摘要： 云技術(shù)（Cloud technology）是指在廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)內(nèi)將硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等系列資源統(tǒng)一起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算、儲存、處理和共享的一種托管技術(shù)。云技術(shù)（Cloudtechno...

云技術(shù)（Cloud technology）是指在廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)內(nèi)將硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等系列資源統(tǒng)一起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算、儲存、處理和共享的一種托管技術(shù)。云技術(shù)（Cloudtechnology）基于云計算商業(yè)模式應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、整合技術(shù)、管理平臺技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)等的總稱，可以組成資源池，按需所用，靈活便利。云計算技術(shù)將變成重要支撐。技術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的后臺服務(wù)需要大量的計算、存儲資源，如視頻網(wǎng)站、圖片類網(wǎng)站和更多的門戶網(wǎng)站。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的高度發(fā)展和應(yīng)用，將來每個物品都有可能存在自己的識別標(biāo)志，都需要傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)進行邏輯處理，不同程度級別的數(shù)據(jù)將會分開處理，各類行業(yè)數(shù)據(jù)皆需要強大的系統(tǒng)后盾支撐，只能通過云計算來實現(xiàn)。

云計算(cloud computing)是一種計算模式，它將計算任務(wù)分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和信息服務(wù)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴展，按使用付費。

作為云計算的基礎(chǔ)能力提供商，會建立云計算資源池(簡稱云平臺，一般稱為IaaS(Infrastructure as a Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))平臺，在資源池中部署多種類型的虛擬資源，供外部客戶選擇使用。云計算資源池中主要包括：計算設(shè)備(為虛擬化機器，包含操作系統(tǒng))、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

按照邏輯功能劃分,在IaaS（Infrastructure as a Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）層上可以部署PaaS(Platform as a Service,平臺即服務(wù))層，PaaS層之上再部署SaaS(Software as a Service,軟件即服務(wù))層，也可以直接將SaaS部署在IaaS上。PaaS為軟件運行的平臺，如數(shù)據(jù)庫、web容器等。SaaS為各式各樣的業(yè)務(wù)軟件，如web門戶網(wǎng)站、短信群發(fā)器等。一般來說，SaaS和PaaS相對于IaaS是上層。

云計算(cloud computing)指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義云計算指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)，也可是其他服務(wù)。云計算是網(wǎng)格計算（Grid Computing )、分布式計算（DistributedComputing)、并行計算（Parallel Computing)、效用計算（Utility Computing)、網(wǎng)絡(luò)存儲（Network StorageTechnologies)、虛擬化（Virtualization)、負(fù)載均衡（Load Balance)等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。

隨著互聯(lián)網(wǎng)、實時數(shù)據(jù)流、連接設(shè)備多樣化的發(fā)展，以及搜索服務(wù)、社會網(wǎng)絡(luò)、移動商務(wù)和開放協(xié)作等需求的推動，云計算迅速發(fā)展起來。不同于以往的并行分布式計算，云計算的產(chǎn)生從理念上將推動整個互聯(lián)網(wǎng)模式、企業(yè)管理模式發(fā)生革命性的變革。

云存儲(cloud storage)是在云計算概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念，分布式云存儲系統(tǒng) (以下簡稱存儲系統(tǒng)）是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)以及分布存儲文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備（存儲設(shè)備也稱之為存儲節(jié)點）通過應(yīng)用軟件或應(yīng)用接口集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的一個存儲系統(tǒng)。

目前，存儲系統(tǒng)的存儲方法為：創(chuàng)建邏輯卷，在創(chuàng)建邏輯卷時，就為每個邏輯卷分配物理存儲空間，該物理存儲空間可能是某個存儲設(shè)備或者某幾個存儲設(shè)備的磁盤組成?？蛻舳嗽谀骋贿壿嬀砩洗鎯?shù)據(jù)，也就是將數(shù)據(jù)存儲在文件系統(tǒng)上，文件系統(tǒng)將數(shù)據(jù)分成許多部分，每一部分是一個對象，對象不僅包含數(shù)據(jù)而且還包含數(shù)據(jù)標(biāo)識（ID，ID entity)等額外的信息，文件系統(tǒng)將每個對象分別寫入該邏輯卷的物理存儲空間，且文件系統(tǒng)會記錄每個對象的存儲位置信息，從而當(dāng)客戶端請求訪問數(shù)據(jù)時，文件系統(tǒng)能夠根據(jù)每個對象的存儲位置信息讓客戶端對數(shù)據(jù)進行訪問。

