，将通过区块链技术实现资产的数字化融资和流转。
在供应链金融场景中，链上供应商、物流企业、银行、核心企业、保险机构、监管机构、经销商等各个环节的参与者，均进行了信息共享和流程流转。在链上信息不可篡改的前提下，为上下游企业、核心企业的信用信息的留存提供了有力支持。
4.电子签购单应用
某银行的外卡签购单业务，在具体操作时，外卡组织/发卡行向收单行发送调单请求时，收单行需要下发调取交易凭证请求到分行处理，分行接到请求再联系商户调取交易凭证，在银行机构内部，流程较长，信息流断裂，严重影响了业务的处理和客户的感受。
(二)效益分析
在平台推广实施的过程中，解决了用户现有的问题，提高了业务处理的效率，促进了业务发展，获得了良好的反馈和效益，为未来的推广奠定了基础。
在电子签购单应用方面，原来处理签购单查询确认需要几天，不仅流程长，而且效率低。现在，只需要几分钟即可获得处理结果，极大地提高了业务办理的效率。
在区块链应用逐渐发展的今天，使用区块链技术将成为创新应用的有力武器，也成为构建诚信社会的有效工具。未来，在社区建设、农业发展、物流仓储、企业交易等各个领域，会有越来越多的区块链技术应用，解决社会和生产生活的各个问题。
五、为区块链应用的良好发展提供土壤
神州信息BaaS平台Sm@rtGAS，通过夯实基础，构建能力，致力于为各类应用、各种行业、各种场景提供良好的基础平台和框架，既方便应用的扩展和灵活开发，也提供兼容多种区块链的能力，将为未来迅速扩张的区块链应用提供良好发展的土壤和助力。将在数字货币、数字资产、智慧社区等多方面进行建设和发力。在“十四五”建设的宏伟蓝图之下，为落实国家关于区块链技术应发挥重点作用的要求，神州信息BaaS平台Sm@rtGAS，将发挥越来越重要的作用，在未来区块链应用的浪潮中，成为有力支撑的中流砥柱。