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區塊鏈技術實現fabric

發布時間: 2022-09-12 12:25:29

㈠ 初識Hyperledger Fabric

Fabric是聯盟鏈,Peer代表一系列組織,Peers是整個區塊鏈網路的基礎,因為它是賬本和智能合約的載體。通過智能合約,賬本通過不可篡改的方式記錄了交易的全過程。

對於不能的公司來說,是有不同的業務的,不同的業務又與不同的公司相關聯,需要創建多個聯盟鏈,因此就需要創建多個channel,channel是多個特定成員之間以機密交易為目的建立的私網,一個peer可以加入多個channel,每個channel維護自己的賬本,賬本和賬本之間是隔離的,每個channel可以維護一個或多個賬本。所以為了滿足復雜的交易需求,每個peer上可以安裝不同的智能合約,當peer交易完成時,會發送事件通知Client。peer上還有一個Local MSP(成員服務提供器)服務,提供身份認證和加密簽名等功能。

WorldState 以key-value的形式,維護著當前賬本的當前信息。

智能合約(Smart Contract)是區塊鏈的核心,定義了各個不同組織間的業務規范,創建交易並記錄在賬本里。多個智能合約可以打包到一個鏈碼中。只有鏈碼(Chaincode)部署之後,智能合約才能被應用使用。

不同於一般的鏈碼運行在一個獨立的容器,系統鏈碼運行在peer進程上,實現了一些系統行為。

Fabric為了優化網路性能,提高安全性和可擴展性,將每個交易分到 Endorsing Peer Ording-Service Committting Peer 三個部分,這就需要一種安全的,可信的和可擴展的數據傳輸協議——Gossip Protocol。 Gossip 傳輸協議以隨機的方式將信息散播到網路中,主要執行三個功能:

㈡ 區塊鏈之聯盟鏈(三) 認識Fabric

Fabric 是超級賬本聯盟推出的核心區塊鏈框架,它適合在復雜的企業內和企業間搭建聯盟鏈。根據超級賬本聯盟的目標, Fabric 被建設為一個模塊化的、支持可插拔組件的基礎聯盟鏈框架。;

以太坊系的Quorum不同,Fabric從一開始就只考慮企業間的應用。其獨有的channel概念,將企業根據業務目的不同以不同的子網連接起來, 每一個子網對應一個channel,而每個channel有自己獨立的區塊鏈。而Quorum很顯然是只有一個公網(所有企業節點都加入進去),企業與企業間的私有業務是通過Private Manager 完成的。

理解channel的最簡單方法就是,將它類比為一個消息服務提供的Topic,實際上Fabic最早就是基於Kafka 的分布式消息服務來實現。

       在Fabric網路中,一個企業可以有一個或多個節點加入整個聯盟鏈;一個企業可以加入1個或者多個Channel(子網);  一個節點可以加入1個或者多個channel。每個channel構成一個子網,所以Fabric 是 一種由子網組成的網路。

那麼Fabric是怎麼實現智能合約的執行和完成業務上鏈(將事務結果記錄在區塊鏈里)的呢?

與其它框架不同, Fabric 將整個過程分成了三個階段:

業務背書階段 : 客戶的請求發送的背書節點,通過智能合約完成業務的計算(但不更新狀態),並完成背書;將背書結果返回個客戶端。

業務的排序階段 : 客戶端將背書結果通過Channel被發送到排序節點(orderer),在排序節點完成事務的排序,並打包到block里,最後下發給所有連接到channel的節點。

業務驗證並寫入賬本階段 : 通過Gossip 網路,所有Channel的節點都會接收到新的block,節點會驗證block中的每一個事務,確定是否有效:有效地將會跟新world state,無效的將會標志為「無效」,不會更新World state,但整個block會被完整的加入到帳本中(包括無效的事務)。

根據以上的描述,Fabric 節點實際可以分為  ,普通節點和Order節點:

 Peer, 普通節點, 完成背書(包括只能合約的執行)和驗證.

orderer,  排序節點,完成排序。

加入orderer節點的Fabric網路可以被描述如下:

每一個Channel,都定義了所有屬於channel的節點,但是並不需要所有節點都連接到Orderer 節點(節點間可以通過gossip 協議通訊來傳播私有數據或事務).

