DORI: A Distributed Observation and Reconciliation Interface for Resilient Multi-Source Event Synchronization in Cloud-Native Systems
本文提出了 DORI，这是一种分布式接口，它通过应用设计即调和（reconciliation-by-design）原则来检测不一致性、验证区块链事件，并在将它们原子性地交付给下游微服务之前提供幂等修正，从而确保云原生系统中具有韧性的多源事件同步。
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在现代数字世界中，两层截然不同的技术正日益试图协同工作，但往往伴随着摩擦。一方面是传统的互联网，企业在此运行于快速、中心化的服务器上，这些服务器可以即时更新记录并处理数百万次请求。另一方面是较新的区块链世界，这是一个交易被记录在公共共享账本上的系统，它极其安全，但速度较慢且更为复杂。当公司试图构建同时使用这两者的应用程序时，会面临一个难题：区块链可能表示一笔交易已经发生，但传统的服务器可能无法立即看到它，或者它们可能会看到重复的交易，或者顺序错误。如果银行或医院依赖这些系统来管理资金或病历，这种混乱可能导致资金丢失、重复治疗或信任破裂。核心挑战不仅在于连接这两个世界，还在于确保在两者之间的信息流动是准确、一致且可靠的，即使连接不稳定或数据到达延迟也是如此。
研究人员开发了一种名为 DORI 的新系统来解决这个保持两个世界同步的具体问题。该团队由来自孟加拉国、美国和挪威机构的工程师和学者组成，设计了一个位于区块链与运行日常应用程序的云端服务之间的桥梁。DORI 并不盲目信任来自区块链的单一信号，而是扮演着一名谨慎的守门人。它通过多个不同的渠道同时监听区块链。如果一个渠道说一笔交易发生了，而另一个渠道说没有发生，系统就会等待。在它收集到来自不同来源的足够证据以确定该事件真实且永久之前，它不会匆忙更新业务记录。这种方法防止了当系统的不同部分运行在不同版本的“真相”时所产生的混乱。
研究人员构建了一个该系统的原型，以观察其在压力下的表现。他们搭建了一个模拟现实场景的测试环境，在该场景中，一个区块链网络（具体为以太坊 Sepolia 测试网络）正在发送数千条交易更新。这些更新随后被输入到一个云端系统中，用于处理诸如管理用户账户或追踪数字资产等事务。为了确保系统的稳健性，研究人员并没有只依靠一种观察区块链的方式。他们使用了两种不同类型的观察者：一种是实时监听发生的事件，另一种是检查过去事件的历史索引以填补任何空白。这种双重方法意味着，如果实时连接中断或延迟，系统仍可以通过历史索引恢复丢失的信息。
当团队在 1,800 笔交易的高负载下测试该系统时，结果显示该桥梁运行有效。系统成功地将区块链事件与下游云端服务同步的成功率达到了 97.1%。这一高成功率具有重要意义，因为它证明了该系统能够处理网络延迟和数据不一致等复杂现实情况，而不会丢失重要的事件。研究人员还发现，两种不同的观察方法各具优势。实时监听器速度更快，平均响应时间约为 0.146 秒，而历史索引虽然稍慢，但能处理更高的每秒请求量。通过将两者结合，系统实现了速度与可靠性之间的平衡，确保即使其中一个来源出现故障，也不会遗漏任何事件。
DORI 设计的一个关键部分是它如何处理错误。在区块链中，如果网络重新组织其历史（即重组），交易的顺序有时会发生变化，这可能会使之前被认为已最终确定的交易失效。传统系统可能会将已确认的事件视为永久性的，并且不再回溯，如果区块链随后改变了主意，这可能会导致业务持有错误的数据。然而，DORI 将每个事件视为一条可以更新的“活记录”。如果一笔交易被录入系统，随后由于网络变更而被发现无效，DORI 不会删除该记录。相反，它会创建一个指向原始记录的新修正版本。这使得系统能够在不抹除发生过程历史的情况下修复错误，并提供一条清晰且可审计的路径，展示决策是如何做出以及后来是如何被修正的。
研究人员还密切关注隐私和安全。在许多行业，如金融和医疗，法规要求在维护交易记录的同时，必须保护敏感的个人数据。DORI 通过将交易的公开证明与私密细节分离来解决这一问题。系统记录一个唯一的、不可更改的代码以证明事件的发生，但将实际的姓名和私密细节保存在受控的、离链（off-chain）的安全存储中，以便根据隐私法进行控制和删除。这意味着审计人员可以在追踪交易路径和验证交易发生的同时，无需看到与之关联的敏感个人信息。这种设计使组织能够在满足严格的数据保护法律要求的同时，仍能保持安全运营所需的透明度。
该研究得出结论，这种协调事件的方法是构建跨越区块链和传统云端系统的可靠应用程序的可行途径。团队通过展示一种“设计即韧性”（resilience-by-design）的方法——即构建系统时预期并处理失败，而不是假设一切都会完美运行——证明了可以创建一个稳定的环境来进行复杂的数字交互。原型机证明，通过协调来自多个来源的冲突数据、从网络中断中恢复以及在不破坏业务流程的情况下纠正过去的错误是完全可能的。虽然该系统并非消除所有风险的万能方案，但它提供了一种结构化且经过验证的方法，用以管理连接去中心化网络与中心化服务时固有的不确定性。研究结果表明，只要拥有合适的协调层，混合应用的承诺就可以在不牺牲现代业务所需的可靠性的前提下得以实现。
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