DB52 T 1467-2019 区块链 系统测评和选型规范.pdf
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1、 ICS 35.240 L 79 DB52 贵州省地方标准 DB52/T 14672019 区块链 系统测评和选型规范 BlockchainSystems testing and selection specification 2019 - 12 - 31 发布 2020 - 06 - 01 实施 贵州省市场监督管理局 发布 DB52/T 14672019 I 目 次 前 言 . . II 引 言 . . III 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 . . 1 3 术语、定 义和缩略语 . . 1 4 区块链系统质量 . . 2 5 测评和选型 . . 12 附录 A(资料 性附录) 系
2、统测评方法 . 14 附录 B(资料 性附录) 系统选型原则和方法 . 16 附录 C(资料 性附录) 计算用例 . 19 参考文献 . . 22 DB52/T 14672019 II 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利,本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国电子技术标准化研究院提出。 本标准由贵州省大数据标准化技术委员会归口。 本标准起草单位:中国电子技术标准化研究院、贵阳市大数据产业集团有限公司、贵阳宏图科技有 限公司、众安信息技术服务有限公司、贵阳爱立示信息科技有限公
3、司、贵州省公共大数据重点实验室、 厦门安妮股份有限公司、上海万达网络金融服务有限公司、工业和信息化部电子第五研究所、贵阳井通 金融科技有限公司、贵州远东诚信管理有限公司、上海分布信息科技有限公司、贵州亿步优图科技有限 公司、杭州云象网络技术有限公司、贵州师范大学、复旦大学、贵州智慧科技信息技术有限公司。 本标准主要起草人:孙琳、李鸣、周黎辉、李佳秾、赵阳、谈建、李万恒、王涛、朱国辉、王明月、 郝汉、杨胜、杨菲、裴莹蕾、许军、蔡蕙敏、张一帆、王荣斌、相里朋、郭波、李喜平、饶维、王从礼、 阚海斌、张亮、杨辉、李泽源、陈贵平、张乐云、郑咏梅。 DB52/T 14672019 III 引 言 随着各行
4、业、各领域对区块链技术认识的提升,区块链技术已经从研究进入到应用阶段,区块链系 统测评和选型规范可以帮助组织选择高质量的系统,从而提供区块链服务。 本部分参照了软件工程领域的系统质量测评标准GB/T 2500 0.10-2016系统与软件工程 系统与软 件质量要求和评价(SQuaRE) 第10部分:系统与软件质量模型,同时结合GB/T 34960.3-2017信息 技术服务 治理 第3部分:绩效评价绩效评价方法,旨在帮助组织建立区块链系统的测评和选型体系。 DB52/T 14672019 1 区块链 系统测评和选型规范 1 范围 本标准规定了区块链系统测评和选型的术语、定义以及缩略语、区块链系
5、统质量、测评方法和系统 选型等要求。 本标准适用于区块链的系统测评和选型。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 25000.10 系统与软件工程 系统与软件质量要求和评价(SQuaRE) 第10部分:系统与软 件质量模型 ISO/CD 23257 区块链和分布式记账技术 参考架构(Blockchain and distributed ledg er technologiesReference architecture) 3 术语、定义和缩略
6、语 3.1 术语和定义 以下术语和定义适用于本文件。 3.1.1 区块链 bloc kchain 使用密码技术将共识确认过的区块按顺序追加而形成的分布式账本。 ISO 22739区块链和分布式记账技术 术语 3.1.2 块链式数据结构 chained-blo ck data structure 一段时间内发生的事务处理以区块为单位进行存储,并以密码学算法将区块按时间顺序连接成链条 的一种数据结构。 CBD-Forum-001-2017 区块链 参考架构,定义2.2.2 3.1.3 对等网络 peer-to-peer network 一种仅包含对控制和操作能力等效的节点的计算机网络。 GB/T
