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区块链财政电子票据数据跨链迁移的实践论文

发布时间:2022-08-05 11:57:32 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.scipaper.net):
 
  摘要:本文通过分析腾讯公司的TBaaS区块链底层和国内首个自主可控的“长安链”底层的技术架构和数据格式方面的差异,并结合区块链财政电子票据的业务特点,提出了采用数据重写处理方式的数据迁移方案。截止目前完成了几十万张区块链财政电子票据历史数据迁移的试点,具备了正式历史数据迁移的条件。实践证明了采用数据重写处理方式进行区块链财政电子票据历史数据迁移切实可行,对其他类型跨链历史数据迁移具有参考意义。
 
  关键词:区块链;电子票据;跨链迁移
 
  Practice of Cross Chain Migration of Data of Blockchain Financial Electronic Bills
 
  BU Zhenzhao
 
  (Beijing Municipal Bureau of Finance,Beijing 101160)
 
  【Abstract】:By analyzing the differences in technical architecture and data format between the bottom layer of tencent's TBaaS blockchain and the bottom layer of China'sfirst autonomous and controllable"Chang'an Chain",and combined with the business characteristics of blockchain financial e-bills,this paper puts forward a data migration scheme using data rewriting processing.So far,the pilot of historical data migration of hundreds of thousands of blockchainfinancial electronic bills has been completed,and the conditions for formal historical data migration are met.Practice has proved that the historical data migration of blockchainfinancial electronic bills by using data rewriting processing method is feasible,and it has reference significance for other types of cross chain historical data migration.
 
  【Key words】:blockchain;electronic bills;cross chain migration
 
  0引言
 
  2020年3月,按照《北京市优化营商环境条例》和《北京市政务服务领域区块链应用行动计划(2020)》等文件要求,北京市财政局基于腾讯公司的TBaaS区块链底层平台,完成了区块链财政电子票据试点系统的建设。2020年3月25日区块链试点平台上线运行,在医疗、教育、公益捐赠等领域开展试点,截止目前上链的财政电子票据共计100余万张。
 
  2020年6月,按照《北京市区块链创新发展行动计划(2020-2022年)》等文件要求,需要基于国内首个自主可控的“长安链”底层平台,建设区块链财政电子票据系统。为保障现有业务和数据的完整性、延续性,需要将前期试点的100余万张电子票据,迁移至基于“长安链”建设的区块链财政电子票据系统。

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  1区块链底层技术对比分析
 
  通过对比分析TBaaS区块链底层平台和“长安链”底层平台的数据存储、网络通信、身份管理、共识算法、智能合约、交易调度、密码服务等底层技术[1],“长安链”底层平台区别TBaaS区块链底层平台主要体现在以下几点。
 
  1.1并行调度
 
  支持基于DAG的块内交易并行调度提案和并行验证,调度支持确定性调度和随机调度等多种并行调度算法。
 
  1.2多链架构
 
  支持并行多链实现不同参与方间的数据隔离,可根据场景灵活扩展子链以支持业务和吞吐量的需求。
 
  1.3广域网络
 
  基于PubSub机制,支持多链隔离下P2P网络的复用与数据隔离;支持NAT穿透,复杂网络拓扑下的大规模节点组网,支持网络节点动态治理。
 
  1.4权限管理
 
  为链上每个操作定义访问权限,支持细粒度权限管理策略;结合组织、角色等提供灵活的身份权限配置方案。
 
  2确定迁移方案
 
  基于在不影响业务运行的情况下,完成区块链电子票据试点数据迁移,同时保障业务和数据的完整性、延续性的原则,经进一步分析TBaaS区块链底层和“长安链”底层的数据架构等差异,可选取“数据直接迁移方式”和“数据重写处理方式”两种方法完成区块链电子票据试点数据迁移。
 
  2.1数据直接迁移方式
 
  数据直接迁移方式主要是完成差异数据处理和数据适配改造两方面核心技术工作后,将区块链电子票据试点数据通过物理方式迁移至区块链财政电子票据系统底层数据库。具体差异数据处理和数据适配改造技术工作如下。
 