       在區塊鏈中,共識是區塊鏈的基礎。與公有鏈不同,聯盟鏈的共識要求所有加入賬本的事務是確定的、最終的,也就是不可以有分叉,區塊與區塊間的順序是一定的,只存在唯一條鏈。在Fabric 中,這個客觀需求正是由排序實現的,所有的事務將被提交給orderer節點獲得確定的順序,並最終打包成block進入帳本。 Fabric 從1.4.1開始支持基於Raft實現排序服務,  可以認為基於Raft實現共識。

基於RAFT的排序服務相對於早期的Kafka 具有更好的分布性,配置更加簡單,是聯盟鏈里常用的一個常用的達成共識的演算法,Quorum就 默認使用RAFT作為共識層。簡單的說,RAFT是一個leader和follower的模式, 所有加入RAFT網路的節點,任意時候都有一個leader,  只有這個leader有權決定事務的順序,並打包成Block,其它節點只能作為follower提交事務和同步block。

基於FAFT網路,每個企業可以有一個或多個節點參與到Orderer中去。在Frabric中企業間的網路連接可以變化成如下形式:

       區塊鏈的使用用戶在乙太網中被稱作EOA(External of Account), EOA的載體是錢包。我們沿用這個概念,來看看Fabric是如何實現用戶和發起事務的。Fabric中EOA是一個CA中心發布的certificate(x.509),一個Certificate代表一個Identity(這與以太坊還是有很大區別的, 以太坊中一個EOA其實是一個hash地址),EOA能夠參與的channel以及被授權的操作是有channel的MSP( Membership Service  Provider)決定的(如下圖)。

註:certificate 是一種密碼學上驗證身份的通用做法; certificate包含了個人的信息,公鑰以及發布這個certificate的CA的簽名。驗證方只需要擁有這個CA的證書(包含CA的公鑰),就可以驗證這個簽名是否正確,certificate的內容是否有篡改。簡單的說,通過CA和Certificate,我們可以獲得一個可驗證的的身份和信任鏈。

      如上圖,fabric中通要使用Wallet作為EOA的載體,一個Wallet中可以包含多個Identity(x.509 certificate)。 Identity 通過 CA提供的信任鏈來驗證正確性。

  驗證了身份之後, Fabric 通過MSP在區塊鏈網路中解決該身份是否代表組織的成員和在組織內具有什麼角色。例如,channel首先會驗證當前用戶Identity是否是有效地身份,然後通過MSP查看其所處的企業和具有的角色,最終確定該用戶是否有權執行操作。

可以說,Fabric的訪問控制是通過MSP來完成的。在每一個需要訪問控制的地方都需要定義一個MSP。  例如,每個channel都定義一個MSP,這個MSP規定了在channel范圍內資源的訪問許可權。 MSP 是Fabric里一個晦澀難懂的概念,也是其賦予企業間安全訪問的基礎。

前文提到, Fabric 將業務處理和上網分成了三個部分, 背書,排序,驗證後加入賬本。

其中背書是Fabric執行智能合約的階段。以太坊中,智能合約是在EVM中執行的,有多種語言支持。 在Fabric,智能合約被稱為chaincode: 一個chaincode 可以理解為是智能合約的容器,可以包含一個或多個智能合約, 不用於EVM, chaincode是在 JVM 或NodeJS中執行。

客戶應用程序通過智能合約來訪問賬本,每一個可訪問的智能合約都被安裝在客戶端可以訪問的節點上,並被定義在channel里。(有隻能合約的節點被稱為背書節點,沒有隻能合約的節點被稱未提交節點,提交節點只維護賬本)