7、5271.18-2008 DB52/T 14672019 2 3.1.4 智能合约 smart contract 以数字形式定义的能够自行执行条款的合约。 注:在区块链技术领域,智能合约是指基于预订事件触发、不可篡改、自动执行的计算机程序。 CBD-Forum-001-2017 区块链 参考架构,定义2.2.7 3.1.5 加密 encipherment/encryption 对数据进行密码变换以产生密文的过程。一般包含一个变换集合,该变换使用一套算法和一套输入 参量。输入参量通常被称为密钥。 GB/T 25069-2010 3.1.6 互操作 inter operability a) 两个或
8、多个系统或组件交换信息并相互使用已交换的信息的能力; b) 两个或两个以上系统可互相操作的能力。 GB/T 11457-2006 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 API:应用编程接口(Applicat ion Programming Interface); BSC:区块链服务客户(Blockchain Service Customer)。 4 区块链系统质量 4.1 系统质量模型 本标准的区块链系统质量模型参考GB/T 25000.10中的质量模型,分为功能、性能、可靠性、安全 性、可维护性、可移植性和互操作性七个方面,见图1。 DB52/T 14672019 3 图1 区块链系统质
9、量模型 4.2 关键要素 4.2.1 功能 4.2.1.1 功能视图 功能视图见图2。 图2 区块链参考架构功能组件 DB52/T 14672019 4 4.2.1.2 基础设施层 基础设施层测评要素主要包括: a) 对等网络:区块链系统运行的底层拓扑结构是分布式对等网络,采用对等网络协议组织区块链 中的各个网络节点。各个节点间通常使用点对点通信协议完成信息交换以支撑上层功能。对等 网络功能测评要素包括: 1) 节点之间的高效安全通信:能够进行点对点之间的通信,点对点之间的通信接口,能够进 行点对点之间的通信安全; 2) 点对点通信多播能力:能够提供点对点通信基础上的多播能力; 3) 动态增删
10、节点:支持对节点的动态添加的识别,支持对节点的动态减少的识别。 c) 存储:存储功能组件提供区块链运行过程中产生的各种类型数据,如账本、交易信息等的写入 及查询功能,相关选型包括但不限于关系型数据库、键值对数据库、文件数据库等。存储功能 组件测评要素包括: 1) 节点数据写入正确性:对等网络中,能够被每个节点部署并使用,对等网络能够被每个节 点查询; 2) 节点高效稳定储存:能够提供高效稳定的数据服务,能够提供安全的数据服务。 d) 计算:计算功能组件提供区块链系统运行中的计算能力支持,包括但不限于容器技术、虚拟机 技术、云计算技术等。一般应具备以下功能: 1) 区块链节点运行环境监控:对区块
11、链系统提供运行环境支持; 2) 区块链节点计算能力:对等网络中,计算能力能够满足每个节点要求。 4.2.1.3 分布式记账技术平台 分布式记账技术平台测评要素主要包括: a) 共识机制:区块链网络中各节点对在区块链系统中进行事务或状态的验证、记录、修改等行为 达成一致确认的方法。共识机制测评要素主要包括: 1) 多节点共识确认:系统支持多个节点参与共识和确认; 2) 独立节点的提交信息有效性验证:系统支持独立节点对区块链网络提交的相关信息进行有 效性验证。其包括正确事务逻辑验证(按正确逻辑执行的事务是否能在区块链上进行验证 查询的过程)、错误事务逻辑验证(不按正确逻辑执行的事务是否能在区块链上
