深度探讨：面向74亿人的区块链架构长什么样？

生活中有太多的东西，与我们近在咫尺，我们却很少关注到。原因很多，有的是因为条件不允许，想关注无从着手，比如：我想知道我吃的东西药残是否超标，我穿的衣服合不合格，我住的房间消防是否安全，我坐的汽车是否经过年检等等。第三方检测企业也很关心，如何才能更加高效进行检测，减少人工参与的成本，提高效率。总之，衣食住行这些身边小事，谁来告诉我它是否值得信赖？

 

上述问题涉及到的是产品质量安全，它是检验检测行业的事情。

实际上，国家高度重视检验检测，上述问题都有相关法律、标准，在全国也有数万家专业的第三方检测企业为其服务，只不过他们的检测报告都放在档案室里，检测的结果只有送检的产品方和监督部门知道。国家提出了“全民监督”的号召，正在努力改变这一现状，可惜技术手段有限。

作为消费者，我们真心希望，“扫一扫”就能告诉我要购买的产品是否检测合格。作为投资人，更想深入了解这个万亿规模的“小众”行业，国家强监管、硬检测、用户强需求，如何共同参与解决当前痛点。作为区块链开发者，我个人也想从技术角度，提供一个高效快捷的解决方案。

但是，问题来了，这是一个涉及全球74亿人的产品，性能上区块链能行吗？大量报告需要数字化保存，区块链怎么存储？从取样到检测，流程复杂，如何保证报告不会造假？这些都是架构设计需要思考和解决的问题。

下面的架构设计，是我们团队在开发LIMSChain的过程中，经过多次尝试最终选择的一种解决方案，整理出来仅供参考讨论。

一、基本业务如何支撑？

检验检测的核心在第三方中立的检测企业，这些企业都是一些动辄投资几千万的大型实验室，不然拿不到检测资质。检测环节，从产品取样，到实验室检验，再到出报告存档，流程复杂，管理严格。一般实验室手动效率非常低，而且容易出错，所以多数会求购各类实验室管理系统，业内称为lims。

可惜，市面上好用的lims，价格不菲，最贵的达到200多万美元，折合成人民币，比投入一个实验室还昂贵。所以，多数检测企业选择使用一些便宜的产品，部分取代人工，管理效率和水平大打折扣。

针对这一现状，LIMSChain对标国际先进的lims管理系统，在完成实验室全环节的管理模块基础上，还结合国家标准和要求，借助区块链系统，鼓励真正优质的检测企业脱颖而出，重要的是：采取区块链思维，价格低廉。前100家免费使用，后面的企业，也仅仅收取少量的安装服务费。

从基本业务出发，LIMSChain按照 ISO/IEC17025、GMP、GLP、GALP 等标准进行设计流程，主要包括样品采集管理系统，涉及到样品采集、样品处理、样品管理、样品流转等各环节的管理；检测管理系统，主要包括自动采集设备数据、原始记录、审核过程、生成报告、报告审核整个流程，每个环节可以查看具体信息，比如操作人、操作时间、使用设备、试剂领用、检测标准、检测方法等。

另外，还包括检测企业管理系统、用户注册管理系统、报告查询追溯系统等，用以辅助核心模块，进行全方位报告管理。

这些模块，采用微服务架构设计，可以进行高度细化和扩展。对于实验室管理与运行的各个业务环节，根据标准规范或管理要求，抽象成元服务。一个元服务解决一个或几个有机构成的业务问题，多个元服务科学整合构成体系。这样，LIMSChain系统具有强大的扩展性， 每个元服务可以交由专人负责，不断细化完善，增强易用性、可靠性，并易于维护。

LIMSChain自动化程度高，能充分解放人力，提高效率。有与检测仪器进行数据对接的功能。检测员上机操作以后，数据自动采集到LIMSChain系统中，准确及时，无须人为誊抄或复制。LIMSChain还实现了其他诸如自动提醒、逾期警示、设备校准提示、报告自动生成、单据自动生成等功能，提高工作效率，减少出错环节。

二、数据安全如何保证？

山西临汾的环境检测造假事件影响恶劣，如何防止检测数据造假，是一个多方利益博弈问题，更是一个技术问题。LIMSChain引入区块链，可以更好的解决这个问题，因此在架构设计上做了很多尝试。

区块链具有公开、透明、不可篡改的特性，检测数据、检测报告等关键数据存储于区块链，数据安全性得到保障；检测流程的关键环节也都记录在区块链上，保证了数据的完整性，一旦造假直接可以暴露出来，造假成本提高；检测数据上链，可以由生产单位、销售单位、需求者付费引用，由此产生更多效益，扩大受益群体，提高盈利能力，进而降低检测企业造假预期。

检测报告等数据和文本，需要大量存储，这些文本信息无法直接存储在区块链上。LIMSChain基于DDN标准，把这些文档和标准文本，通过DAT协议分布式存储在网络上，再与区块链Hash绑定，从而实现报告数字化，并防止丢失，杜绝篡改造假。

三、大访问量如何承载？

在可以预见的未来，LIMSChain将面向世界提供跨境服务，那时将承载全球74亿人的访问和点击，它能否应对？对于这个问题，我们除了采取上述的微服务设计之外，还提出了全网负载均衡的理念。

LIMSChain数据访问主要面临的是两个方面，一个是监管机构为了抽查或调研进行的数据追溯，一个是普通用户扫码查询服务。前期，第一个访问量会大一些，后期，第二个问题会大一些。但都是对数据的直接查询和聚合。

除了优化区块链自身的性能之外，未来我们将采取读写分离的方式，提供更多专属访问节点，负责专门同步核心节点数据，并提供查询服务。优化通证激励模型，鼓励更多用户参与这类节点建设，把查询服务费用分配给这些节点。另一个方面，我们将推出全网负载均衡，对这些节点服务进行管理，把用户访问最优的节点推给用户，提高用户体验。

另一方面，我们会采取分而治之的策略，在DAT协议的基础上，推出分布式区块浏览器，鼓励每一个检测企业自建存储服务节点，并绑定自己的域名，提供对外服务，实现自我管理、自我盈利，打造自身品牌，进而把主网浏览压力分解，提高整体使用性能。

 

最后，偷偷告诉你，不是所有号称区块链的产品都是真的区块链产品，唯一能区分的就是它的架构设计是否合理。

个人观点，欢迎批评指正！

（朱晓武| LIMSChain高级工程师）

了解更多？请添加微信交流：