客戶應用提交一個交易請求, 請求到達背書節點, 背書節點首先會驗證客戶的簽名,確保客戶的身份有權執行本次交易,接著執行交易提及的智能合約(chaincode),並生成一個背書響應(或者叫做交易提案,tran-proposal)。這個背書響應中通常包含World state 的讀集合,寫集合, 以及節點對本次交易的簽名。這里與以太坊系聯盟鏈最主要的不同是: 背書階段只模擬交易,並不真正更新交易結果。 而真正更新交易在第三階段完成。背書節點最後將生成的背書響應fanhui給客戶端, 智能合約部分的執行就結束了。

通常一個交易的執行需要多方的簽名,所以客戶端需要將一個交易發送給多個背書節點,這些背書節點的選擇需要滿足背書策略的要求。

下圖是一個包含有客戶、背書節點,提交節點的網路示意圖。

根據Fabric官方的參考文檔,客戶交易的正果過程可使用下圖描述。

如上圖,從1到3,為背書階段,4為排序階段,4.1,4,2, 5為驗證提交階段。 參考 Frabic的節點 概念,可以了解更多在交易細節的概念。  

總的來看, Fabric 更專注於企業間,通過上文,可以讓大家對Fabric的基本構成與概念有一個總的了解。  Fabric本身並不神秘,都是使用的現有的企業間的技術。要更好的了解,建議參考閱讀分布式消息系統和企業的安全基礎設施(CA相關)的支持。與以太坊系聯盟鏈實現比較,  Fabric 的子網更概念對於復雜企業間應用適應更強,但是其復雜的安全考量,使得運營成本很高,另外,Fabric 使用Certificate做為用戶身份,有很大的局限性,在新的2.0里,Fabric對於此處將有所改變。

下一篇,我們將來看看Sawtooth , 由Inter 提供的區塊鏈框架。

區塊鏈之聯盟鏈(一) 認識以太坊

區塊鏈之聯盟鏈(二) 認識Quotum

區塊鏈之聯盟鏈(三) 認識Fabric

區塊鏈之聯盟鏈(四) 認識Sawtooth

㈢ 區塊鏈技術是什麼未來可能用於哪些方面

區塊鏈是一種分布式共享記賬的技術,它要做的事情就是讓參與的各方能夠在技術層面建立信任關系。區塊鏈可以大致分成兩個層面,一是做區塊鏈底層技術;二是做區塊鏈上層應用,即基於區塊鏈的改造、優化或者創新應用。
區塊鏈在幾個領域已經開展應用了,第一個數字資產領域,除了我們看到的一些積分、入住卡,也包括各種其他的資產,有資產數據化的過程。
第二個領域是貿易金融領域,因為貿易金融領域本來是多環節參與、多方參與的方式,區塊鏈可以極大提高中間的效率,使得原來很多達到替代品的效果。
第三個領域用到的是股權,是公司股權像一些區域性的股權交易中心,目的是解決股權對交易之間的便捷,是相對流通做一個便捷。目前來看,區塊鏈多中心的體系確實能夠提高效率降低成本的。
信鏈是垂直於區塊鏈領域的新聞資訊與數據挖掘的信息資訊平台,希望對您有所幫助。

㈣ 區塊鏈技術如何為實體產業賦能

現在國內已經有企業將區塊鏈技術落地到了實際的產業中,如旺鏈科技就將區塊鏈應用到金融服務,醫療健康,IP版權,物聯網,共享經濟,通信,教育,
社會管理,慈善公益,文化娛樂等領域

㈤ 如何通俗的理解ibm區塊鏈技術hyperledger-fabric中的共識演算法pbft

1、區塊鏈的技術是什麼? 如果我們把資料庫假設成一本賬本,讀寫資料庫就可以看做一種記賬的行為,區塊鏈技術的原理就是在一段時間內找出記賬最快最好的人,由這個人來記賬,然後將賬本的這一頁信息發給整個系統里的其他所有人。

㈥ 超級賬本之——Fabric

目前超級賬本下面有5個並行的項目,Fabric屬於其中較為成熟的一個。這個項目由,來自28個不同組織的159名工程師參與開發。

在Fabric的區塊鏈網路中,有四類節點:MSP,Ordering Node,Endorsing Peer,Commtting Peer

MSP(Membership Service Provider), 這類節點主管區塊鏈網路中其他的節點的授權,准入,踢除。通過給不同節點頒發證書的方式,授予不同類型的節點相應的許可權。