12、进行验证 查询的过程)等要素; 3) 共识机制容错性:是指系统应具备一定的容错性;其包括物理故障导致的非恶意错误容错 性(物理故障情况下数据是否丢失)、节点被控制的恶意错误容错性(满足共识机制条件 少数节点是否能恶意篡改账本数据)等要素。 b) 账本记录:区块链中分布式数据的存储机制,通过不同节点对账本的共同记录与维护,形成区 块链系统中数据的公共管理、防篡改、可信任的机制。账本记录测评要素主要包括: 1) 持久化存储账本记录:是指系统支持持久化存储账本记录;测评包括技术库种类、数据库 指标(安全性、兼容性、可扩展性)、账本存储格式、区块格式规范等内容。 2) 多节点拥有完整的数据记录:包括支
13、持多节点拥有完整的数据记录(链上与非链上的数据 记录)、支持多节点拥有完整的区块记录(完整账本的记录)等要素。 3) 各节点数据一致性:是指系统确保有相同账本记录的各节点的数据一致性。 c) 加密算法:应具备抵御破解的能力,应定期审核加密算法的安全性,必要时采用更高破解计算 复杂性的加密算法。加解密测评要素主要包括: 1) 支持国际主流加密算法,如 AES256 等对称加密算法和 RSA、ECC 等非对称加密算法; DB52/T 14672019 5 2) 支持我国商密算法,如 SM4、SM7 等对称加密算法和 SM2、SM9 等非对称加密算法; 3) 应符合国家相应法规,具备明确的密钥管理方
14、案,确保区块链底层安全机制正常运行。 d) 摘要:即数字摘要功能,将任意长度的消息输入变成固定长度的短消息输出。摘要测评要素主 要包括: 1) 对比区块链系统与第三方的摘要算法,观察时间及安全强度; 2) 区块链系统的摘要算法应用于微小差异结果,即是否满足存储及验证要求; 3) 具备抵御破解的能力,宜定期审核摘要算法的安全性,必要时采用更高破解计算复杂性的 摘要算法。 e) 数字签名:数字签名算法应具备抵御破解的能力,宜定期审核数字签名算法中使用的非对称加 密算法和摘要算法的安全性,必要时采用更高破解计算复杂性的非对称加密算法和摘要算法。 在部分应用场景下,也可引进权威公正的第三方 CA 机构
15、签发的数字证书,来进行数字签名和 签名验证相关工作,确保信息的机密性、完整性及不可抵赖性。数字签名测评要素主要包括: 1) 支持国际主流的数字签名算法,如 RSA 数字签名算法、ECDSA等; 2) 支持我国商密的数字签名算法,如 SM2 数字签名算法等; 3) 数字签名算法应具备抵御破解的能力,宜定期审核数字签名算法中使用的非对称加密算法 和摘要算法的安全性,必要时采用更高破解计算复杂性的非对称加密算法和摘要算法。 f) 时序服务:对于区块链系统中的行为或数据需记录相应的一致性的时序,可以选择特定的时序 机制或工具。区块链系统时序服务测评要素主要包括: 1) 统一账本记录:支持统一账本记录时
16、序等内容; 2) 时序容错性:具备时序容错性等内容; 3) 第三方时序服务:必要时,支持集成可信第三方时序服务等内容。 g) 智能合约:以数字形式定义的承诺,包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议。合约的 参与双方将达成的协议提前安装到区块链系统中。在双方的约定完成后,开始执行合约,不能 修改。根据应用场景的不同需求,区块链系统可有选择性地提供智能合约功能。智能合约测评 要素主要包括: 1) 开发运行环境:包括提供编程语言支持、提供配套的集成开发环境; 2) 合约内容静态和动态检查:支持合约内容静态和动态检查; 3) 支持运行载体:提供运行载体支持,如虚拟机等; 4) 外部数据源和智能合约
17、交互:智能合约与外部数据源交互的影响范围应仅限于智能合约范 围内; 5) 合约防篡改:防止对合约内容进行篡改; 6) 多方共识下的合约升级:支持多方共识下的合约内容升级; 7) 账本中写入合约内容:支持向账本中写入合约内容。 4.2.1.4 API API层测评要素主要包括: a) 接入管理:提供跨进程调用功能,为外部业务系统及用户层提供核心层接入服务。接入管理测 评要素主要包括: 1) 账户信息查询:提供区块链服务客户账户体系相关的基本信息查询服务;其中包括账户体 系相关的基本信息服务等要素; 2) 账户体系相关的基本信息服务:对账户体系相关的业务提供的服务功能; 3) 账本信息查询:提供区
