HPB（High-performance Blockchain）是一种全新的区块链软硬件体系架构，它融合了芯片加速引擎和区块链底层平台，旨在推动分布式应用的性能扩展。HPB 被定位为易于使用的高性能区块链平台，与产业深度融合，以满足现实世界的真实商业需求。这是通过构建一个类似操作系统的架构来实现的，该架构提供了账户、身份与授权管理、策略管理、数据库、异步通信以及在数千个 CPU、FPGA 或集群上的程序调度功能。该区块链每秒能够处理数百万笔交易，并实现秒级确认。
HPB 是一种全新的区块链体系架构，旨在实现分布式应用的性能扩展，以满足现实世界的真实商业需求。它通过创建一个类似操作系统的架构来实现这一目标，该架构提供了账户、身份与授权管理、策略管理、数据库、异步通信以及在数千个 CPU、FPGA 或集群上的程序调度功能。该区块链采用低延时高并发硬件加速技术，每秒可处理数百万笔交易，并实现秒级确认。HPB 芯链在设计过程中，得到了合作伙伴、开发社区和行业组织的积极贡献。目前，已有多家产业公司对其在防伪溯源、智慧大数据、游戏等领域的应用表现出浓厚兴趣。
应用场景
智慧大数据：
大数据的发展面临着用户隐私保护和数据安全等挑战。为了解决这些问题，需要更好的解决方案来管理数据安全。区块链技术可为固有安全的健康 IT 生态系统提供优化的解决方案，HPB 芯链通过智能合约对数据进行采集、使用、授权等，保证数据的纯净性。同时，利用区块链数据来构建智慧大数据，将提升数据的安全性、隐私性和可用性。此外，对公有链上数据的授权传输使用、查询交易费用，可通过收取 HPB 芯链代币的方式解决。
中国银联旗下的银联智惠已加入 HPB 芯链的合作研发队伍，共同探索金融大数据及高性能区块链平台的技术实践。目前，双方就大数据的授权、认证、溯源等方面进行了深入的交流和探索，并预计在 2018 年 Q3 落地具体项目。HPB 芯链将携手银联，为银行、保险、零售、金融科技等行业提供解决方案。
区块链游戏：
目前，线上游戏的商业模式主要包括用户付费购买游戏体验时长和用户付费购买虚拟游戏商品等增值服务。然而，中心化的服务商通常会限制游戏内商品的转让，用户只能在其专有平台上使用，这给用户带来了不便。此外，中心化的服务商还面临着开发管理虚拟游戏商品平台的挑战，同时也存在用户虚拟游戏商品丢失、被没收或被更改的风险。如果将虚拟游戏商品存储在区块链上，以 HPB 芯链为代表的加密数字货币可以取代游戏发行商提供的虚拟游戏货币，实现虚拟游戏商品的便利流通。同时，去中心化的虚拟游戏货币产出方式和共享账本的交易流程将消除游戏内的不透明性和通胀现象。此外，虚拟游戏资产亦可走上证券化的道路。
HPB 芯链通过软硬件体系架构设计，稳定支持百万级并发，可在线上游戏领域有广泛的应用。
防伪溯源：
随着消费模式的转变，假冒伪劣商品的问题日益严重。消费者与商品的信息不对称导致消费者难以对商品进行溯源。虽然有一些防伪溯源技术，但它们存在单向溯源易失真、造假技术不断升级等问题。HPB 芯链提供的区块链技术可以形成从生产商到消费者的信息闭环，具有分布式记账、账本可追溯、不可篡改等特性，适合用于防伪溯源。消费者只需通过扫码溯源商品的生产、物流等信息，即可了解商品的真伪。HPB 芯链已在各应用场景方面开展各种不同的意向合作。
技术概况
BOE：
传统区块链的节点在处理交易广播、交易验证、区块广播、区块生成等功能时，主要基于软件层面，这导致了网络拓扑结构复杂、延迟时间长、串行处理性能低等问题，用户体验较差。
HPB 创新性地设计了 BOE 技术，即 Blockchain Offload Engine，区块链卸载引擎，该引擎是一个异构处理系统，包括 BOE 硬件、BOE 固件，以及与之匹配的体系软件，通过结合 CPU 串行能力和 FPGA/ASIC 芯片的并行处理能力，实现了高性能和高并发计算加速。