中文可以稱作排序節點。通常在一個網路中至少有一個或多個排序節點,這類節點負責 按照指定的演算法,將交易進行排序,並返回給Committing Peer。其並不關心具體的交易細節。

這類節點的主要負責接收交易請求,驗證這筆交易之後,並做一些預處理之後,並將簽名後的數據傳回給客戶端。

這類節點做是區塊鏈網路中的全節點,它們需要記錄完整的區塊信息,並且驗證每筆交易的正確性,是最終將交易打包進區塊鏈的節點。

結合下面這種圖,看看一筆交易的上鏈過程:

1,首先從客戶端發起一筆交易提交到Endorsing Peer,進行預處理。

2,預處理通過之後,將簽名數據,傳回給客戶端。

3,客戶端發起請求,將收到的簽名數據傳給Ordering Node。

4,Ordering Node對交易進行排序,然後傳給Committing Peer。

5,Committing Peer這里將排序好的交易進行驗證,並打包,通過指定的共識演算法達成一致,形成新的區塊。

6,最後將交易結果返回給客戶端。

6,中間過程的每一步,都伴隨著許可權的驗證。會根據MSP頒發的證書,進行判斷。

㈦ 主流區塊鏈技術有哪些

本文試圖對區塊鏈有關技術流派和主流平台進行一個概覽,作為學習區塊鏈技術體系的導覽,意在拋磚引玉,促進區塊鏈開發社區的討論與共識。區塊鏈技術的流派未戰先謀局,你想投入區塊鏈開發這個領域,至少先要搞清楚現在有哪些玩家,各自的主張和實力如何。劃分區塊鏈技術流派並無一定之規,據我所見,或可有以下四種方式:第一是按照節點准入規則,劃分為公有鏈、私有鏈和聯盟鏈。公有鏈的代表自然是比特幣和以太坊,私有鏈則以R3 Corda聲名最盛,聯盟鏈的代表作品是Hyperledger名下的Fabric。公有鏈注重匿名性與去中心化,而私有鏈及聯盟鏈注重高效率,而且還往往設置了准入門檻。公有鏈、私有鏈與聯盟鏈之間的這些不同都在技術中有所體現,比如私有鏈和聯盟鏈假設節點數目不大,可以採用PBFT演算法來形成共識。而公有鏈假設有大量且不斷動態變化的節點網路,用PBFT效率太低,只能採用類似抽彩票的演算法來確定意見領袖。這就意味著,私有鏈與聯盟鏈很難變成公有鏈,而用公有鏈來作聯盟鏈或私有鏈雖然容易,卻也並非即插即用。此種差異,學者不可不察。第二是按照共享目標,劃分為共享賬本和共享狀態機兩派。比特幣是典型的共享賬本,而Chain和BigchainDB也應屬此類,這幾個區塊鏈系統在各個節點之間共享一本總賬,因此對接金融應用比較方便。另一大類區塊鏈系統中,各個節點所共享的是可完成圖靈完備計算的狀態機,如以太坊、Fabric,它們都通過執行智能合約而改變共享狀態機狀態,進而達成種種復雜功能。第三是按照梅蘭妮· 斯旺所描述的代際演進,將區塊鏈系統分為1.0、2.0和3.0三代。其中1.0支撐去中心化交易和支付系統,2.0通過智能合約支撐行業應用,3.0支撐去中心化的社會體系。比特幣和Chain應屬於區塊鏈1.0系統,而以太坊和Fabric是區塊鏈2.0系統,目前尚無成功的區塊鏈3.0系統出現,不成功的嘗試倒是有那麼一個,就是著名的The DAO。第四是按照核心數據結構,分為區塊鏈和分布式總賬兩派。區塊鏈這一派在系統中真的實現了一個區塊的鏈作為核心數據結構,而分布式總賬這一派,只是吸取了區塊鏈的精神,並沒有真用一條區塊鏈作為核心數據結構,或者雖然暫時用了,但聲明說吾項庄舞區塊鏈,意在分布式總賬耳,若假以時日,因緣際會,未嘗不可取而代之也。主流區塊鏈技術平台了解流派劃分,仍是只能用來指點江山,吹牛論道,要動手,總要有個切入點。區塊鏈貨幣據說已經有上千個了,但值得關注的技術平台大概只有數十個,而如果要進入區塊鏈開發領域,打下一個好基礎,練出一身好功夫,撈到幾個好offer,則值得深入研究學習的平台,屈指可數。首先當然是比特幣。比特幣作為區塊鏈的第一個也是目前為止最成功、最重要的樣板工程,已經上線運行了八年多,本身沒有發生任何嚴重的安全和運維事故,其穩定與強悍堪稱當代軟體系統典範。