  2.1.1差异数据处理
 
  TBaaS平台和“长安链”平台数据架构差异主要包含两类,第一种是“长安链”比TBaaS多出部分字段,第二种相同场景字段存储格式及存储内容的不同。
 
  针对第一种类型,由于多出的部分字段的业务要求与支持场景的不同,需要生成新数据进行填充,例如支持国密方式的相关字段。
 
  针对第二种类型,由于存储格式与存储内容不同,需要对存储格式进行调整,确保数据的可读性。
 
  2.1.2数据适配改造
 
  由于TBaaS底层和“长安链”底层在数据结构、业务场景的差异性,需对区块链电子票据试点数据以及区块链财政电子票据系统上层应用进行适配改造,保障后续业务的顺畅流转。调整的内容主要包括三个方面:(1)时间戳、TxID等信息进行调整,便于财政电子票据数据迁移[2];(2)智能合约等程序进行全面改造,保障区块链电子票据试点数据能实现业务逻辑处理与后续业务办理;(3)改造区块链财政电子票据系统上层应用程序,做到从源头区分区块链电子票据试点数据和非试点数据,同时对新旧证书的关联问题进行处理保障新老证书可以并行。
 
  2.2数据重写处理方式
 
  数据重写处理方式是依据区块链财政电子票据系统数据要求将区块链电子票据试点数据重新上链,并对区块链电子票据试点数据的部分内容进行处理,保持与原区块链财政电子票据试点系统信息的一致性。主要技术工作如下:
 
  (1)数据重写:由于区块链电子票据试点数据只完成了票据开具上链,冲红、换开、交付、查验等应用型
 
  业务尚未完成上链工作,而且原区块链财政电子票据试点平台未存储开具查询信息记录(目前无后续业务流转,查询的数据并不具备实用性),从业务情况上分析可以将区块链电子票据试点数据按照区块链财政电子票据平台数据要求重新写入。

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  (2)数据处理:由于区块链电子票据试点数据重写入区块链财政电子票据系统后,存在时间戳字段、证书体系等信息与区块链财政电子票据试点系统信息不一致的情况,需要完成如下工作。将需要处理的数据通过区块链财政电子票据系统上层应用进行逐一判断,再由上层应用调整相应信息。如时间戳由上层应用调整为原时间,证书体系由上层应用调整为旧数据走旧证书新数据走新证书。
 
  2.3选取数据迁移方案
 
  通过对比“数据直接迁移方式”和“数据重写处理方式”两种迁移方式的技术特征,并结合区块链电子票据试点数据迁移的原则,两种迁移方式的优劣势如下。

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图 1 实施流程示意图
 
  从迁移方案的可操作性、可控性、稳定性方面分析,数据重写处理方式优于数据直接迁移方式;从迁移方案的区块链底层适配程度、区块链上层适配程度方面分析,数据重写处理方式优于数据直接迁移方式;从迁移方案的实施工作量、实施时间方面分析,数据重写处理方式优于数据直接迁移方式;从迁移方案对区块链财政电子票据系统上层应用修改程度分析,数据直接迁移方式修改功能较少,优于数据重写处理方式。
 
  综合以上分析结果,选择风险较小、性能稳定的数据重写处理方式,作为区块链电子票据试点数据的迁移方案。
 
  3迁移实施方案
 
  3.1历史数据迁移思路
 
  历史数据迁移主要分为五步进行实施:(1)前期准备,主要对迁移前相关事项进行准备与复查;(2)迁移论证,对整体迁移的事项进行实操并技术进行调优,最终出具相关报告,具备迁移上线条件;(3)正式迁移,对数据进行正式迁移与更新;(4)迁移验证,对迁移的结果进行数据及业务的全面验证;(5)对迁移完毕后的后续工作进行支持,主要是针对问题进行特保运维,对迁移的业务及新增的业务进行跟进,及时发现与处理问题。实施流程如图1所示。
 
  3.2历史数据迁移实施
 
  3.2.1前期准备
 
  新环境的主要检查内容包括:JDK环境检查、环境变量检查、其他组件检查、相关服务检查、新服务业务可行性检查、网络环境及策略开通检查、新老数据库检查及备份、待验证审核历史数据处理操作手册。
 