BOE 设备通过千兆/万兆以太网接口连接 P2P 网络中的其他设备，MAC 模块处理以太网数据报文，并与 TOE 模块进行数据交互。BOE 模块负责对 TCP 报文和 UDP 报文进行解析，处理过程无需 CPU 参与，以节约 CPU 资源占用。BOE 模块还负责通过 TOE 模块与其他节点建立加密通信通道，对收到的交易、区块等消息进行完整性检查、签名验证、账户余额校验，对过大的待发送区块数据进行分片处理并对各分片进行封装以保证接收数据的完整性，并根据各条 TCP 连接的接收流量进行统计，以便能够按照对系统的贡献进行相应的激励，从而吸引更多的用户参与维护网络的运行。
共识算法：
为了适应 BOE 技术的要求，同时尽可能地提升安全 TPS，HPB 共识算法采用了高效的双层选举机制，即外层选举和内层选举。
外层选举采用节点贡献值评价指标，从众多候选节点中选出高贡献值节点成员；内层选举基于 Hash 队列匿名投票机制，在每次区块生成时，计算高贡献值节点生成区块的优先级，优先级高的高贡献值节点享有优先生成区块的权利。
在整个共识算法设计中，HPB 共识算法的轻量级消息交换机制使其在共识效率上远高于其他共识算法，同时在安全性、隐私性等方面也做了较大幅度的提升。
应用服务：
区块链应用程序接口 (APIs)
在区块链基础层，设计提供一系列的区块链数据访问和交互接口，采用 JSON-RPC 和 RESTful API 支持各类应用和开发语言。支持多维度的区块链数据查询和交易提交等区块链交互操作，在不同的业务场景，交互访问接口可以进一步和权限控制体系集成。
应用开发包 (Application SDKs)
应用程序开发包（Application Software Development Kit）是基于不同开发语言对区块链进行操作的综合性功能服务包，提供加密、数据签名、交易生成等综合性服务功能接口，可以扩展集成特定业务逻辑功能，无缝支持各类语言业务系统的集成与功能扩展。将支持 Java、JavaScript、.NET、Ruby、Python 等多种语言 SDK。
智能合约：
通用虚拟机机制：
HPB 采用插件化设计，支持多种虚拟机，并根据市场需求随时调整支持的虚拟机列表。底层的虚拟机与上层高级程序语言解析转换相结合，灵活支持虚拟机的基础应用。通过定制化的 API 操作实现虚拟机的外置接口，灵活地与账本数据以及外部数据进行交互操作。这一机制实现了智能合约运行时达到原生代码执行的高性能。同时也实现了支持不同区块链的通用虚拟机机制。
智能合约生命周期管理：
对于每一项智能合约，作为一项链上资产进行全生命周期管理，对智能合约的提交、部署、使用、注销进行完整可控的流程管理，并集成权限管理机制对智能合约操作的各项机制进行综合性安全管理。
系统管理
系统升级：
HPB 技术上采用了软硬件结合的方案，系统架构可分为四个层次，硬件层、硬件抽象层、中间层、实现层，各层软硬件版本需要相互兼容匹配。针对系统的复杂性，HPB 提供了系统升级服务，通过简单的命令操作，可实现各层版本兼容性检查、自动下载、自动升级、自动部署等功能。
系统监控：对区块链体系、网络、节点进行可视化应用和日志系统的综合监控，各类异常的实时报警与通知，并支持特定情况的远程故障恢复，网络系统重启等服务。支持根据不同业务领域需求进行综合监控扩展、系统升级。
HPB 是一种采用全新软硬件体系架构的公链，结合硬件加速引擎（BOE）和高性能软件，实现了区块链分布式应用的性能扩展。
BOE 硬件加速引擎是一个异构处理系统，包括 BOE 硬件、BOE 固件以及与之匹配的体系软件，实现了高性能和高并发计算加速。HPB 芯链提供了一整套区块链解决方案，吸引了银联智惠、平安互娱等知名企业使用其平台，共同构建去中心化的全球公链生态。
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