京东区块链技术实践白皮书.pdf

京 东 区 块链 技术实践 白皮书 1 序 一 区块链技术推动价值大数据的高效、可信流动 “技术引领，正道成功”！ 这是京东集团董事局主席刘强东先生在 2017 年 618 购物节期间，对外界正式发布的京东未来发展战略。在过去的十四年中，京东证明了自己是一家成功的零售公司；现在，京东正在用实践证明自己也是一家领先的技术公司。京东集团正在全面迈向技术转型，引领第四次零售革命的全面升级。京东对于技术领域的投入，尤其是针对 AI（人工智能）， Big Data（大数据）， Cloud（云计算）等新兴领域的投入，加速了京东向全社会提供 “ 零售即服务Retail as a Service, RaaS ”的零售基础设施服务的步伐。 区块链作为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、 加密算法等技术的集成应用，在京东所在的零售领域有着非常多的结合场景。尤其是其去中心化以及新型信用体系的建立方式，对于京东在技术转型方面的战略愿景，以及在消费者心中长期所建立起来的正道形象非常匹配。目前，区块链将在技术领域成为云计算、大数据、及人工智能之后，并列于移动互联网从中心到边缘、 5G 物联网等新一代信息技术，共同引发并推动新一轮的技术创新和产业变革。 为推动区块链技术的发展和京东集团各种业务场景的结合，运用区块链技术推动价值大数据的记录、流动和交换，京东集团联合了内部各职能、技术、及业务体系，开展区块链 技术和应用发展趋势专题研究，编撰形成了京东区块链技术 实践 白皮书（ 2018）。白皮书总结了区块链核心 技术在京东集团的发展现状和方向，分享了京东集团各个业务落地实践的典型应用案例，为区块链技术发展路线图和标准化路线图提出了相关建议。白皮书内容详实、分析透彻，落地场景扎实，具有相当好的参考价值。在发布白皮书的同时，我们期待与业界有识之士共同努力，积极把握区块链发展趋势和规律，营造良好正道的技术发展环境，加速京 东 区 块链 技术实践 白皮书 2 推动区块链技术的发展和各种应用场景的落地结合。 京东集团首席技术官 张晨 京 东 区 块链 技术实践 白皮书 3 序 二 重新定义价值传递 如果互联网改变了信息传递和知识获取的方式，那么区块链技术正在重新定义价值传递和定价规则，她正在引发一场信息互联网向价值互联网的伟大进化！ 2017 年，我很幸运地加入京东，与京东董事局主席刘强东先生及京东众多管理精英一同合作，推进京东下一个十二年技术转型战略的规划和落地。在京东一年左右的沉淀与思考中，我们整个团队持续关注构建京东零售基础设施的创新和技术，同时也在思考什么样的技术可以裂变出新的商业形态，区块链技术恰逢其时的进入了我们的视野。 在无界零售的商业环境下，京东坚定地推进多种零售业态间界限的破除，改变 旧有的思维模式，寻找志同道合的合作伙伴协同出海。无界，意味着价值链上下游的无缝对接，每个交易主体的深度协作，端到端供应链的全透明化，面对这些新商业需求，区块链技术正扮演分布式商业场景的“枢纽”，将社会化大协作业态下的多个商业主体进行可靠的数字化链接。 京东商城以自营零售为鲜明特点，同时兼具生态平台的特征，我们拥有极度丰富的大数据场景，这些数据不仅来自于京东内部，还来自于京东的终端用户和京东上下游的合作伙伴。区块链技术天然的分布式存储、不可篡改、共享维护等特征，可以为价值传递和交换提供可靠保障。基于这样的定位 ，京东集团积极探索区块链技术的实践应用，愿景是协同盟友构建新一代基于互联网的“可信价值传递基础设施”，服务于商业数据的高效可信传递。与此同时，京东积极推动自身的零售和供应链大数据“上链”，通过场景数据在区块链中的传递，助力基于区块链技术实现规模化应用，建立社会化跨主体共享的区块链联盟链网络。 在区块链技术的支持下， 联盟链各参与主体间的生产关系将被重构，生产资料所有权 将被区块链细分和确权，对生产资料的组织和使用将变得更加灵活，参与生产的主体将更加平等而高效地协作 。 基于 区块链技术的 共识机制， 交易将 更加实时而精准 地完成主体间利益的京 东 区 块链 技术实践 白皮书 4 合理分配，最大程度地激励生产主体的热情和创造力， 履行 协作 、 共建 、 共治 、 共赢的 新商业文明 ， 这将从本质上完成 生产关系的全面升级！ 让我们携手重新定义一个崭新的信任商业网络，共创未来！ 京东集团首席战略官 廖建文 京 东 区 块链 技术实践 白皮书 5 前言 区块链技术将引领互联网数据存储与交换的巨变，开启信任经济时代。 自去年开始，区块链技术独立于比特币，逐渐进入科技公司和人民群众的视野，引发了广泛关注与大量讨论。学术界和工业界普遍认为区块链技术是下一代数字经济的基石，可以极大的推动数据的可信存储、商业协同、数据可信的交换和分享，以及随之诞生的新兴商业模式。 