存儲系統(tǒng)為邏輯卷分配物理存儲空間的過程，具體為：按照對存儲于邏輯卷的對象的容量估量（該估量往往相對于實際要存儲的對象的容量有很大余量）和獨立冗余磁盤陣列（RAID，Redundant Array of Independent Disk)的組別，預(yù)先將物理存儲空間劃分成分條，一個邏輯卷可以理解為一個分條，從而為邏輯卷分配了物理存儲空間。

數(shù)據(jù)庫(Database)，簡而言之可視為電子化的文件柜——存儲電子文件的處所，用戶可以對文件中的數(shù)據(jù)進行新增、查詢、更新、刪除等操作。所謂“數(shù)據(jù)庫”是以一定方式儲存在一起、能與多個用戶共享、具有盡可能小的冗余度、與應(yīng)用程序彼此獨立的數(shù)據(jù)集合。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（英語：Database Management System，簡稱DBMS）是為管理數(shù)據(jù)庫而設(shè)計的電腦軟件系統(tǒng)，一般具有存儲、截取、安全保障、備份等基礎(chǔ)功能。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以依據(jù)它所支持的數(shù)據(jù)庫模型來作分類，例如關(guān)系式、XML（Extensible MarkupLanguage,即可擴展標(biāo)記語言）；或依據(jù)所支持的計算機類型來作分類，例如服務(wù)器群集、移動電話；或依據(jù)所用查詢語言來作分類，例如SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語言(Structured QueryLanguage)、XQuery；或依據(jù)性能沖量重點來作分類，例如最大規(guī)模、最高運行速度；亦或其他的分類方式。不論使用哪種分類方式，一些DBMS能夠跨類別，例如，同時支持多種查詢語言。

大數(shù)據(jù)（Big data）是指無法在一定時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。隨著云時代的來臨，大數(shù)據(jù)也吸引了越來越多的，大數(shù)據(jù)需要特殊的技術(shù)，以有效地處理大量的容忍經(jīng)過時間內(nèi)的數(shù)據(jù)。適用于大數(shù)據(jù)的技術(shù)，包括大規(guī)模并行處理數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、云計算平臺、互聯(lián)網(wǎng)和可擴展的存儲系統(tǒng)。

每個節(jié)點均存儲一條相同的區(qū)塊鏈，節(jié)點中存儲的區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。區(qū)塊鏈由多個區(qū)塊組成，區(qū)塊鏈由多個區(qū)塊組成，創(chuàng)始塊中包括區(qū)塊頭和區(qū)塊主體，比如：區(qū)塊頭中存儲有卷宗材料特征值、版本號、時間戳和難度值，區(qū)塊主體中存儲有卷宗材料；創(chuàng)始塊的下一區(qū)塊以創(chuàng)始塊為父區(qū)塊，下一區(qū)塊中同樣包括區(qū)塊頭和區(qū)塊主體，區(qū)塊頭中存儲有當(dāng)前區(qū)塊的卷宗材料特征值、父區(qū)塊的區(qū)塊頭特征值、版本號、時間戳和難度值，并以此類推，使得區(qū)塊鏈中每個區(qū)塊中存儲的區(qū)塊數(shù)據(jù)均與父區(qū)塊中存儲的區(qū)塊數(shù)據(jù)存在關(guān)聯(lián)

區(qū)塊鏈由多個區(qū)塊鏈節(jié)點構(gòu)成，任兩個區(qū)塊鏈節(jié)點之間均可以通信連接。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術(shù)的新型應(yīng)用模型。區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一個去中心化的數(shù)據(jù)庫，同時作為比特幣的底層技術(shù)，是一串使用密碼學(xué)相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊，各個數(shù)據(jù)塊之間通過隨機散列(也稱哈希算法)實現(xiàn)鏈接，后一個數(shù)據(jù)塊包含前一個數(shù)據(jù)塊的哈希值。

其中，區(qū)塊鏈節(jié)點可以直接通過點到點（Peer to Peer，P2P）和Gossip等協(xié)議實現(xiàn)節(jié)點的發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)的傳遞。其中，P2P是一種點到點的通信網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點地位均等，不存在中心化的控制機制；Gossip是一種P2P網(wǎng)絡(luò)中多個節(jié)點之間進行數(shù)據(jù)同步的協(xié)議，例如隨機選擇鄰居節(jié)點進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

