金色观察 | 让区块链长距离通信变得高效 蚂蚁链BTN全项通过信通院测评

金色观察 | 让区块链长距离通信变得高效 蚂蚁链BTN全项通过信通院测评
2022年07月08日 15:50 金色财经

近日,蚂蚁链高速通信网络BTN全项通过信通院能力测评,系统核心功能、多业务承载、面向区块链及隐私计算的网络优化、网络通信安全、去中心化系统通信设施基础保障(中立性) 、网络运维能力六大项25小项均符合要求。

这意味着BTN网络的系统能力和业务适用性得到了权威认证。那么,什么是BTN?蚂蚁链为什么要做BTN?这事得从4年前说起。

2018年6月25日,基于区块链的电子钱包跨境汇款服务在香港上线。港版支付宝AlipayHK的用户可以通过区块链技术向菲律宾钱包Gcash汇款。

在区块链技术的支持下,跨境汇款能做到像本地转账一样,实时到账、省钱、省事、安全、透明。

当天,在港工作22年的菲律宾人格蕾丝(Grace)通过AlipayHK向家人完成了第一笔汇款,耗时仅3秒,而在以前需要10分钟到几天不等。格蕾丝对镜头里远在菲律宾的家人惊叹:“太酷了!”

按照惯例,区块链跨境汇款项目交付之后,蚂蚁链的技术同学召开了复盘会。会上,大家有一个共识:当区块链进行跨国通信时,网络会变得不稳定。而这个问题在行业内很普遍。

也就在那个时候,蚂蚁链CTO盛楚决定要做一件事:建一个面向全球的可信加速网络,让区块链共识变得高效,低成本。

2021年6月23日,蚂蚁链高速通信网络BTN(Blockchain Transmission Network)正式发布。

BTN通过智能路由算法、高效传输协议、传输优化算法、虚拟专线保障等技术搭了一个高速通信网络,以提升区块链网络的稳定性、连通性和实时性。实践证明,BTN可以将区块链网络的吞吐量提升186%,带宽成本降低80%,时延降低40%。

BTN首批开通上海、张家口、香港、法兰克福、新加坡等城市节点。这意味着中国、西欧和东南亚的区块链平台可以选择就近接入,共享BTN带来的高速通信服务。

打个比方,BTN就像是架在大城市之间的“高速公路”,它配有智能导航系统,自动推荐最优通信路线。而各个节点就好像设在不同城市的“高速路口”,车辆可以就近选择路口驶入。

如今,BTN已经应用在金融、司法、贸易等场景中,全球区域节点超过30个,覆盖了全国和国外主要区域。

BTN的思路起源于跨境汇款项目,其背后的行业背景正是不断增长的区块链市场。

根据IDC预测,2024年全球区块链市场将达到189.5亿美元,五年预测期内(2020-2024)实现约48.0%的复合增长率。越来越多的商业流程在区块链上发生,参与方越来越多,链上节点的规模越来越大。

规模扩大带来的影响之一就是网络拥挤。这和“车流量”是一个道理,车多了路自然就堵。而这里面的挑战并不少,核心有几个:

第一、性能挑战

在区块链网络通信中,通常每一个节点都需要把自己的消息发送给全链的其他所有节点,随着节点规模变大,一个节点无法和其他所有节点建立直连,只能连接网络中的一部分节点;所以,一个节点的消息必须通过其他节点进行“转发”,这样一来,节点规模越大通信性能越低。

以比特币为例,比特币平均每10 分钟打包一个区块,6个区块确认平均下来需要60 分钟。

第二、稳定性挑战

区块链中的节点一般都是分布式部署在多地,节点与节点之间通常通过公网通信。相对于公链,联盟链上节点数量有限,对网络状态更加敏感。一旦链上部分节点因为网络状态差而无法稳定参与共识或转发交易,可能导致整个链的工作状态受到影响。

对于承载了很多高性能场景的联盟链来说,对交易吞吐量和服务稳定性都有更高的要求。尤其是在全球部署场景下,网络稳定性问题更加突出。

第三、成本挑战

蚂蚁链技术总监福莺介绍,一个区块链跨境网络,如果有100个节点、1KB的交易大小时,每秒1千个交易就要消耗1Gbps带宽,这样费用一年大概要几十万到上百万不等。这也就意味着,如果区块链的通信网络不进行优化的话,那么很多中小企业将没办法承担这样的成本。

另外,很多时候,节点与节点之间的大规模组网,简单来说就是“拉专线”,每接入一个新节点,就需要在本地的网络上做相应配置。这对企业来说,专线部署周期长、成本高,尤其在全网状网络中更是无法做到所有节点的通信都通过专线连接。

BTN通过部署在全球的高吞吐通信网络和大量的“城市”节点,将区块链通信就近引入到BTN网络中,将节点与节点之间不可靠的网络转换成了节点与城市节点及专线内的传输,极大的优化了网络传输的稳定性和效率,提升了用户体验。

此外,通过在传输层和应用层两侧加密,保障数据在传输链路上安全不泄露。

在本次信通院的评测中,“安全性”也是重要考核指标。测评结果显示,BTN支持国际加密算法和国密加密算法,支持数据源身份认证、多业务通信隔离等功能,在传输过程中无法查看、篡改消息内容,具备高通信安全和高通信保障能力。

在区块链系统中,一旦节点使用BTN,数据就要经过BTN进行传输,节点如何相信BTN网络不会对节点传输内容有影响,是一个很重要的问题。

所谓“网络中立性”(Net Neutrality),是关于网络在作为一个应用层的操作平台时的一些原则,引用Wikipedia的话来说,这些原则就是“非歧视性的互联互通”,即平等对待所有使用该网络的用户。

针对BTN来说,中立性是指建立网络基础设施必须平等对待区块链中的所有节点。

由此BTN提出了基于密码学和统计学的可验证中立性模型,主要通过五个维度的指标来保证其中立性,分别是数据完整性验证、数据正确性验证、时延合理性验证、消息隐私性验证、通信节点匿名性。

数据的完整性——确保数据没有被故意丢弃

数据的正确性——防止消息被篡改

时延的合理性——保证数据没有被故意延迟发送

消息隐私性——防止消息内容被泄漏

通信节点匿名性——保障通信节点的业务身份不暴露

节点对要发送的消息进行加密,然后做哈希签名,发送给区块链中任意接收节点;通过技术手段来保证数据的完整性、隐私性、正确性,和统计的随机性,另外,统计发送方和接收方节点的数据量和时延,用来验证数据的时延合理性。

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