腾讯在支付与金融、社交、媒体等多个领域积累了丰富的行业与技术经验，在高并发的交易处理方面取得了业界领先的突破；此外，腾讯还具备海量数据处理和分析、金融安全体系构建的能力，在云生态和行业连接的探索上也积累了丰富的经验。
1.腾讯区块链方案的设计原则及目标
腾讯区块链致力于提供企业级区块链基础设施，行业解决方案，以及安全、可靠、灵活的区块链云服务。
1.1设计原则：
自主创新：腾讯区块链注重自主创新，目前在关键领域已经拥有多项自主知识产权的独特核心技术，在共识算法、十亿级用户管理、海量数据并发处理、账户安全管理、风险控制等方面具有专利和技术积累。
安全高效：基于腾讯多年在支付与金融领域的安全、可靠运营经验的积累，推出腾讯可信区块链，能够有效实现信息共享，保护信息安全，提升系统效率。
1.2设计目标：
腾讯可信区块链旨在为行业伙伴提供企业级区块链基础设施，行业解决方案，以及安全、可靠、灵活的区块链云服务。通过高性能的区块链服务，在实现安全可靠的交易对接的前提下，通过可视化的数据管理手段，有效降低企业运营综合成本，提高运营效率。
2.腾讯区块整体架构
2.1底层平台TrustSQL
基础服务：基础服务部署在所有区块链的节点上，用来验证业务请求的有效性，并对有效请求完成共识后记录到存储上。对一个新的业务请求，基础服务先对接口适配解析，鉴权处理，然后通过共识算法将交易或者合约加上签名和加密之后，完整一致的存储到共享账本上。共识机制可自适应，在网络和节点都正常情况下具有高并发性，网络异常或者节点欺骗的情况下具有强容错性。
智能合约：负责合约的注册发行以及合约的触发和执行。用户通过某种编程语言定义合约逻辑，发布到区块链上之后，根据合约条款的逻辑，由用户签名或者其他的事件触发执行，完成交易结算等合约的逻辑。
运营监控：负责产品发布过程中的部署、配置修改、合约设置以及产品运行中的实时状态可视化的输出，如：告警、交易量、网络情况、节点健康状态等。
2.2平台产品服务层TrustPlatform
平台产品服务层抽象了各类典型的区块链应用，提供典型应用的基本能力和实现框架，用户可以基于这些基本能力，叠加自己业务独有的特性，轻松完成业务逻辑的区块链实现。帮助用户快速搬迁已有业务到区块链上，以应对新的场景需求，或者搭建全新的业务场景，利用区块链的不可篡改、防抵赖等特性解决之前难以解决的问题。
数字资产：根据对虚拟货币、游戏装备、商业票据、积分、卡券等数字资产的分析，我们发现资产上链是一个关键环节。为此引入“资产网关”的概念，协助用户进行链下资产到链上资产的转换。资产一旦上链，转移、拆分、提现等操作就会通过帐户公私钥体系严格控制起来，并且所有的操作都会有签名校验，交易双方都会留下痕迹，不可抹除。如商业票据、卡券等存在有效期的资产，还会提供到期自动清算的能力，包括资产发行、资产转让、资产提现、资产清算、资产查询等。
共享账本：金融机构间的对账清算目前基本都是以天为周期进行，对账方式基本也都是互发对账单，对比双方的交易流水。这给最终的交易确认和资金划拨都带来一定的延时，一些需要实时付款的业务场景甚至必须要业务运营方去垫资进行。区块链天然的共享账本，让对账不必第二天汇总发送，而是随时都可以进行，双方只要把对账逻辑对接到区块链上，就可以完成资金的核对。基本可以实现准实时的交易确认和资金划拨，并且任意一方都不可抵赖。特别对于资金链条比较长，牵涉环节比较多的业务非常有竞争优势。同时监管机构也可以参与到共享账本记录中。
2.3应用服务层TrustApplicaTIon
3.底层平台TrustSQL
3.1基础服务
基础服务模块由接口适配、共识管理，网络通信和记录存储四个部分组成，如下图
3.1.1接口适配
为了用户方便、低成本的接入腾讯区块链，TrustSQL对应用层提供SQL和API的接口，其中API接口支持同步和异步操作两种模式。接口适配层对业务请求进行解析，鉴权和签名校验之后，通过共识算法将业务请求记录到账本存储上。接口适配模块作为共识管理模块的客户端，也会参与共识管理。接口适配模块主要负责各个共识节点返回结果的汇总和一致性判断。另外，当使用具有自主知识产权的“改进的bft-raft”共识算法时候，接口适配模块还会收到来自业务侧的选举切换请求，接口适配模块对选举切换请求进行汇总统计。当符合切换条件的时候，通知共识管理模块重新选举。
