《信息技术区块链和分布式账本技术参考架构》标准解读(一)

一、引言

区块链作为一种颠覆性的创新应用模式，其广泛的应用范围在价值创造优势的同时也带来了挑战，尤其是各行业缺乏核心的理念和基本技术共识，使得行业发展碎片化严重。并且，区块链跨领域、跨业务的特性一定程度上增加了社会交易成本。总的来说，区块链应用的开发和部署缺乏标准化引导，缺乏安全性、可靠性和互操作性的评估方法。
应对这些技术和业务上的挑战需要一个描述区块链基本图像的标准，也就是参考架构标准。通用的参考架构能够帮助实现各行业对区块链的共识，为解决不同产业所共有的挑战提供共同的基础，并能够在跨产业的生态系统中实施知识和经验的共享，能有效打通应用通道，防范应用风险，提升应用效果。并且，有助于区块链生态系统的形成，能刺激更多的技术创新，降低技术成本，加快区块链系统的实施，这将推动区块链发展的一条有效途径。
然而，如此重要和基础性的一个标准，目前在国际上还是缺失的。同时，2016年9月12日国际标准化组织（ISO）成立区块链相关的技术委员会（ISO/TC 307）以来，国际上区块链标准制定的步伐也在加快。
中国区块链技术和产业发展论坛是国内乃至国际上很早从事区块链标准化研究的组织，自2016年10月成立以来，在工业和信息化部信息化和软件服务业司、国家标准化管理委员会工业标准二部的指导下，发布了《中国区块链技术和应用发展白皮书（2016）》，其中明确提出了中国区块链标准化的路线图，并提出首先制定参考架构等基础标准。根据该路线图要求，由论坛理事长单位中国电子技术标准化研究院牵头，联合论坛的理事会单位包括万向、万达、蚂蚁金服、微众银行、乐视、平安等国内区块链行业优势企业，在参考架构标准研制方法论的指导下，融合国内金融服务业、互联网、智能制造、文化娱乐等行业的区块链应用的先进经验，编写完成了《信息技术区块链和分布式账本技术参考架构》标准的征求意见稿，在国际上填补了区块链参考架构标准的空白。
二、区块链应用发展现状及面临的问题
（一）区块链应用发展现状
区块链具有分布式对等、数据块链式、不可伪造和防篡改、透明可信、高可靠性等关键特征，其应用将在推动新一代技术产业发展、支撑经济社会转型、提升社会管理和治理水平，以及培育新的创业创新机会等方面带来明显的价值。目前，区块链的应用已从单一的数字货币应用，例如比特币，延伸到经济社会的各个领域，例如金融服务、供应链管理、文化娱乐、智能制造、社会公益、教育就业等行业的应用场景。国内外区块链的发展生态正在形成，越来越多的机构开始重视并参与到区块链技术的探索中来。国内外机构的区块链研究不断深入，从最初的以比特币、以太坊等公有链项目开源社区，到各种类型的区块链创业公司、风险投资基金、金融机构、IT企业及监管机构，区块链的发展生态也在逐渐得到发展与丰富。国内外先后成立各种类型的区块链产业联盟，联合开展区块链研究，例如Hyperledger、R3联盟、中国区块链技术和产业发展论坛等。高盛、摩根大通、纳斯达克等金融机构，以及IBM、微软等IT企业，国内的万向集团、万达集团、蚂蚁金服、微众银行、乐视金融等企业，在区块链方面加大投入、快速布局，取得了一系列的应用成果。同时，包括英国、美国、欧盟、俄罗斯、新加坡等在内的多个国家和地区政府对区块链技术和产业发展高度关注，加大政策支持力度。2016年以来，我国政府也通过多种形式关注和支持区块链技术和产业的发展，尤其是在2016年12月发布的《“十三五”国家信息化规划》中，明确提出需加强区块链等新技术的创新、试验和应用，以实现抢占新一代信息技术主导权。2017年1月，央行推动的基于区块链的数字票据交易平台已测试成功。可以预见，在政府的支持和引导下，随着产业生态的持续演进，未来区块链技术和应用将继续快速发展。
（二）区块链产业发展面临的主要问题
由于区块链属于根本性、颠覆性的技术，相关的技术还在不断完善中，比如智能合约、加密、共识机制等，区块链产业还处于萌芽阶段，区块链应用发展程度也不成熟，各界对区块链的认识也不统一，无法对于相关技术达成共识，存在重复开发问题，尤其是国内外在区块链领域的标准方面基本还是空白，区块链开发和部署缺乏标准化引导，产业生态发展还不健全。在推动产业发展方面，标准化工作是引领，既可以引导行业健康发展，又可以为行业监管提供依据。由于作为产业成熟标志之一的技术标准尚未形成，区块链各种应用的碎片化现象较为严重，无法形成创新合力，也为行业监管和规范带来了挑战。由于区块链应用通常涉及到跨部门、跨业务、跨流程、跨领域，需要达成各个层面的共识，通过规范区块链的体系架构、数据格式、流程等标准的制定和实施可以降低整个社会的交易成本，推动区块链产业的健康发展。
三、《参考架构》编制相关工作
《参考架构》标准由中国区块链技术和产业发展论坛理事会成员单位联合编写而成。中国区块链技术和产业发展论坛在2016年10月18日成立并发布了《中国区块链技术和应用发展白皮书（2016）》。在该白皮书中详细探讨了我国区块链标准化的体系框架，提出了区块链标准化路线图，其中提出按照“急用先行、成熟先上”的原则，优先开展参考架构等基础标准研制。