比特幣Bitcoin Core是一個代碼質量高、文檔良好的開源軟體,從學習區塊鏈原理、掌握核心技術的角度來說,Bitcoin Core是最佳切入點,能夠學到原汁原味的區塊鏈技術。當然,Bitcoin Core是用C++寫的,而且用了一些C++11和Boost庫的機制,對學習者的C++水平提出了較高的要求。學習比特幣平台開發還有一個優勢,就是可以對接繁榮的比特幣技術社區。目前圍繞比特幣進行改進和提升的人很多,人多力量就大,諸如隔離驗證、閃電網路、側鏈等比較新的想法和技術,都率先在比特幣社區里落地。比如側鏈技術的主要領導者Blockstream是由密碼學貨幣元老Adam Back領銜的,而Blockstream是Bitcoin Core最大的貢獻者之一,所以一些有關側鏈的技術在比特幣社區里討論最充分。但比特幣作為一個典型的區塊鏈1.0系統,是不是支撐其他類型區塊鏈應用的最佳技術平台,存在很大的爭議。另外,也不是所有人都有能力和必要精通區塊鏈底層技術。所以對那些急於沖到區塊鏈領域里做(quān)事(qián)的人來說,可能更直截了當的學習目標是以太坊和Hyperledger Fabric。在以太坊上面用Solidity進行的智能合約開發是切入區塊鏈開發最簡單的方式,沒有之一。以太坊的理想非常宏大,由於配備了強大的圖靈完備的智能合約虛擬機,因此可以成為一切區塊鏈項目的母平台,是馱住整個區塊鏈世界的大烏龜。在以太坊上開發一個類似比特幣的加密貨幣,是一個不折不扣的小目標。一般有經驗的開發者在文檔指導下,半天到一天即可入門。問題在於,入門以後又如何?靠寫Solidity是否就可以包打天下?這是大大存疑的。我們也可以反過來說,如果以太坊+Solidity是區塊鏈的終極解決方案,那麼怎麼還會出現那麼多區塊鏈技術門派呢?特別是,以太坊似乎並沒有給現實世界中巨型的中心化組織們留下一條活路,這種徹底不妥協的革命態度有可能也成為以太坊推廣的障礙。當前以太坊項目的開發進展並不順利。一個比較突出的問題是項目過多,力量分散,導致項目質量參差不齊。但盡管如此,跟其他區塊鏈2.0平台相比,以太坊提供的開發環境是最簡單最完善的。初學區塊鏈的人絕對有必要學習以太坊,從而對區塊鏈和智能合約建立起一個最「正宗」的認識。主流區塊鏈技術平台的第三支就是Fabric,它是Hyperledger的第一個也是最知名的孵化項目。 Fabric最早來自IBM的Open Blockchain項目,到2015年11月,IBM將當時已經開發完成的44,000行Go語言代碼交給Linux基金會,並入Hyperledger項目之中。在2016年3月一次黑客馬拉松中,Blockstream和DAH兩家公司將各自的代碼並入Open Blockchain,隨後改名為Fabric。到目前為止,Fabric與Intel提供的Sawtooth Lake並列為Hyperledger的一級孵化項目,但前者得到的關注遠超後者。從技術角度來說,Fabric思路不錯,重點是滿足企業商用的需求,比如解決交易量問題。眾所周知,比特幣最大的短板是它每秒鍾7個交易的上限,完全無法滿足現實需要。而Fabric目標是實現每秒鍾10萬交易,這個量接近剛剛過去的雙十一交易量瞬時峰值,完全可以滿足正常條件下的行業級應用。Fabric用Go語言開發,也提供多種語言的API。特別值得一提的是,Fabric比較充分地運用了容器技術,比如其智能合約就運行在容器當中。這也是Go語言帶給Fabric的一項福利,因為Go語言靜態編譯部署的特徵很適合開發容器中的程序。Fabric還有一些特點,比如其membership服務可以設置節點准入審查,這是典型的聯盟鏈特徵。再比如其共識演算法是可定製的。Fabric的短板是體系較為復雜,雖有文檔,但缺少經驗的開發者學習起來障礙比較大。然而由於其定位清楚,迎合了不少企業的心態,所以已經有多家機構在基於Fabric秘密研發行業內的聯盟鏈項目。

