起因

公司要開發區塊鏈，原本是想著使用以太坊開發個合約或者是使用個第三方平臺來做，后來發現都不符合業務需求。原因很簡單，以太坊、超級賬本等平臺都是做共享賬本的，有代幣和挖礦等模塊。而我們需要的就是數家公司組個聯盟，來共同見證、記錄一些不可篡改的交互信息，如A公司給B公司發了一個xxx請求，B公司響應了什么什么。其實要的就是一個分布式數據庫，而且性能要好，不能像比特幣那種10分鐘才生成一個區塊。我們要的更多的是數據庫的性能，和區塊鏈的一些特性。

經過

項目于3月初開始研發，歷時一月發布了第一版。主要做了存儲模塊、加密模塊、網絡通信、公鑰私鑰、區塊內容解析落地入庫等。已經初步具備了區塊鏈的基本特征，但在共識機制、merkle tree、智能合約以及其他的一些細節上，尚不到位。

希望高手不吝賜教，集思廣益，提出見解或方案，來做一個區塊鏈平臺項目，適合更多的區塊鏈場景，而不僅僅是賬本和各種忽悠人的代幣。

理想中的區塊鏈平臺：?

項目說明

主要有存儲模塊、網絡模塊、加密模塊、區塊解析入庫等。

該項目屬于"鏈"，非"幣"。不涉及虛擬幣和挖礦。本質上類似于騰訊區塊鏈項目trustsql。

存儲模塊

Block內存儲的是類Sql語句。聯盟間預先設定好符合業務場景需要的數據庫表結構，然后設定好各個節點對表的操作權限（ADD，UPDATE，DELETE），將來各個節點就可以按照自己被允許的權限，進行Sql語句的編寫，并打包至Block中，再全網廣播，等待全網校驗簽名、權限等信息的合法性。如果Block合法，則允許生成，生成后再全網廣播，各節點拉取新區塊。新區塊生成后，各節點進行區塊內容解析，并落地入庫的操作。

場景就比較廣泛了，可以設定不同的表結構，或者多個表，進而能完成各自類型信息的存儲。譬如商品溯源，從生產商、運輸、經銷商、消費者等，每個環節都可以對某個商品進行ADD信息的操作。

存儲采用的是key-value數據庫rocksDB，了解比特幣的知道，比特幣用的是levelDB，都是類似的東西。最近發現在部分Windows下，rocksDB加載失敗。也可以替換為levelDB，只需要修改2個類即可。

結構類似于sql的語句，如ADD（增刪改） tableName（表名）ID（主鍵） JSON（該記錄的json）。

網絡模塊

網絡層，采用的是各節點互相長連接、斷線重連，然后維持心跳包。網絡框架使用的是t-io，也是oschina的知名開源項目。t-io采用了AIO的方式，在大量長連接情況下性能優異，資源占用也很少，并且具備group功能，特別適合于做多個聯盟鏈的SaaS平臺。并且包含了心跳包、斷線重連、retry等優秀功能。

在項目中，每個節點即是server，又是client，作為server則被其他的N-1個節點連接，作為client則去連接其他N-1個節點的server。同一個聯盟，設定一個Group，每次發消息，直接調用sendGroup方法即可。

共識模塊

分布式共識一直都是個難題。

比特幣采用了POW工作量證明，需要耗費大量的資源進行hash運算（挖礦），由礦工來完成生成Block的權利。還有一些是采用選舉投票的方式來決定誰來生成Block。分布式共識算法有好幾種，具體的可以去查查。共同的特點就是只能特定的節點來生成區塊，然后廣播給其他人。

而我這里的場景不同，這是一個聯盟，各個節點是平等的，而且性能要高。所以我不想讓每個節點都生成一個指令后，發給其他節點，再大家選舉出一個節點來搜集網絡上的指令組合再生成Block，太復雜了。對于學習區塊鏈的新手來說，幾乎無法完成這個模塊。

那么我這里就簡單多了，任何節點都可以構建Block，然后全網廣播，只要過半節點校驗后同意即可。其他節點需要校驗格式、hash、簽名、和table的權限，校驗通過后，過半同意了，就可以構建Block并廣播全網，通知各節點更新Block。

生成Block后，再全網廣播，拉取Block，然后執行Block內的sql語句。

區塊信息查詢

各節點通過執行相同的sql來實現一個同步的sqlite數據庫（或mysql等其他關系型數據庫），將來對數據的查詢都是直接查詢sqlite，性能高于傳統的區塊鏈項目。

由于各個節點都能生成Block，在高并發下會出現區塊不一致的情況。如果因為某些原因導致鏈分叉了，也提供了回滾機制，sql可以回滾。原理也很簡單，你ADD一個數據時，我會在區塊里同時記錄兩個指令，一個是ADD，一個是回滾用的DELETE。同理，UPDATE時也會保存原來的舊數據。區塊里的sql落地，譬如順序執行1-10個指令，回滾時就是從10-1執行回滾指令。

每個節點都會記錄自己已經同步了的區塊的值，以便隨時進行sql落地入庫。

對區塊鏈信息的查詢，那就簡單了，直接做數據庫查詢即可。相比于比特幣需要檢索整個區塊鏈的索引樹，速度和方便性就大不同了。

簡單使用說明

使用方法：先啟動md_blockchain_manager項目，然后修改application.yml里的name、appid和managerUrl和manager項目數據庫里的一一對應，作為一個節點啟動即可。

可以通過訪問localhost:8080/block?content=1來生成一個區塊，至少要啟動2個節點才行，生成Block時需要除自己外的至少過半同意才行。生成Block后就會發現別的節點也會自動同步自己新生成的Block。目前代碼里默認設置了一張表message，里面也只有一個字段content，相當于一個簡單的區塊鏈記事本了。

可以通過localhost:8080/sqlite來查看sqlite里存的數據，就是根據Block里的sql語句執行后的結果。

我把項目部署到docker里了，共啟動4個節點，如圖：?

manager就是md_blockchain_manager項目，主要功能就是提供聯盟鏈內各節點ip?

四個節點ip都寫死了，都啟動后，它們會相互全部連接起來，并維持住長連接和心跳包。?

我調用一下block項目的生成區塊接口，http://ip:port/block?content=1

別的節點會是這樣，收到block項目請求生成區塊的請求、并開始校驗，回復是否同意?

當block項目收到過半的同意后，就開始生成區塊，并廣播給其他節點自己的新區塊，其他節點開始拉取新塊，校驗通過了則更新到本地。

這個生成區塊的接口是寫好用來測試的，正常走的流程是調用instuction接口，先生產符合自己需求的指令，然后組合多個指令，調用BlockController里的生成區塊接口。

項目開源地址：https://gitee.com/tianyalei/md_blockchain

總結

以上是生活随笔為你收集整理的使用Java开发一个做数据共享的联盟链思路的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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