面向大数据的区块链在清算系统中的应用

doi:10.11959/j.issn.2096-0271.2018003

大数据 ›› 2018, Vol. 4 ›› Issue (1): 22-35.doi: 10.11959/j.issn.2096-0271.2018003

所属专题：区块链

• 专题：区块链与数据共享 • 上一篇下一篇

面向大数据的区块链在清算系统中的应用

蔡维德^1,^2,³,郁莲⁴,袁波²,邓佑权²,李琪¹,郭斌¹

¹ 北京航空航天大学数字社会与区块链实验室，北京 100191
² 北京天德科技有限公司，北京 100080
³ 亚利桑那州立大学，美国亚利桑那州菲尼克斯 85287
⁴ 北京大学软件与微电子学院，北京 102600

出版日期:2018-01-15 发布日期:2018-02-05
作者简介:蔡维德（1958-），男，博士，北京航空航天大学教授、博士生导师，国家“千人计划”特聘专家，主要研究方向为区块链技术、软件工程、分布式系统、云计算与大数据。|郁莲（1963-），女，博士，北京大学软件与微电子学院教授，主要研究方向为分布式计算、形式化方法、区块链技术、软件分析与验证。|袁波（1985-），男，北京天德科技有限公司高级工程师，主要研究方向为云计算、大数据、区块链相关技术。|邓佑权（1979-），男，北京天德科技有限公司工程师，主要研究方向为区块链技术、大数据、分布式系统。|李琪（1996-），女，北京航空航天大学本科生，主要研究方向为区块链、信息安全。|郭斌（1991-），男，北京航空航天大学硕士生，主要研究方向为区块链、分布式系统。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61672075);国家自然科学基金资助项目(61690202)

Big data-oriented blockchain for clearing system

Wei-Tek TSAI^1,^2,³,Lian YU⁴,Bo YUAN²,Youquan DENG²,Qi LI¹,Bin GUO¹

¹ Digital Society ＆Blockchain Laboratory,Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing 100191,China
² Tiande Technologies Co.,Ltd.,Beijing 100080,China
³ Arizona State University,Phoenix 85287,USA
⁴ School of Software and Microelectronics,Peking University,Beijing 102600,China

Online:2018-01-15 Published:2018-02-05
Supported by:
The National Natural Science of(61672075);The National Natural Science of(61690202)

摘要/Abstract

摘要：

介绍面向大数据的区块链在清算系统中的应用实践，内容涉及区块链共识、区块链交易数据安全传输、区块链数据存储、区块链数据查询、交易数据加解密以及清算核心业务等方面，重点分析了大数据版区块链在清算过程中对复合交易进行拆解合并的架构设计，并从大数据分析层面提出对区块链上的数据做风险决策与评估的潜在价值和重要意义。

关键词: 大数据, 区块链, 共识机制, 密码学, 清算系统

Abstract:

The big data oriented blockchain for trade clearing was introduced,including consensus,secure transmission of trading data storage,data search,encryption and decryption of trading data and trade clearing business.The analysis of the framework design on dismantlement and combination of the composite trading was emphasized,and the potential value and significant meaning of blockchain data on risk decision and assessment through the big data analysis were identified.

Key words: big data, blockchain, consensus mechanism, cryptography, clearing system

中图分类号:

TP31

蔡维德, 郁莲, 袁波, 邓佑权, 李琪, 郭斌. 面向大数据的区块链在清算系统中的应用[J]. 大数据, 2018, 4(1): 22-35.

Wei-Tek TSAI, Lian YU, Bo YUAN, Youquan DENG, Qi LI, Bin GUO. Big data-oriented blockchain for clearing system[J]. Big Data Research, 2018, 4(1): 22-35.

图/表 13

图1

图2

图3

表1

图4

表2

表3

表4

表5

表6

表7

图5

表8

参考文献 11

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资金	资产	手续费
A资金减少10 000元	A资产增加10吨铜	平台账户增加A交易费用的5%
B资金增加10 000元	B资产减少10吨铜	平台账户增加B交易费用的5%

序号	名称	字段	类型	描述
1	交易ID	txID	String	唯一ID
2	资产交易数额	txAssetAmount	BigDecimal	例如1 000吨
3	资金交易金额	txFundAmount	BigDecimal	100 000元
4	交易单位	txUnit	String	吨、千克、克拉、桶、吨、加仑、升、立方米等
5	交易单价	txUnitPrice	BigDecimal	100元/吨
6	发起方账户ID	txSelfID	String	account1001
7	接收方账户ID	txPeerID	String	account1002
8	交易平台手续费账户ID	txFeePlatformAccountID	String	Fee_0
9	交易平台手续费率	txFeeRate	BigDecimal	0.005
10	正方交易平台手续费金额	txFeeFromSelf	BigDecimal
11	对手方交易平台手续费金额	txFeeFromPeer	BigDecimal
12	交易时间戳	txTimestamp	String
13	交易描述	txDescription	String	如购买大宗商品铜
14	原始交易中需要保持的非量化信息	nonquantifiableInfo	HashMap <String,String>	比如地址的更新、手机号的更新等

序号	名称	字段	类型	描述
1	非量化信息	nonQuantifiableInfo	HashMap <String,String>	非量化用户基础信息，原子交易里的非量化Bean，用于对账户的基础信息进行记录和更新
2	量化信息	quantifyInfo	ArrayList<ABCAto micQuantifyBean>	量化单方交易信息，原子交易里的量化Bean的列表，用于对账户的量化信息进行累计

名称	字段	类型	描述
非量化信息	nonQuantifiableInfo	HashMap<String,String>	非量化用户基础信息，原子交易里的非量化Bean，用于对账户的基础信息进行记录和更新

序号	名称	字段	类型
1	账户ID	accountID	String
2	原始交易ID	origialTxID	String
3	量化名称	quantifyName	String
4	量化类型	quantifyType	String
5	量化数额	amount	BigDecimal
6	交易描述	description	String
7	业务时间戳	businessTimestamp	String

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Big data-oriented blockchain for clearing system

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需求名称	详细要求
硬件要求	区块链节点：16台IBM x3650 E5-2670*2，64 GB内存，2 TB SSD硬盘，万兆网络加解密服务节点：2台IBM x3850，4颗4850V3，14核、2.2 GB CPU，128 GB内存，6块480 GB SSD，万兆网络
软件要求	CentOS7.0,JavaSDK1.8,Redis3.2.4， Hadoop2.7,Hbase 1.2.4,TDBC_SLL1.01

类别	批量历史交易数据	线上实时交易数据
原始交易笔数/笔	33.34亿	1 033 627
原子交易笔数/笔	200亿	6 201 762
交易数据量	3.45 TB	1.4 GB
TPS	5 000，5000×6(Atomic Tx)	150，150×6(Atomic Tx)
MaxBlockSize	35 000	10 000
节点数	4×4	4×1

类别	共识算法	TPS
比特币	PoW	最多7笔交易
以太坊	PoW+PoS	最多25笔交易
超级账本	PBFT	最多1 000笔交易
天德清算链	CBFT	>5 000笔交易

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