㈧ 淺析 Fabric Peer 節點

Hyperledger Fabric,也稱之為超級賬本,是由 IBM 發起,後成為 Linux 基金會 Hyperledger 中的區塊鏈項目之一。

Fabric 是一個提供分布式賬本解決方案的平台,底層的賬本數據存儲使用了區塊鏈。區塊鏈平台通常可以分為公有鏈、聯盟鏈和私有鏈。公有鏈典型的代表是比特幣這些公開的區塊鏈網路,誰都可以加入到這個網路中。聯盟鏈則有準入機制,無法隨意加入到網路中,聯盟鏈的典型例子就是 Fabric。

Fabric 不需要發幣來激勵參與方,也不需要挖礦來防止有人作惡,所以 Fabric 有著更好的性能。在Fabric 網路中,也有著諸多不同類型的節點來組成網路。其中 Peer 節點承載著賬本和智能合約,是整個區塊鏈網路的基礎。在這篇文章中,會詳細分析 Peer 的結構及其運行方式。

在本文中,假設讀者已經了解區塊鏈、智能合約等概念。

本文基於 Fabric1.4 LTS。

區塊鏈網路是一個分布式的網路,Fabric 也是如此,由於 Fabric 是聯盟鏈,需要准入機制,所以在網路結構上會復雜很多,下面是一個簡化的 Fabric 網路:

各個元素的含義如下:

對於 Fabric 網路,外部的用戶需要通過客戶端應用,也就是圖中的 A1、A2 或者 A3 來訪問網路,客戶端應用需要通過 CA 證書表明自己的身份,這樣才能訪問到 Fabric 網路中有許可權訪問的部分。

在上面的網路中,共有四個組織,R1、R2、R3 和 R4。其中 R4 是整個 Fabric 網路的創建者,網路是根據 NC4 配置的。

在 Fabric 網路中,不同的組織可以組成聯盟,不同的聯盟之間數據通過 Channel 來隔離。Channel 中的數據只有該聯盟中的組織才能訪問,每一個新的 Channel 都可以認為是一條新的鏈。與其他的區塊鏈網路中通常只有一條鏈不一樣,Fabric 可以通過 Channel 在網路中快速的搭建出一個新的區塊鏈。

上面 R1 和 R2 組成了一個聯盟,在 C1 上交易。R2 同時又和 R3 組成了另外一個聯盟,在 C2 上交易。R1 和 R2 在 C1 上交易時,對 R3 是不可見的,R2 和 R3 在 C2 上交易時,對 R1 是不可見的。Channel 機制提供了很好的隱私保護能力。

Orderer 節點是整個 Fabric 網路共有的,用來為所有的交易排序、打包。比如上面網路中 O4 節點。本文不會對 Orderer 節點進行詳細說明,可以把這個功能理解為比特幣網路中的挖礦過程。