其中，與鏈碼相關(guān)的協(xié)議包括鏈碼的初始化協(xié)議、鏈碼的啟動協(xié)議、鏈碼的執(zhí)行協(xié)議、以及鏈碼的更新協(xié)議等，其中，鏈碼是區(qū)塊鏈上的應(yīng)用代碼，是負(fù)責(zé)對區(qū)塊鏈底層平臺進行相關(guān)操作的上層業(yè)務(wù)代碼。鏈碼可用來執(zhí)行合約中的內(nèi)容，來用對賬本進行操作，可將與電子卷宗相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲到賬本上，也方便獲取電子卷宗數(shù)據(jù)。其中，賬本是區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)以及當(dāng)前區(qū)塊鏈的世界狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。

合約指的是智能合約，也可以稱為智能合同。智能合約是由事件驅(qū)動的、具有狀態(tài)的、獲得多方承認(rèn)的、運行在區(qū)塊鏈之上的、且能夠根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動處理資產(chǎn)的程序，智能合約最大的優(yōu)勢是利用程序算法替代人仲裁和執(zhí)行合同。簡單來說，智能合約是一種用計算機語言取代法律語言去記錄條款的合約。智能合約可以由一個計算系統(tǒng)自動執(zhí)行。即，智能合約就是傳統(tǒng)合約的數(shù)字化版本。

通道用來隔離不同的組織，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的隔離訪問，不同的通道的賬本數(shù)據(jù)互相無法訪問。在本實施例中，當(dāng)根據(jù)實際情況，采用至少一個通道進行管理，若需要將數(shù)據(jù)提供給其他關(guān)聯(lián)方進行訪問，可使用新的通道來共享部分?jǐn)?shù)據(jù)。

策略是指與電子卷宗應(yīng)用程序的各種業(yè)務(wù)相關(guān)的策略，如上述提及的與新建業(yè)務(wù)相關(guān)的策略、與上傳業(yè)務(wù)相關(guān)的策略等。

核心層是區(qū)塊鏈的核心部分，可以采用分布式網(wǎng)絡(luò)、P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及Gossip協(xié)議進行數(shù)據(jù)分發(fā)。核心層可以提供賬本數(shù)據(jù)訪問、達(dá)成共識、通過通道實現(xiàn)數(shù)據(jù)的隔離訪問以及提供身份認(rèn)證等。

由上述可知，賬本是區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)以及當(dāng)前區(qū)塊鏈的世界狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。

達(dá)成共識主要有兩個流程，分別為區(qū)塊的提議和區(qū)塊的共識達(dá)成。區(qū)塊的提議主要涉及到工作量證明（Proof Of Work，PoW）和權(quán)益證明（Proof of Stake，PoS）機制，用以抵抗女巫攻擊，安全地選出可靠的區(qū)塊提議者。區(qū)塊的共識達(dá)成則涉及到共識算法，主要包括中本聰共識和經(jīng)典共識。

有關(guān)通道的相關(guān)內(nèi)容，可以詳見上述的相關(guān)說明，在此不再贅述。

身份認(rèn)證采用證書頒發(fā)機構(gòu)（Certificate Authority，CA）頒發(fā)的CA證書進行訪問控制，其中，用戶身份認(rèn)證需要使用證書，數(shù)據(jù)則使用安全傳輸層（Transport LayerSecurity，TLS）協(xié)議進行加傳輸，以保證數(shù)據(jù)安全。其中，CA負(fù)責(zé)證書的創(chuàng)建和頒發(fā)，是公開密鑰基礎(chǔ)設(shè)施（Public Key Infrastructure，PKI）體系中最為核心的角色，PKI是一組由硬件、軟件、參與者、管理政策與流程組成的基礎(chǔ)架構(gòu)，其目的在于創(chuàng)造、管理、分配、使用、存儲以及撤銷數(shù)字證書。

資源層包括證書頒發(fā)機構(gòu)的信息、網(wǎng)絡(luò)的信息、文件系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫的信息和容器的信息等。其中，證書頒發(fā)機構(gòu)不參與P2P網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡(luò)訪問，使用三層認(rèn)證結(jié)構(gòu)，保證認(rèn)證的權(quán)威性和數(shù)據(jù)安全性。其中，數(shù)據(jù)采用哈希算法（英文全稱：HashAlgorithm）進行簽名，保證數(shù)據(jù)的不可篡改性。其中，哈希算法是一種將任意長度的二進制映射為較短的固定長度的二進制值的算法。

賬本數(shù)據(jù)可以以文件行書存儲在文件系統(tǒng)上，而區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)則存儲在數(shù)據(jù)庫中，狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和索引數(shù)據(jù)也可以存儲在數(shù)據(jù)庫中，例如，存儲在LevelDB數(shù)據(jù)庫中。