  3.2.2迁移作业
 
  验证及处理的过程主要分为六步:(1)对需要历史数据处理的票据信息进行定位与确认;(2)依据定位的信息对程序功能进行初始化配置,保障正常运转;(3)通过调度执行配置的内容进行历史票据信息处理;(4)在数据库中对区块链的处理情况进行查看与校验,确认数据层面信息无误;(5)对处理完毕的数据进行业务验证,保障历史票据在新系统中的查看、应用、流转等功能;(6)依据校验的情况对每个步骤进行复查并出具相关文档,保障历史票据信息处理的真实有效。迁移作业流程如图2所示。

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图 2 迁移作业流程示意图
 
 
  迁移内容的校验主要分为两部分:数据校验和业务校验。
 
  (1)数据校验主要通过两种方式进行校验:1)在应用程序中进行校验。通过“历史票据处理记录”报表对处理的情况进行查看,同时查看是否存在失败数据;通过双方数据库进行导出校验,对已上链表查看在应用程序中已经进行处理;2)在区块链底层平台进行校验查看,通过区块链报表查看上链信息及字段。通过应用层及区块链底层两部分进行数据校验,确保数据处理的真实有效。
 
  (2)业务校验的核心是对老数据在新系统的应用以及是否影响新数据两方面进行校验。老数据的业务校验场景主要为冲红、打印、接收、转让、授权、锁定、解锁、入账、入账撤销,针对以上场景通过在前端界面进行相关业务操作查看应用层调用底层是否成功,同时在区块链财政电子票据系统中查看业务是否已经进行相关调整与记录;新数据校验逻辑与老数据类似,新增开具场景的应用校验。
 
  通过两个维度的校验,确保老数据的顺利落地,同时保障新数据不受老数据影响能进行正常业务执行。
 
  3.2.4实施步骤
 
  (1)实施流程介绍。依据要求设计开发区块链批量历史数据处理功能模块,主要针对原先Tbaas底层数据库切换至“长安链”底层数据库的数据批量处理使用,处理后达到两个目标:1)实现老数据在新系统的查看、应用、流转等标准区块链功能;2)对原先老数据的部分内容进行处理,保留原有字段内容,例如时间戳字段。
 
  验证及处理的过程主要分为六步:1)对需要重新上链的财政电子票据信息进行定位与确认;2)依据定位的信息对程序功能进行初始化配置,保障正常运转;3)通过调度执行配置的内容进行历史票据信息处理;4)在数据库中对区块链的处理情况进行查看与校验,确认数据层面信息无误;5)对处理完毕的数据进行业务验证,保障历史票据在新系统中的查看、应用、流转等功能;6)依据校验的情况对每个步骤进行复查并出具相关文档,保障历史票据信息处理的真实有效。
 
  (2)历史数据上链。历史票据根据设置需处理上链的单位、时间等相关信息,以每张正常票据为基点进行多线程处理,单次处理包含该正常票、该正常票对应的换开票、该正常票的冲红票、红票换开票等信息,当所有相关类型票据都处理完成时,该基点的处理任务才全部完成。
 
  本次历史数据处理由于只涉及到正常票的处理,其他类型票据信息程序也会进行相应判断,防止出现遗漏。除历史数据上链处理外,还需对原先上链的票据信息进行重新处理,主要是针对时间戳等进行统一调整。
 
  4结语
 
  经过反复测试验证,采用数据重写处理方式已经完成了几十万张区块链财政电子票据历史数据迁移的试点工作,具备了正式历史数据迁移的条件。待基于“长安链”底层建设的财政电子票据系统正式上线,便可开展区块链财政电子票据历史数据迁移工作。通过实践证明,采用数据重写处理方式进行区块链财政电子票据历史数据迁移切实可行,对其他类型跨链历史数据迁移具有参考意义。
 
  参考文献
 
  [1]李芳,李卓然,赵赫.区块链跨链技术进展研究[J].软件学报,2019,30(6):1649-1660.
 
  [2]郭上铜,王瑞锦,张凤荔.区块链技术原理与应用综述[J].计算机科学,2021,48(2):271-281.
 
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