Page 118 - 《软件学报》2026年第1期

何嘉昊 等: 国产区块链软件发展趋势与核心技术分析 115

(advanced encryption standard) 的有 9 个. 这主要是由于政策导向下国产化需求使得 SM4 受到青睐, 同时 SM4 在
性能和安全性上表现优异, 且有完善技术生态与社区支持. 尽管 AES [102] 也具较高安全性和通用性, 但在国产区块
链软件领域受 SM4 影响相对更大. 在非对称加密算法中, 除了 18 个区块链软件使用了 SM2 算法外, 15 个区块链
软件使用了 Secp256k1 算法, 进一步证明了该算法的广泛应用. 在其他加密技术中, 同态加密算法的使用范围最
广, 主要由于其灵活性强、适用范围广的特点.
在保证完整性的算法中, 共有 32 个区块链软件声明其所使用的签名算法, 其中使用较多的算法分别是
ECDSA (15 个) 和环签名算法 (9 个). 其中 ECDSA 的广泛使用得益于其高安全性、高效率和标准化特性, 而环签
名算法则能够提供高水平的身份隐私保护, 并适应不同的应用场景和安全需求. 在哈希算法中, 18 个区块链软件
支持国密哈希算法 SM3, 16 个支持 SHA-256 (secure hash algorithm 256). SM3 的广泛使用一方面得益于其安全性
和适用性的不断提高, 另一方面得益于政策的推动. SHA-256 作为一种国际上广泛使用的哈希算法, 具有较高的知
名度和成熟度, 考虑到兼容性问题, 大多数区块链软件也会选择支持该算法.
3.2 网络层
区块链网络层对于区块链至关重要, 它是连接区块链节点、实现信息交互和数据传输的关键层级. 网络层包
含数据传输协议和传播机制两部分内容, 它们是确保区块链系统高效、稳定运行的关键要素. 其中, 数据传输协议
如同信息传递的轨道, 规定了数据在节点之间流动的规则和方式, 决定了数据的封装格式、传输的可靠性以及效
率. 常见的数据传输协议包括基于 HTTP/2 的 gRPC 等, 这些协议能够保障数据在网络中的快速、准确传输, 为区
块链的稳定运行提供坚实的基础. 传播机制则像信息扩散的引擎, 当新的交易产生或新的区块被挖出时, 传播机制
负责将这些关键信息迅速、有效地传递到网络中的各个节点. 它决定了信息是以广播的方式广泛传播, 还是通过
特定的路由策略有针对性地传递.
3.2.1 数据传输协议
国产区块链软件所使用的数据传输协议主要包括 P2P、HTTPS 以及 gRPC. 其中, P2P (peer-to-peer) 协议是一
种去中心化的网络架构, 节点间可以直接相互通信, 无需通过中央服务器 [115] . P2P 协议在区块链网络中广泛应用,
因为它支持高效的分布式数据共享, 增强了网络的抗审查性和鲁棒性. HTTPS (hypertext transfer protocol secure)
是一种在 HTTP 基础上加入 SSL/TLS 加密层的传输协议, 主要用于确保数据在传输过程中的机密性和完整性 [116] .
gRPC 是由 Google 开发的高性能、开源的远程过程调用 (RPC) 框架, 基于 HTTP/2 协议, 并且支持多种语言和双
向流式通信, 适用于需要低延迟和高吞吐量的区块链应用 [117] .
我们对不同国产区块链软件所使用的数据传输协议进行了统计, 具体如表 5 所示.

表 5 国产区块链软件使用数据传输协议情况

协议名 区块链软件
NEO, 波场链, 万纳链, BubiChain, 趣链, 天河链, FISCO BCOS, Z-Ledger, 迅雷链, 星云链, ONTology, 磁云数字区块链M0,
P2P 百度链, 京东链, RepChain, Chain33, Mixin, PlatON, 唯链, 蚂蚁链, 至信链, BNB Chain, 梧桐链, 星火链, 树图链, 华为链,
IRITA, Aelf, CKB, 长安链, 文昌链, 泰安链, 武汉链, 海峡链, 中移链 [118] , 延安链, 安顺链, 之江链
gRPC NEO, 波场链, 趣链, 星云链, 百度链, PlatON, BNB Chain, IRITA, Aelf, CKB, 文昌链, 泰安链, 延安链
HTTPS BubiChain, FISCO BCOS

现象 13: 国产区块链软件普遍采用 P2P 协议, gRPC 和 HTTPS 的使用量较少. P2P 协议的广泛使用 (38 个), 主
要得益于该协议的去中心化特性、高效的数据传输能力以及较低的运维成本. P2P 协议允许节点之间直接进行点
对点通信, 避免了对中央服务器的依赖, 从而增强了网络的抗审查性和容错能力, 尤其适合去中心化的区块链网
络. 相比之下, 使用 gRPC 协议的区块链软件数量相对较少 (13 个). 这是因为 gRPC 协议更适用于高效的远程过程
调用 (RPC) 场景, 尤其在需要双向流式通信和低延迟、高吞吐量的应用中表现突出. 然而, 在区块链的典型场景
中, 节点间的通信和数据分发往往更适合通过 P2P 这种分布式协议进行. 此外, gRPC 的实现和配置相对复杂, 增
加了开发和运维的难度. 尽管如此, 随着区块链技术与边缘计算、物联网等新兴技术的不断融合, gRPC 在这些领
域的设备间高效通信和数据传输需求下, 可能会获得更多的应用和关注.