IBM中国系统中心LinuxONE研究者张雷演讲实录

  全景网1月7日讯,福田区“推动金融核心区建设系列培训”之二:区块链技术与金融领域创新应用培训会今日举行,全景网全程直播。IBM中国系统中心LinuxONE研究者张雷在现场发表演讲,以下为演讲实录。

  张雷:非常高兴今天下午有机会跟大家分享一下区块链安全以及性能上面的一些探讨,我来自于中国系统中心,我们发现区块链这种技术很多客户非常感兴趣,尤其是银行和金融领域的客户,同时还有一些保险领域的客户,我们今天这个主题主要是围绕三个核心,一个是安全、性能、云服务。

  大家都知道,其实区块链这种技术是一种分布式的共享账本,HyperLedger的定义实际上企业界的区块链应用,IBM定义企业级区块连的时候是有一些考虑的,也就是说企业的区块链到底需要哪些特性,首先第一个要有准入机制,因为比特币是匿名的,匿名机制是非常有问题的,所以在HyperLedger里面是提供了CA节点的功能,主要是身份验证、身份识别以及发放的功能。

  另外安全性,因为我们定位企业级区块链,很多企业客户会关注交易的安全和数据安全,怎么保护交易安全和数据安全,这是一个非常核心的问题。这个里面其实在区块链技术里面看到大量的加密算法,这样技术的应用使我们从技术的角度来说有了一定的保障,但并不代表我的区块链环境就安全,尤其有很多用户问到在云上面怎么用。

  在这个节点上面有可能我这个数据是在我的合作伙伴那儿,或者在我的竞争对手那里,怎么样保障我的数据不被他破解,这也是核心的问题。第三点,我们区块链平台是要可拓展的,第一点,我们的区块链平台本身要能够满足随着规模的弹性,第二点,是指我们这个平台,既然HyperLedger是一个平台,它定位的不是一个服务,那么它要满足不同的客户在不同领域当中的应用,因为我们这个智能合约的灵活性是我们有别于其他区块链的一个非常关键的定位。大家都知道,由于分布式账本本深的特点就决定了我们在网络传输、在账本复制上面需要花费更多的注意力去关注账本安全,也要关注系统的性能,这个都对我们区块链的应用产生了一些影响,所以我们在系统中心也是做了非常多的案例。

  关于云的问题,实际上我们2016年10月份IBM发布了高安全区块链商业网络云服务,这种云服务实际上是定位于我们企业的区块链云平台的一个非常安全和高效的服务平台,这个也是今天我们要介绍的一个主题。

  首先我们来看一下,如果用户想使用区块链产品,有几种选择,一个叫自我管理,我们需要在本地HyperLedger、Fabric这样一个平台,这个平台的搭建,我们还是尽量推荐用户把HyperLedger平台部署到物理机上面。所以IBM也是基于Bluemix云进行管理,基本上定位在开发者上面,也就是说我们快速地开发一套环境。同时这里面提供一些集成的工具,比如仪表管理、日志和工具。另外一个高级套餐就是定位在企业级的区块链云管理平台,它提供了高性能的计算能力,以及非常强大的扩展能力,同时提供了我们业界一流的安全性以及隔离性,同时为了满足企业级应用在管理和审计方面的需要,我们也提供了非常严格的、合规和取证的审计机制。这个就是我们区块链这个产品的简介。

  首先,这个环境我们都是采用一个标准的4VP节点,通过Bluemix来提供注册、监视、配置和稳当仪表板,相对起步者计划来说,高安全计划特性有如下,起步者计划是给开发者来用,所以它的环境并没有隔离。

  在高安全计划是隔离式的,同时我们在硬件层面基于了安全服务容器的这样一种技术,其实我们在HyperLedger的时候,因为HyperLedger是一个开源项目,它更多的是一种软件的技术,软件技术,我们为了保障安全和性能,实际上我们是做了非常多的努力,比如说加密算法,这些算法软件层面实际上能够保证我们的数据安全,但是并不是100%保证。比如说我们的运算在内层里面都是明文来写的,这个时候,如果我的服务器被人黑掉了,那黑客可能用一些非常规的手段就可以窃取我的数据。

  也就是说我的交易数据和信息是有泄露的风险的,还有一种可能,比如说我的管理员被人收买了,就把我的数据卖给竞争对手。这个安全容器是从硬件的方法来隔离前面说的一些风险。所以这种机器本身具备非常强大的处理能力,是业界最高的主频,同时拥有4级的缓存。同时我们的硬件也是具备安全保障的。另外还有一个安全风险就在于密钥这一块,我们的私钥还是存在于本地的磁盘上,存在本地的磁盘上就有风险,所以我们这个计划里面就包含了我们用HSM将我们的密钥存放在一类专用的硬件加密上面。

