金色觀察｜一文讀懂CITA聯盟鏈解決方案_Quota:區塊鏈

CITA是國內屈指可數的聯盟鏈開發框架之一。今天本文將總結CITA相關的資料，為讀者建立對CITA的了解。

首先，聯盟鏈和公鏈在開發上是共通的，所以CITA上也是開發DApp，而為了實現對DApp的開發就需要一整套的組成部件，最后匯總成一個解決方案。

CITA的整套解決方案體現在CITAHub上，其提供了一套完整的開源的區塊鏈解決方案，在CITAHub中，CITA作為底層區塊鏈內核。并圍繞CITA，提供了開源的工具鏈CITAToolchain來完善基礎設施，以方便運營方，開發者以及終端用戶能夠快速使用，

跟CITA直接進行數據交互的有CITASDK，CITACLI。官方在CITASDK基礎上構建了4個工具：ReBirth、CITAIDE、CITATruffleBox、CITAWebDebugger。

還提供3個針對特定業務需求和開發場景的工具：Microscope、CytonWallet、CITACLI。另外還有一個first-forever-demo，通過開發或運行此demo，能夠熟悉CITAToolchain的大部分子工具，并基本掌握在CITA上開發DApp?的操作流程。

從功能定位上看，CITA是一個面向企業級應用的支持智能合約的高性能區塊鏈內核，旨在為企業級區塊鏈應用提供一個穩固、高效、靈活、可適應未來的運行平臺。

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因為工程化的實現思路，在區塊鏈技術發展的背景下，CITA將區塊鏈節點的必要功能解耦為六個微服務：RPC，Auth，Consensus，Chain，Executor，Network。各組件之間通過消息總線交換信息相互協作。通過配置和定制相應的服務，CITA能夠滿足企業級用戶的全部需要。

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CITA的框架

整個CITAHub的完整組成如下圖，而每個部分都成為了每個功能解耦后的承載體，我們來具體看每個部分的功能分解。

內核

CITA將一個區塊鏈節點的共識、網絡、計算、RPC等功能進行了微服務化拆分，每一個微服務又可以有多個實例，最終這些實例共同完成一個節點的記賬功能。這樣，可以將區塊鏈性能的擴展問題轉化成了節點的擴展問題，當性能不足時，插入一臺服務器，分擔節點的工作壓力即可。同時，將共識機制、底層邏輯進行了深度優化，例如采用Rust語言架構所有代碼等。

實測數據：由4核8G云主機構成的CITA的性能可達到每秒2900筆簡單交易；32核64G云主機組成的CITA的性能則超過了每秒1.5萬筆簡單交易。如采用集群構建節點性能將會更高，因此CITA的性能已經足以應付絕大多數應用場景。

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CITAToolchain

CITAToolchain作為CITA生態中的重要組成部分，目的是使開發者在使用CITA或基于CITA構建應用時更加方便。

跟CITA直接進行數據交互的有CITASDK、CITACLI。

CITASDK是Toolchain的核心，它將CITA上重復繁瑣的操作進行封裝，暴露簡單的接口給開發者，開發者可借助此SDK構建應用。

官方在CITASDK基礎上構建了4個工具:ReBirth、CITAIDE、CITATruffleBox、CITAWebDebugger。

CITACLI是一個非常友好的系統運維工具。

CITASDK

CITASDK分為不同語言版本：JavaSDK、JavaScriptSDK、RubySDK、SwiftSDK、RustSDK。

JavaScriptSDK是在EthereumWeb3的基礎上做了封裝并且添加CITA的JSON-RPC請求以及CITA的簽名模塊，構建了CITAIDE、CITATruffleBox、CITAWebDebugger。

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JavaSDK集成了與CITA客戶端交互的功能，可以用來對CITA發送交易、部署智能合約、調用合約方法，進行系統配置以及查詢其他信息等。

SwiftSDK用于構建CytonWalletiOS端。

RubySDK用于構建ReBirth。

RustSDK是CITAJSON-RPC客戶端的Rust實現。

ReBirth

ReBirth是針對CITA提供的區塊鏈緩存服務器，能夠滿足檢索區塊，提供ERC20交易列表等業務功能需求，這類功能如果直接在底層實現會影響性能。

CITAIDE

CITAIDE是面向CITA的智能合約編輯器，能夠編寫、編譯、debug、部署智能合約。

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CITATruffleBox

CITATruffleBox是基于TruffleBox定制的適配CITA的DApp?全能開發框架，包括編寫合約、編譯合約、測試合約、部署合約、構建DApp，因此在CITA上開發DApp?的體驗和在Ethereum上比較一致。

CITAWebDebugger

CITAWebDebugger作為DApp?調試工具，是一個基于Chrome瀏覽器的插件，用戶在開發DApp?時，在手機上調試很不方便，使用CITAWebDebugger能夠在瀏覽器上調試交易方面的功能，能方便地獲取交易具體詳情和反饋。