3.1.2共识管理
共识机制是区块链中核心的技术点。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。共识机制是指定义共识过程的算法、协议和规则。共识机制按照共识的过程分两类，第一类是概率一致的共识、工程学上最终确认；第二类是绝对一致之后再共识，共识即确认。腾讯区块链提供第二类的共识机制，支持自适应和用户指定配置两种模式。自适应的模式是在网络状况良好、无欺诈节点的情况下自动使用共识效率高、能够防欺诈的、具有自主知识产权的“改进的raft”算法，当欺诈节点或者故障节点超过阈值之后自动切换到更为严格的、具有自主知识产权的“改进的bft-raft”算法。用户指定配置模式是指用户直接配置固定共识机制，进行共识管理。
3.1.3网络通信
网络通信模块负责各节点间以及业务侧的消息数据传输。腾讯区块链采用可以多路复用、连接共享的动态自组织的网络。可以跟现有的防火墙、代理服务器等安全设施很好的兼容，提供点对点的组网和安全可靠的数据传输。
3.1.4记录存储
腾讯区块链记录存储可以支持多种的介质的存储，存储介质可以是数据库、文件系统，也可以是云存储介质，如云DB，云KV等。记录存储采用块链的结构，任何对历史数据篡改都能被自校验发现，并进行告警和自动修正。
3.2用户管理
从用户接入的角度看，一种是原有系统改造接入区块链，存在原有安全级别较高的密钥管理体系，如机构清算，银行保理等，另外一种是新应用场景接入区块链或者原有系统没有完善的密钥管理体系，如一些供应链业务和一些B2C业务等。为继承原有安全级别较高的密钥管理系统、同时又能保留原有用户的使用习惯，腾讯区块链提供了传统密钥系统集成、全托管和部分托管三类模式。
传统密钥系统集成：适用于原有私钥系统安全级别较高的用户，如：金融机构、银行原有的U盾、电子签名等，对于此类用户，腾讯区块链只需要将原有用户的私钥系统跟区块链地址关联起来即可。
部分托管：适用于接入区块链服务的部分主体有较高安全级别的密钥系统或者多种区块链技术互通的场景。部分托管情况下，腾讯区块链来保证参与的多方区块链地址关联关系和一致性。
全托管：适合全新接入的场景以及原有互联网习惯程度较高的场景。将原有的以用户名、密码的体系，通过安全的密钥生成和管理系统对应起来，使用户信息跟区块链地址隔离开来，保护用户隐私安全。
对于全托管的模式，腾讯区块链的用户管理系统由账户管理、密钥管理、权限管理和风控审计四个部分组成，如图：
3.2.1账户管理
3.2.2密钥管理
在全托管的模式下，密钥管理系统负责用户密钥跟账户的关联、密钥安全管理和丢失找回。用户密钥在客户端生成，用户可以选择将密钥保存在密钥保险箱或者委托给关联账户的方式以便密钥丢失后找回。为了保证用户账户跟密钥关联关系可靠性，密钥管理系统将关联关系的签名采用多节点链式存储。
3.2.3权限管理
3.2.3风控审计
风控模块负责对区块链中数字资产类的交易行为进行风险控制，腾讯区块链提供风控专家模型系统，通过分析和捕捉海量数据间的深层关系，自适应调整风控规则，及时发现风险、管理风控和控制风险，做到防患于未然。审计模块为审计机构提供审计能力，通过严格的权限控制来保证审计能力只能被审计机构使用。
3.3智能合约
腾讯区块链合约部分包括标准合约以及业务定制的合约两种类型。标准合约包括资产一致性检查、自动成交撮合、多方共同确认的转账、到期自动清算等逻辑相对简单的合约，是腾讯区块链内置合约，可以直接挂在区块链上使用。用户定制的智能合约包括通过合约模板修改配置和添加其他业务逻辑的形式，也可以支持更加复杂的用户自编程的合约，在独立的环境里运行。
智能合约包括合约的注册、触发、执行以及注销四个部分，如下图：
3.3.1合约注册
合约注册是将用户编写好的合约安全检查处理之后，共识存储到区块链的过程。腾讯区块链未来计划支持多种语言来编写智能合约。
3.3.2合约触发
3.3.3合约执行
合约执行是合约代码在独立的环境中运行的完整过程，包括对合约构造镜像环境、代码执行、执行代码中状态修改的共识以及共识的异常处理。
