区块链技术的几个基础必要层级介绍

区块链目前已经引发了世界性的关注，迅速地成为一场全球参与竞逐的“军备”大赛。区块链及相关行业正在加速发展，全球已经加速进入“区块链经济时代”。

从技术角度来看，区块链是一种由多方维护、以区块链结构存储数据、使用密码学保证传输和访问安全，可以实现数据一致存储、无法篡改、无法抵赖的技术体系。这种技术给世界带来无限的遐想空间，对区块链的关注度持续升温，借助区块链技术打造供应链信息平台将会带给我们什么样的全新的视野。

区块链基础架构主要分为：应用层、合约层、激励层、共识层、网络层、数据层和数据基础设施层。数据层、网络层、共识层属于协议层，是构成区块链技术的必要层级，是实现区块链技术的基本保障，缺一不可，而合约层属于扩展层，区块链的编程性质主要通过该层实现。供应链信息平台的技术模型主要有三大模块，应用层的交互模块；合约层、共识层及网络层的核心模块；数据层和数据基础设施层的基础模块。激励层通常发生在公有链中，包括发行机制和激励机制两个部分，在供应链联盟链中，共同维护平台正常运行是每个成员的责任，而产生的利益分配可以按照成员需求通过产品流或者资金流来实现。

应用层

应用层封装了供应链的应用场景，是供应链成员与信息平台的交互媒介，也是用户直接信息交互的载体。供应链上的成员可以通过应用层实现物流、商流、资金流的全程记录；金融机构则可以围绕供应链三流为供应链企业提供融资、保险、审计等金融服务，形成供应链金融信息流；监管机构通过智能合约智能监管平台中供应链企业及金融机构，保障供应链网络的健康发展。区块链技术能够实现供应链信息流、金融信息流及监管信息流在应用层上高效自主地流通。

合约层

合约层由各类脚本代码、算法机制以及智能合约构成。其中智能合约是合约层的核心，通过嵌入在区块链的合约代码来实现。参与方事先拟定合约内容和触发机制，以代码的形式嵌入系统，一旦满足触发条件，合约自动执行，外界无法干扰。在供应链管理中，如果以智能合约的形式执行供应链合约，可以节约大量的人力成本，提高处理效率。表2整理了适合嵌入系统的供应链智能合约类型。

共识层

共识层封装了整个系统的共识算法，是实现区块链去中心化特性、保证网络不被恶意节点攻击的关键。从比特币初创至今，根据使用环境的不同，人们已经设计出了十余种共识机制，其中使用较为广泛的共识机制如表3所示。

已有的共识机制有各自的特点及试用的应用场景，PoW每次达成共识要求全网共同参与，会产生很大的资源消耗。PoS共识，虽然可以解决PoW中资源损耗的问题，但需要依靠币龄进行挖矿，额外的代币需求对系统的要求较高。DPoS共识算法在PoS的基础上通过股东投票给某个受托人，系统根据股东所持股权在系统中占比计算出票数最高的一定数量受托人，受托人们按照事先规定的顺序轮流负责生成区块。相较而言，该共识算法比较适合供应链联盟，但该共识机制仍然存在委托人固定、记账顺序不随机、单一记账等问题。除此之外，还有Casper投注共识、实用拜占庭容错（PBET）、消逝时间量证明（PoET）等适用于特定应用场景的共识机制。

根据供应链联盟的多中心特点，提出了新的适用于供应链信息平台的共识机制——随机动态DPoS（SDPoS）共识机制。在SDPoS中，系统每间隔时间t举行一次投票，选出供应链网络中的受托记账人，节点发起交易之后，系统通过产生随机数，随机指派某两个受托人进行该交易的双向验证，其中某一受托人进行该交易的记录，生成新的区块。该机制在传统的DPoS共识的基础上增加了随机性，动态性和多重验证的特点。动态性是指受托人并不固定，一段时间（t）之后需要重新投票再选择。如此可以剔除有问题的受托人，能够给供应链中的发展较好的中小企业记账的权利，同时可以缓解投票者冷漠的问题，提高各个参与者对系统工作状况的关注程度。而随机性体现在随机产生记账人，而不按照约定的顺序，防止记账人提前做好作弊准备。多重验证改变了单一记账人验证的模式，改为两到三个记账人同时验证，能够增强交易信息的可靠性。

数据层

大部分信息平台在使用密码学算法时会采用AES、ECDSA、SHA2等国际标准，但考虑到系统的安全性和政策性风险，供应链信息系统的数据层的密码算法应当与国内的金融机构选用密码学算法保持一致，即选择国密算法，采用SM2加密技术进行加密。

通过区块链各方可以获得一个透明可靠的统一信息平台，可以实时查看状态，降低物流成本，追溯物品的生产和运送整个过程，从而提高供应链管理的效率。当发生纠纷时，举证和追查也变得更加清晰和容易。推动供应链进入一种全新智能的状态，快速的实现当前供应链信息平台的飞跃式发展。