此外官方還提供3個針對特定業務需求和開發場景的工具：CytonWallet、CITACLI、Microscope。

CytonWallet

CytonWallet分為Android版和iOS版，提供賬戶管理功能和Token管理及轉賬功能，并內置DApp?瀏覽器。同時它依賴ReBirth提供原生代幣和ERC20代幣交易列表。

CITACLI

CITACLI是在開發中調試CITA的命令行工具，與CITA鏈交互可以通過CITACLI操作，支持搜索歷史命令，默認支持secp256k1和SM2加密算法。

Microscope

Microscope區塊鏈瀏覽器，可用于查詢所有CITA鏈上信息，并支持基于CITA的多鏈，可在元數據面板中切換目標鏈。支持搜索區塊、交易、帳戶信息和調用智能合約方法。它還可以與ReBirth一起使用，實現指定組合條件的區塊交易列表查詢，分析CITA的工作狀態等高級功能。

CITA中的經濟模型選擇

CITA作為面向企業的高性能區塊鏈內核，擁有支持智能合約的虛擬機，用戶發送交易中的每個運算都會消耗一定的資源，這里消耗的資源用Quota作為單位來計數。

為了對鏈上有限的計算資源進行管理和控制，需要對鏈的經濟模型進行設計。實際的業務場景中普遍存在鏈運營方、記賬人、用戶等參與方角色。其中運營方、記賬人可能由同一方承擔，也可能是有獨立利益訴求的不同參與方。

CITA作為一個通用的區塊鏈內核，提供了諸多配置參數，讓用戶可以根據自己的業務場景進行定制經濟模型。概括來說可以分為兩種模式：

Quota模式

無代幣的模式，系統默認模式。系統僅對用戶交易消耗的資源進行統計。

參數設置。通過設置QuotaLimit，系統可以對區塊內交易總體消耗的資源進行限制，也可以對單個賬戶設定一個塊內交易資源消耗的限制。詳細內容與操作參見Quota模式。

場景舉例：

幾個企業組成一個聯盟運行區塊鏈，每一個成員既是“礦工”，又是用戶。礦工“無償”工作，旨在維護系統穩定。這種場景可以選擇Quota模式。

Charge模式

有代幣的模式，鏈上發行原生代幣。系統先對用戶交易消耗的資源進行統計(quotaUsed)，并換算為原生代幣對用戶進行收費。收取的費用有多種靈活的分配方式，方便用戶根據業務場景進行定制。

參數設置。與Quota模式一樣，charge模式也可以通過設置QuotaLimit，對區塊內交易總體消耗的資源進行限制，對賬戶的單次交易設定資源消耗的限制。并且可以靈活的設置代幣總量和分發方式。在鏈的運行過程中，還可以通過通過設置QuotaPrice對手續費進行調控。

CITA對隱私保護的選擇

在CITA的架構中，為保護“賬本”的相關隱私，采用了多元的技術方案來對用戶身份與上鏈數據進行隱私保護。

如果使用密碼學方案，所有的參與方都參與了對數據有效性、合法性的校驗，但是只能提供轉賬隱私，有前向安全風險。可以對用戶身份和交易數據進行隱私保護。

如果采用了零知識證明技術。證明者向驗證者提供關于交易發送者、接受者身份和交易細節的證明，證明內容不透露交易雙方身份和交易細節等相關信息。數據有效隔離；無前向安全風險。可以對交易數據進行隱私保護。

綜合了幾種多鏈與跨鏈方案后，CITA在底層實現了側鏈方案來實現隱私交易。幾個相關合作方共同起一條主鏈，其中的某幾個參與方可以向主鏈注冊一條側鏈，在側鏈上進行交易、驗證，從而使側鏈數據與主鏈數據隔離開，從而實現側鏈交易數據的隱私保護。此方案無中心化風險，靈活性更高。

此外，還將需要參與共識和需要共享的核心數據，和其他的數據如合同明文、批量大數據、隱私、個人信息分離，數據脫敏后再上鏈，或者將數據摘要上鏈，必要時再授權訪問明文等其他數據。鏈外存儲是將要保護的隱私數據，鏈上是可以公開的數據。這種方法是當前可行性較好的方案，可以基于CITA進行設計實現。

最后，如果使用可信硬件，能讓整體架構簡潔，對存儲空間要求低，具有很高的靈活性；但是受制于廠商。這種方式可以對用戶身份、上鏈數據和智能合約的隱私保護。

例如應用SGX隱私保護技術，通過計算機的核心處理器CPU來構建可信執行環境TEE，SGX可以將智能合約中的關鍵操作封裝到Enclave中，即便操作系統或者VMM(Hypervisor)也無法影響Enclave里面的代碼和數據。Enclave的安全邊界只包含CPU和它自身，極大的保證了數據的安全性。CITA表示，目前，已有項目搭建了CITA聯盟鏈平臺，并使用SGX可信執行環境技術，實現了交易數據的隱私性和監管的穿透性。

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