3.3.4合约注销
合约注销，是对已经执行过、过期作废或者业务需求变更不再需要的合约进行转存，清理，清理的过程需要多节点共识之后才能完成。
3.4运营监控
为了客户快速接入以及接入之后能够快速准确地识别系统的运行状态以及在运行中满足其他的运维需求，如存储账本扩容、程序升级等。腾讯区块链提供了完整、快捷、可视化的运营监控系统，运营监控主要包括配置，监控、告警、发布和业务分析等功能。
3.4.1配置
3.4.2监控
负责收集系统中运行的状态数据，并且可视化的呈现出来。系统中的状态数据包括系统的访问量、耗时、节点的健康状态以及比较底层的机器资源（CPU、内存、硬盘）使用状况等，通过可视化监控可以实时了解整个区块链系统的状态。
3.4.3告警
3.4.4发布
对系统初次部署、运行中程序升级以及运行过程中节点扩展等场景下的操作可以通过发布模块来支持。发布模块保证接口、共识算法等重要模块的可执行程序的一致性。
3.4.5业务分析
3.4.6云适配
云适配提供目前云主流运营商的接口适配，可以让腾讯区块链更加方便的部署在云上，方便维护和扩展。
4.技术特色和优势
1、高性能：依托腾讯支付的海量并发经验，交易支持秒级确认；提供海量数据存储，具备每秒万级的处理能力；
2、高安全性：提供丰富的权限策略、安全的密钥管理体系和用户隐私保密方案，保障数据安全。
3、高速接入：丰富的应用开发框架和灵活的部署方式，方便不同类型的用户快速接入，构建应用；
4、高效运营：提供全面、实时、可视化的运维管理系统，快速识别系统状态，满足多个层级的运营管理需求。
4.1高性能
4.1.1丰富的高并发处理经验
腾讯支付基础平台与金融应用线（FiT）现有系统在2017年春节红包期间每秒处理超过20万的并发交易，腾讯区块链借鉴了FiT高并发、分布式账户管理的经验，通过各种模型分析、压测，可以支持每秒万级的处理能力。
4.1.2高效自适应共识算法
4.1.3交易快速确认
腾讯区块链采用高效自适应的共识算法，保证了共识完成即交易确认，并且对交易确认过程中的其他环节，如签名算法、账本存储方式等进行了优化，实现了秒级确认交易。
4.1.4海量存储
腾讯区块链支持本地数据库存储、文件系统存储以及云存储多种方式。本地存储实现冷热分离，数据库存储使用分库分表的模式，云存储支持按照云的集群规则扩展。
4.2高速接入
在实际的业务对接场景大致分为三类：第一类，原有系统改造后接入区块链，第二类，原有系统上新的需求使用区块链开发，第三类，在全新的系统和场景使用区块链。
腾讯区块链为了适应于上述三类场景，本着业务开发工作量尽量少、尽量满足用户原有开发习惯、方便的部署、保持原有的安全体系的原则，在用户业务开发方式、部署方式以及安全性继承上做了大量的兼容性设计，可以实现各种场景、各种开发习惯的用户能以较低的代价、较快的速度对接到区块链上来。
4.2.1满足多种用户习惯的方式接入
腾讯区块链平台产品层（TrustPlatform）提供丰富的应用开发的框架，应用类型包含了数字资产、共享账本、鉴证证明、股份众筹及所有权交易等基本应用模型。用户可以基于这些应用开发框架进行业务开发，也可以直接基于腾讯区块链底层TrustSQL提供的SQL和API进行开发。对业务开发中使用的底层API的库提供了多语言支持，可以满足不同的用户的开发习惯，降低用户接入难度。
4.2.2跨平台的部署方式
腾讯区块链针对不同的用户需求，可以支持云部署、服务器部署等多种部署方式，适应多种用户部署环境。
4.2.3可选的密钥管理对接机制
腾讯区块链提供了原有密钥系统关联、部分托管和全托管三类对接机制，跟现有系统对接时，可以根据现有系统的密钥管理系统的实际情况选择合适的对接机制。原有密钥系统安全程度较高的，可以复用的直接使用原有密钥关联的方式；全新的业务可以选择密钥管理全托管的方式；也可以根据业务情况选择部分托管的方式。
4.3高安全性
4.3.1可靠一致的记录存储
腾讯区块链通过非对称加密的数字签名保证业务请求在传输过程中不能被篡改，通过共识机制保证各节点的数据一致的存储。对于已经存储的数据记录通过节点内的自校验性和准实时多节点数据校验来保证已经存储的数据记录不能被修改。