图1 区块链标准化体系框架
为落实区块链标准化路线图，论坛成立了标准工作组，联合论坛内理事会成员单位，包括中国电子技术标准化研究院、万向、蚂蚁金服、微众银行、乐视、万达、平安等15家单位，开展标准化相关研究。其中，首先启动了《参考架构》标准的研制，在2016年10月-2017年1月期间，先后举行了2次封闭开发会议、1次专家意见征求会和多次电话会议，形成了《参考架构》标准的征求意见稿，完成了第一次征求意见和后续稿件修改工作，并开始在论坛内广泛征求意见，后续工作也正有序开展。
四、《参考架构》标准解决的问题
《参考架构》作为区块链领域的重要基础标准，给出了区块链相关的重要术语和定义，规定了区块链和分布式账本技术的参考架构，以及典型特征和部署模式，系统描述了区块链的生态系统，及生态系统涉及的角色、子角色及其活动构成的功能视图。为计划使用区块链和分布式账本技术的组织选择和使用区块链服务或建设区块链系统提供支撑，指导区块链服务提供组织提供区块链服务。有利于统一对区块链的认识，对各行业选择和应用区块链服务、建设区块链系统等具有重要的指导意义。
五、《参考架构》标准的主要内容
（一）《参考架构》的主要内容和作用
《参考架构》标准描述的区块链和分布式账本技术参考架构主要内容包括用户视图和功能视图，在第4章对用户视图和功能视图进行了描述。第3章描述了区块链的利益相关者群体、基本特征、规范了区块链活动和功能组件、识别出了区块链设计和改进的指导原则。其主要作用包括：有助于制定一系列协调配套的区块链标准、为定义区块链标准提供一个技术中立的参考点、在识别区块链利益和风险时提倡开放性和透明性。另外，《参考架构》标准有助于帮助理解区块链的运营复杂性、展示和理解各类区块链以及服务的供应和使用、为社区理解、讨论、分类和比较区块链提供技术参考、为使用通用的参考架构描述、讨论和编制系统特定的架构提供工具、促进进行潜在标准分析，同时支持后续的参考实现分析。

图2 《参考架构》用户视图和功能视图之间的关系
（二）《参考架构》的用户视图内容
《参考架构》标准第5章主要结合区块链服务的特点，提出了区块链服务客户、区块链服务提供方、区块链服务合作方三类角色及子角色，每个子角色都有其相应的活动，用户视图主要从用户视角考察区块链系统的组成。
（三）《参考架构》的功能视图内容
《参考架构》标准第6章主要结合区块链服务的特点，提出了用户层、服务层、核心层、基础层4层分层架构，每层由不同的功能组件组成，并实现不同的功能，其中跨层的功能主要由跨层功能（包括开发、运营、安全以及监管和审计）实现，功能视图主要从区块链功能角度考察区块链系统的组成。

本标准起草单位包括：
中国电子技术标准化研究院
中国万向控股有限公司
浙江蚂蚁小微金融服务集团有限公司
深圳前海微众银行股份有限公司
乐视联服信息技术（北京）有限公司
万达网络科技集团有限公司
中国平安保险（集团）股份有限公司
上海金丘实业股份有限公司
上海钜真金融信息服务有限公司
鑫苑（中国）置业有限公司
众安信息技术服务有限公司
上海分布信息科技有限公司
用友网络科技股份有限公司
海航生态科技集团有限公司
三一集团有限公司

结束语：此篇是《信息技术区块链和分布式账本技术参考架构》解读系列文章的第一篇，后续随着标准工作的继续开展，我们将进一步推出更多针对该标准的深入解读。

《信息技术 区块链和分布式账本技术 参考架构》标准解读(一)

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