基于区块链编排建模与自然语言流程描述的形式推理

### 基于区块链编排建模与自然语言流程描述的形式推理 #### 基于区块链的编排建模与实现 在区块链技术的应用中，基于区块链的编排建模与实现是一个重要的研究方向。下面将详细介绍相关的概念、实现方法以及案例研究。 ##### 概念验证实现 - **执行架构**：该方法的一个要求是不对任何参与者的内部软件环境施加限制。其架构主要基于Weber等人提出的布局，核心是编排模型，它用于生成多个组件，包括封装执行逻辑、存储消息、数据和日志的智能合约，以及为每个参与者推导的自定义接口组件。接口组件可隐藏区块链的复杂性，并连接到本地适配器，进而与本地业务流程管理系统（BPMS）通信。另外，还有一个智能合约作为参与者的注册表，参与者在执行编排前需用其地址注册特定角色，编排智能合约可授权特定角色执行相应操作。 - **细化**：编排模型需要足够的表达能力来生成具体的智能合约代码。利用BPMN 2.0提供的模型属性，如消息和数据对象的项定义、脚本任务的脚本以及序列流的形式表达式，来指定模型中的条件和数据结构。对于概念验证，数据结构应为使用Solidity数据类型的扁平变量列表，表达式必须是返回布尔值的Solidity表达式，脚本任务必须包含有效的Solidity代码块。以下是运行示例的细化片段： | 项目 | 代码 | | ---- | ---- | | 租赁协议 | `uint16 bond; uint16 weeklyRent;` | | 转账详情 | `int32 timestamp; uint32 transferID;` | | 非法保证金金额 | `[illegal bond amount] agreement bond > 4 * agreement weeklyRent` | - **合约生成**：实现了一个令牌系统，类似于García-Bañuelos等人提出的Petri网方法，从模型中指定的序列流生成控制流逻辑。每个序列流可能拥有一个令牌，用于启用目标元素。当有效事务到达（如最初部署/启动编排或发送消息）时，令牌会在模型中传播，智能合约会尽可能地传播令牌，直到遇到参与者拥有的元素。以下是所有编排智能合约共享的最小公共接口的摘录： ```solidity pragma solidity ^0.4.23; interface Choreography { function start() external; function sendRequest(uint8 task, bytes message) external; function sendResponse(uint8 task, bytes message) external; } ``` ##### 案例研究 进行了三个案例研究，涵盖了文中讨论的所有元素，除了租赁保证金示例外，还包括两个企业案例。 - **谷物交付案例**：描述了谷物生产者和销售者之间的交互，包括使用托管代理进行支付以及筒仓和实验室对谷物进行分析。该编排的一个独特特点是使用脚本任务与代表谷物所有权的外部智能合约进行通信，以实现所有权的安全转移。在发生冲突时，会指定外部仲裁实体。此案例展示了该方法如何与运行在同一区块链上的其他智能合约集成，以及如何实现超越编排模型本身能力的应用。 - **双边联运协议案例**：描