  我们HSBN的实现基本上是一个硬件加软件的组合,在硬件层面用安全服务容器来保障我们的内存和数据不被窃取,同时在机器本身的层面提供了安全隔离区,这样能够保障我们用户的。HSBN为了在某种程度上来解决用户的疑虑。

  Container实际上简单来讲是一个基于硬件实现的模块,因为数据放在第三方或者是放在服务提供上,很多用户说我不放心,这里面已经没有管理员了,没有任何人登录,如果对环境进行操作智能通过远程。同时我们的内存是不允许直接访问的,即使黑客有办法通过,也没有获取数据。同时又一个全盘的加密,除了HyperLedger本身提供的加密以外,我们的操作系统以及它的数据都做了加密。这个容器就是黑盒子,这个黑盒子就是IBM来保证。

  我们来看一下性能,因为去年我们在系统中心做了很多对比测试,因为性能也是很多客户非常关注的一个点,在我们平台上,影响区块链性能的指标到底有哪些?我们发现,其实主要是由两种类型的操作比较消耗资源和消耗时间,第一个就是哈希,另外一个就是我们大家关注的安全不可避免的要加密的算法,这两种算法是非常消耗资源的。

  我们通过测试发现,其实在我们平台上,我们有一种CPACF芯片,它就是做哈希非常快,做哈希的时候,我们处理器就用这个芯片来做。另外一种椭圆加密算法,椭圆加密算法用了之后速度提升了二三十倍。它对性能的提升是非常大的,这些性能的提升除非是我们在HyperLedger软件做了非常大的挂,或者加密算法得到了突飞猛进的发展,否则很难达到几十倍的提高。

  原因还是在于我们在硬件上面有一些加密设备。另外一个就是容量的问题,LinuxONE使用2颗IFL处理器即可达到350TPS,12颗时达到2000TPS。所以说2000TPS应该对于很多类型的应用是够的,这个数据只是用来参考的,在同等的条件下,我们做了一些对比测试,发现最好的时候不能超过400,所以这个性能的差异还是比较大。

  谈到部署架构的问题,有很多同事也在问,部署架构到底怎么来做?我想还是回归区块链的本质来谈架构怎么来部署,因为很多人区块链是第四次技术革命,因为互联网实际上解决了数据的传递问题,现在数据的传输不再有问题了,但是数据多了带来的问题就是怎么去信任这个数据呢?我们没分辨这个数据是真的还是假的,区块链给我们提供这样一种技术,怎么样保障数据在传输的过程中是可追溯、不可篡改的。

  从技术来讲,区块链对于我们业务的角度来讲,它更多的是一种创新的业务模式,而不是创新的技术模式,为什么这样说?我们在以前的信息交互的模式下,我们做生意基本上是依赖于核心的权威机构,至少在很多领域我们都是依赖于核心的、有权威的机构,比如说政府、银行、央行,也就是说我们已经习惯了拥有一些核心的,拥有一些有权威的机构来背书的数据。也就是说我们是充分信任对方给我们提供的数据,因为对方提供给我们的数据都是不能篡改的,所以它本质上来讲是会改变商业网络做生意的模式。为什么谈这么多?我们在部署架构的时候,我们讲到区块链的应用到底不是我们平时说的分布式运用。

  在区块链应用当中,它实际上严格来说是叫去中心化的应用,它并不是分布式的,也是说我的应用的执行实际上并不是分散的,而是需要做乘法的,其实它对性能上来说是有损害的。为什么要形成性能来达到这样一个效果?就是希望我们的数据是安全的。所以我们在去选择部署架构的时候,其实并不一定说我真正要把机器分散北京一个、上海一个,这也是客户可以去选择在自己的数据中心建这样一个私有链,而不是说要把它真正的分散。

  除了高安全性能以外,我到底能不能用HyperLedger来建本地的私有链,其实从目前的客户的一些反馈来看,其实是可以的,只是说你在什么样的条件下需要去做一个私有链呢?除非你的企业是非常大的,其实你是可以去建一个私有链的。所以区块链本身,很多时候是以联盟共建链为主。

  后面打个广告,如果用户对HyperLedger本身有兴趣的话,也欢迎大家来我们北京的系统中心做一些测试和培训,我们这边提供了非常定制化的服务,比如说区块链技术的培训,场景的研讨,包括方法论,包括区块链应用的设计,应用的开发,包括超级账本Fabric相关的问题,或者是架构的问题,这些都是欢迎大家积极地参与进来。除了服务团队之外,其实在本地的实验室,我们提供了全球实验室的二线和三线的技术支持,技术实力也是非常好的,所以欢迎大家到我们系统中心参观或者做测试。(现场速记未经演讲本文审阅)

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