18、块链区块、事务详情等查询服务;其中包括区块总高度查询服务、 指定高度区块查询服务、区块标识查询服务、事务查询服务等要素; DB52/T 14672019 6 4) 事务操作处理:将区块链服务客户提交的特定事务操作请求提交到区块链网络;其中包括 特定事物操作请求提交功能等要素; 5) 特定事物操作请求提交功能:对特定事务进行相关操作的功能。 宜包括: 1) 接口服务能力管理:支持接口调用频度设置和事务操作及账本查询缓存设置;其中包括接 口调用频度管理功能、接口查询缓存功能等要素; 2) 接口调用频度管理功能:对接口调用频度进行管理功能; 3) 接口查询缓存功能:对接口查询进行缓存的功能; 4)
19、接口访问权限管理:接口的访问权限等级通常分为低等级权限、中等级权限和高等级权限 三类,针对不同的用户可以配置不同的访问权限;其中包括接口访问等要素; 5) 接口访问:对接口访问方式进行相关配置的功能。 b) 节点管理:支持对区块链节点的信息查询和管理控制,区块链节点通常至少包括共识节点和接 入节点两种。共识节点参与区块链网络共识过程,用于区块的生成。接入节点用于外部应用系 统同步账本信息和提交事务处理。节点管理测评要素主要包括: 1) 节点服务器信息查询:提供区块链节点服务器的节点状态信息查询服务;其中主要测评要 素为节点状态信息查询; 2) 节点状态信息查询:指对节点相关状态进行的信息查询功
20、能; 3) 节点服务启动关闭控制:提供区块链节点服务器的启动与关闭服务,其中包括: 节点启动功能:指能否对节点的启动功能进行管控; 节点服务启动功能:指能否对节点的服务启动功能进行管控; 节点服务关闭功能:指能否对节点的服务关闭功能进行管控; 节点关闭功能:指能否对节点的关闭功能进行管控。 4) 节点服务配置:提供区块链节点服务器的节点服务能力配置;其中包括节点参与共识算法 配置、节点连接数量配置、节点对外提供接入服务配置等要素; 节点参与共识算法配置:指是否能对节点参与的共识算法进行相关配置; 节点连接数量配置:指能否对节点的连接数量进行相关配置; 节点对外提供接入服务配置:指能否对节点外提
21、供接入服务配置。 5) 节点网络状态监控:提供区块链节点服务器网络连接状态监控服务,其中包括: 节点连通状况监控服务:指节点间的网络状态是否良好; 节点连接数量监控服务:指节点链接其他节点数量的监控; 节点带宽监控服务:指节点间网络带宽的监控服务。 c) 节点授权管理:提供区块链节点准入准出配置和节点事务处理及账本查询授权配置。节点授权 管理测评要素主要包括: 1) 准入配置:通过相关权限控制对准入节点的限制; 2) 准出配置:通过相关权限控制对节点的退出许可; 3) 被测试节点事务处理:被测试节点进行事务处理时结果是否满足预期要求; 4) 被测试节点以外节点的事务记录:被测试节点以外的节点事
22、务记录是否测试节点一致; 5) 账本允许查询授权配置:通过相关配置来对账本查询权限进行控制; 6) 账本禁止查询配置:通过相关配置来对账本禁止查询权限进行控制。 d) 账本应用功能组件通过调用核心层功能组件,实现基于区块链账本记录功能组件的应用。测评 要素主要包括: 1) 链上内容发行和交换: 链上内容发布功能、 链上内容增加功能、链上内容撤销功能、链上 内容分配功能、链上内容交换功能; DB52/T 14672019 7 2) 逻辑验证:提供共识前的逻辑验证和共识后的结果验算,一般包括: 共识前特定标识的资产的逻辑验证:共识前对特定标识的资产进行逻辑验证; 共识前资产数额逻辑验证:共识前对资
23、产数额进行逻辑验证; 共识后的结果验算:共识后对共识结果的验证。 3) 签名权限控制设置:提供可对特定事务处理进行多签名权限控制设置,一般包括: 多签名权限控制设置:指通过多个签名来对权限进行控制; 对特定事务处理进行多签名:指通过多个签名来对特定事务进行处理; 对多签名事务处理进行验证:指通过多个签名来对事务进行验证。 4) 执行合约逻辑:可基于智能合约功能组件执行合约逻辑,一般指通过智能合约组件来执行 智能合约代码。 4.2.1.5 用户层 用户层测评要素主要包括: a) 用户功能:包括命令行交互功能、图形交互功能、应用程序交互功能、事务提交功能等要素。 用户功能功能组件支持区块链服务客户
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