伴随着每一家公司对于区块链技术的追逐和不懈探索，我们也留意到一些过热的泡沫和技术噱头的杂音，同时现有区块链的开源平台也暴露出读写性能、模块标准化、应用灵活支持、监管和法律认可、安全和隐私保护等多个亟待改善之处。除此之外，区块链领域的人才稀缺也极大抑制着我们对于这项技术的规模化应用。 京东集团拥有全渠道零售和端到端供应链的高质量大数据，区块链技术天然可以解决京东业务场景中多个主体的信息记录与分享，可信数据交换与传递的业务诉求。早在 2016年，京东集团就 全面 启动了区块链技术在京东业务场景中的应用探索与研发实践， 先后在数据 交易 、供应链管理、金融科技等领域落地了不同的区块链应用， 在此 过程中积累了大量的区块链部署经验与底层技术 研发 能力。 历经几年 时间的应用 和探索 ， 京东认为区块链技术在以下三个方向存在 将 引领数字经济变革的 巨大 的应用 机会 ： 建立社会化共享的可信数据库 区块链的 技术 本质 是 一种 去中心化 、 面向 业务、跨主体、健壮 与安全的 分布式 状态机 。 区块链具有 存储 数据 、 共 有 数据 、分布式、防 篡改 与保护 隐私、 数字化合约 5京 东 区 块链 技术实践 白皮书 6 项核心特征 。 基于这些特征，部署跨主体间的区块链联盟链节点和桥接， 用 区块链技术搭建一张社会化的共享数据存储网络，有机会以 客观的 技术手段 来解决 跨主体的信任 问题。 提升交易效率，降低交易成本 得益于上链数据本身具备多个交易主体相互背书和相互校验的特质，基于区块链智能合约等多种模式的商业交易可以大幅 减少 数据核实的环节和 降低 成本 ，同时又能保证商业 交易的风险降低， 交易 更具确定性 。传统中心化的交易方式将发生改变，数据和价值的传递或转移将变得更为顺畅。 推动供应链创新 伴随着中国政府将供应链创新与应用上升为国家战略和居民消费的不断升级，供应链风险控制和 提升 供应链透明度的诉求不断攀升。区块链技术可以搭建供应链全流程节点共同维护的联盟链，在联盟链中建立数据维护的参与规则与激励机制，鼓励供应链节点中的企业参与和维护供应链数据，促进供应链数据的协同和互通，进而提升 整条 供应链的透明度 ， 同时也 可 为消费者购买商品 的 溯源和防伪提供技术支持。 京东在区块链技术的创新与实践过程中，逐渐认知到区块链并不单纯是一种技术，而是一种社会化的“共识信任”理念，这种理念鼓励人们在互联网中建立一套可以被监督并且拥有治理规则的系统，而推广这一社会化理念不能依靠一家之力，而需要协同盟友共赢未来。我们积极 拥抱 区块链技术 带来的变革， 同时也期待将我们实践和应用区块链技术的经验分享出来，与合作伙伴一同解决区块链应用和推广中仍未解决的问题，基于以上，京东集团组织和编写京东区块链技术 实践 白皮书。不同于区块链研究领域内的其它白皮书，这份白皮书没有过多阐述区块链技术的宏观环境和 解决方案，而是立足于区块链技术平台本身，以一个京 东 区 块链 技术实践 白皮书 7 实践者的角度，结合京东潜在的区块链应用场景，给出区块链技术研发和应用的建议和经验分享， 我们 期待携手合作伙伴共建区块链技术生态，落地更多的区块链“杀手级”应用。京东正在积极筹备开放支撑自身落地应用的区块链 BaaS 平台，帮助政府、物流商、品牌商、金融机构等合作伙伴 组建 适用的区块链技术平台 。 伴随着 BaaS 平台的开放和技术应用的不断积累，京东区块链技术团队将持续更新这份白皮书，以便补足 现有 版本中未涉及或存在缺陷的部分。同时，京东集团各技术、业务部门也会针对自身的应用场景 和实践经验，陆续对区块链技术进行垂直领域的深入解读。 京东的目标 是 以 区块链 为“链接器” ，结合 自身 在云计算、 大数据、人工智能、物联网等新技术上积累 的 经验 ， 构建一体化的智慧供应链体系、零售网络和金融科技，拉近商品与客户的距离，在无界零售的集团战略指引下，全面开放自身的区块链技术积累，与您共赢未来！ 欢迎各界合作伙伴来信交流指正！ yjd 2018 年 03 月 京 东 区 块链 技术实践 白皮书 8 编委会 成员 顾问 : 张晨 裴健 于永利 杨海明 主要作者 : 京东区块链技术与应用团队 视觉设计： 崔伟 蔡佳平 京 东 区 块链 技术实践 白皮书 9 目录 序一 . 1 序二 . 3 前言 . 5 1. 区块链技术简介 . 12 1.1. 什么是区块链 . 13 1.2. 区块链有哪些特点 . 13 1.3. 区块链适合解决哪些问题 . 14 1.4. 区块链发展面临的挑战 . 17 2. 京东区块链主要应用场景 . 22 2.1. 供应链领域 . 22 2.2. 金融领域 . 23 2.3. 政务及公共服务领域 . 24 2.4. 其他领域 . 25 3. 京东区块链架构体系 . 27 3.1. 设计原则 . 28 3.2. 应用模型 . 29 3.3. 账本协议 . 31 3.3.1. 账本状态 . 32