一、引言

随着基因测序成本的持续下降和生命科学数据的爆炸式增长，如何安全、可信地存储、共享与流转海量基因数据成为行业核心痛点。华大作为全球领先的生命科学和基因组学机构，推出华大区块链（BGI Blockchain），旨在利用区块链技术的去中心化、不可篡改、可追溯和智能合约等特性，构建可信的生命数据协作网络。本文系统介绍华大区块链的技术架构及其业务目标，并阐述其作为区块链技术相关软件和服务的定位与价值。

二、华大区块链技术架构

华大区块链采用分层模块化设计，兼顾高性能、隐私保护与跨机构协作需求，整体架构自下而上分为五层：

1. 基础设施层

为区块链网络提供底层计算、存储与网络资源。支持多云/混合云部署，节点可运行于华大自有机房、合作机构数据中心或公有云环境。通过容器化与编排技术实现资源的弹性伸缩，保障网络的高可用性与容灾能力。

2. 核心链层

采用联盟链架构（Permissioned Blockchain），由华大及生态伙伴共同维护共识节点。核心链层包含：

• 共识机制：面向生命科学场景优化的拜占庭容错共识算法（如改进的PBFT/Raft），在保证最终一致性的同时满足较高吞吐量需求。
• 账本存储：采用状态数据库与区块文件分离的存储模型，支持LevelDB/RocksDB等KV引擎，并引入冷热数据分层存储以应对基因数据体积大的特点。
• 智能合约引擎：支持WASM及Solidity合约，内嵌基因数据权限管理、数据使用计费等常用合约模板，降低业务开发门槛。
• 密码学服务：集成国密算法（SM2/SM3/SM4）及国际通用算法，提供数字签名、哈希、加解密等基础密码学能力。

3. 隐私计算与跨链层

针对基因数据高敏感特性，该层提供：

• 隐私计算组件：集成安全多方计算（MPC）、可信执行环境（TEE）和联邦学习框架，支持“数据可用不可见”的联合分析场景。
• 跨链互操作：通过中继链与适配器实现与以太坊、Hyperledger Fabric等异构链的跨链通信，便于与外部生态对接。

4. 平台服务层

对外提供标准化的区块链软件与服务能力，包括：

• BaaS平台：可视化联盟链管理、节点监控、合约部署与运维。
• 数据存证服务：为基因测序原始数据、分析报告、知情同意书等提供链上存证与验证API。
• 数字身份与权限管理：基于DID（去中心化身份）构建机构与个人身份体系，细粒度控制数据访问权限。
• 数据交易与溯源服务：支持数据资产的确权、授权、使用记录上链与溯源审计。

5. 应用层

面向生命科学典型场景构建应用，包括基因数据共享协作平台、科研数据溯源系统、临床样本流转管理、生物样本库联盟链等。

三、业务目标

华大区块链的业务目标紧密围绕华大“基因科技造福人类”的使命，聚焦以下四个方面：

1. 构建可信的基因数据协作网络

解决科研机构、医院、企业间基因数据共享的信任难题。通过区块链存证与智能合约授权，确保数据来源可追溯、使用范围可控制、流转过程可审计，推动大规模基因组学联合研究。

2. 保障数据隐私与合规

满足《个人信息保护法》《数据安全法》及人类遗传资源管理条例等法规要求。利用隐私计算与区块链结合，实现数据最小化使用与授权透明化，降低合规风险。

3. 促进数据要素价值流通

探索基因数据作为数据要素的确权、定价与交易机制。通过区块链记录数据贡献，结合智能合约实现数据使用收益的自动分配，激励数据共享生态。

4. 提供行业级区块链软件与服务

将华大区块链能力产品化，对外输出BaaS平台、存证服务、隐私计算网络等软件与服务，赋能医疗健康、生物医药、农业育种等生命科学相关行业，成为可信生命数据基础设施的提供商。

四、

华大区块链以联盟链为核心，融合隐私计算与跨链技术，构建了从基础设施到应用层的完整技术架构，并提供一系列区块链技术相关软件和服务。其业务目标始终围绕生命科学数据的可信协作、隐私保护与价值释放，致力于成为全球生命科学领域领先的区块链基础设施与解决方案提供者。