节点的自校验性：腾讯区块链采用块链结构存储数据记录，其中部分记录的修改会破坏块链结构的完整性，可以快速校验出来并从其他节点将数据恢复。另外腾讯区块链每个记账节点都有自己的私钥，每个区块头中包含了本节点私钥的签名，区块内数据的修改都可以通过签名校验出来。
多节点准实时的数据校验：当节点的私钥被盗取，恶意用户是存在修改账本链上所有数据的可能性的，腾讯区块链提供了多节点间准实时的数据对比机制，可以及时发现某个节点账本数据被篡改的情况。
4.3.2用户隐私和交易保密
4.3.3安全的密钥管理体系
在腾讯区块链的密钥管理解决方案中，提供了密钥保险箱和用户账户委托的功能来保证密钥的安全。密钥保险箱使用用户信息对密钥加密并分割存储在多个不同的节点上，正常业务流程下不会访问密钥保险箱，当用户密钥丢失后，可以通过对用户信息认证之后将密钥找回。账户委托是通过委托账户来操作被委托账户来实现账户找回的功能，腾讯区块链所有委托账户操作会独立记录在区块链上，并且对委托账户的操作有严格的频度限制和独立的风控策略，可以严格控制委托账户的操作风险。
4.4高效运营
腾讯区块链实现了可视化的服务交付和可视化的服务度量。在服务交付方面，从代码编译、测试、灰度环境验收到正式环境部署，整个服务交付流程实现可视化管理。在服务度量方面，对数据进行了标准化的分层归类，从基础设施、上层组件、应用服务、到用户侧，基于应用的拓扑架构，收集各类指标，统一到一个分析平台中展现。
腾讯区块链提供通用高效的信息采集组件，部署在业务层、共识节点层以及账本存储层，信息采集组件把机器的系统信息（如，CPU，内存、硬盘、网络等状态）、节点使用状态（如节点访问量、访问时耗、节点健康状态等）以及业务使用情况（业务访问量、成功率、耗时分布等）实时展示到监控界面上，便于整个系统的管理。
5.行业应用前景
我们注意到，区块链技术已在世界各地呈现方兴未艾的发展态势。从业务上看，借助区块链的安全特性与信任机制，将成为发展数字经济的重要技术引擎，可以在多行业领域发挥作用，行业应用领域发展潜力巨大。但从行业IT系统需求的角度来看，要在区块链上构建应用，需要区块链解决方案具备强大的三个底层能力：一是完善的新旧系统兼容/切换能力，二是全新的系统安全能力，三是适用多场景的用户隐私保护能力。
基于上述需求，腾讯区块链提供了高可用性、可扩展的区块链应用基础平台，通过此平台，各领域的合作伙伴可以快速搭建上层区块链应用，帮助企业将精力聚焦在业务本身和商业模式的运营上，让用户、商户、机构在多样化的应用场景中受益。
5.1腾讯区块链应用场景概览
基于腾讯区块链基础平台，区块链技术的应用范畴，可以涵盖货币、金融、经济、社会的诸多领域。从区块链应用价值角度出发，我们总结腾讯区块连方案使用场景方向，具备分为：鉴证证明、共享账本、智能合约、共享经济、数字资产等五大类，具体场景概览示意如下：
5.2腾讯区块链应用落地中常见问题
Q1：去中心化的特性是否对中心化机构不利？
A1：区块链虽有去中心化的特性，但很多线上业务的纠纷无法离开中心来解决。因此区块链的真正价值在于促进各行各业的中心化机构之间达成共识，构建联盟，形成多个中心组成的商业生态圈，这样的生态系统突出了中心的职能，大大简化了中心化机构运营成本。
Q2：区块链是低效服务吗？
A2：区块链服务是低效是一个认识上的误区。区块链的效率瓶颈主要在于共识算法，而共识算法在不同场景下有不同的实现方式。例如腾讯区块链采用自主研发的高效自适应共识算法，保证了共识完成即交易确认，并且对交易确认过程中的其他环节，如签名算法、账本存储方式等进行了优化，实现了秒级确认交易。
Q3：区块链是否没有隐私？
A3：区块链通过多重的隐私保护方案来保护用户隐私。底层交易数据通过加密方式存储，仅对用户本身可见；上层应用通过严格的权限控制确保隐私安全。
Q4：如何寻找适合区块链适用的场景？
A4：成熟的腾讯区块链解决方案可满足多场景的应用，从具体行业应用适用性考虑，可以综合参考行业各参与方的信任机制、信任内容、业务角色、业务关系、运作方式等维度，通过下图所示，用雷达扫描法进行场景匹配考量。
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