Peer 節點表示網路中的節點,通常一個 Peer 就表示一個組織,Peer 是整個區塊鏈網路的基礎,是智能合約和賬本的載體,Peer 也是本文討論的重點。

一個 Peer 節點可以承載多套賬本和智能合約,比如 P2 節點,既維護了 C1 的賬本和智能合約,也維護了 C2 的賬本和智能合約。

為了可以更深入了解 Peer 節點的作用,先了解一下 Fabric 整體的交易流程。整體的交易流程圖如下:

Peer 節點按照功能來分可以分為 背書節點 記賬節點

客戶端會提交交易請求到背書節點,背書節點開始模擬執行交易,在模擬執行之後,背書節點並不會去更新賬本數據,而是把這個交易進行加密和簽名,然後返回給客戶端。

客戶端收到這個響應之後就會把響應提交到 Orderer 節點,Orderer 節點會對這些交易進行排序,並打包成區塊,然後分發到記賬節點,記賬節點就會對交易進行驗證,驗證結束之後,就會把交易記錄到賬本裡面。

一筆交易是否能成功是根據背書策略來指定的,每一個智能合約都會指定一個背書策略。

Peer 節點代表著聯盟鏈中的各個組織,區塊鏈網路也是由 Peer 節點來組成的,而且也是賬本和智能合約的載體。

通過對上面交易過程的了解可以知道,Peer 節點是主要的參與方。如果用戶想要訪問賬本資源,都必須要和 peer 節點進行交互。在一個 Peer 節點中,可以同時維護多個賬本,這些賬本屬於不同的 Channel 。每個 Peer 節點都會維護一套冗餘賬本,這樣就避免了單點故障。

Peer 節點根據在交易中的不同角色,可以分成背書節點(Endorser)和記賬節點(Committer),背書節點會對交易進行模擬執行,記賬節點才會真正將數據存儲到賬本中。

賬本可以分成兩個部分,一部分是區塊鏈,另一部分是 Current State,也被稱之為 World State。

區塊鏈上只能追加,不能對過去的數據進行修改,鏈上也包含兩部分信息,一部分是通道的配置信息,另一部分是不可修改,序列化的記錄。每一個區塊記錄前一個區塊的信息,然後連成鏈,如下圖所示:

第一個區塊被稱之為 genesis block,其中不存儲交易信息。每個區塊可以被分為 區塊頭 區塊數據 區塊元數據 。區塊頭中存儲著當前區塊的區塊號、當前區塊的 hash 值和上一個區塊的 hash 值,這樣才能把所有的區塊連接起來。區塊數據中包含了交易數據。區塊元數據中則包括了區塊寫入的時間、寫入人及簽名。

其中每一筆交易的結構如下,在 Header 中,包含了 ChainCode 的名稱、版本信息。Signature 就是交易發起用戶的簽名。Proposal 中主要是一些參數。Response 中是智能合約執行的結果。Endorsements 中是背書結果返回的結果。

WorldState中維護了賬本的當前狀態,數據以 Key-Value 的形式存儲,可以快速查詢和修改,每一次對 WorldState 的修改都會被記錄到區塊鏈中。WorldState 中的數據需要依賴外部的存儲,通常使用 LevelDB 或者 CouchDB。

區塊鏈和 WorldState 組成了一個完整的賬本,World State 保證的業務數據的靈活變化,而區塊鏈則保證了所有的修改是可追溯和不可篡改的。

在交易完成之後,數據已經寫入賬本,就需要將這些數據同步到其他的 Peer,Fabric 中使用的是 Gossip 協議。Gossip 也是 Channel 隔離的,只會在 Channel 中的 Peer 中廣播和同步賬本數據。

智能合約需要安裝到 Peer 節點上,智能合約是訪問賬本的唯一方式。智能合約可以通過 Go、Java 等變成語言進行編寫。

智能合約編寫完成之後,需要打包到 ChainCode 中,每個 ChainCode 中可以包含多個智能合約。ChainCode 需要安裝,ChainCode 需要安裝到 Peer 節點上。安裝好了之後,ChainCode 需要在 Channel 上實例化,實例化的時候需要指定背書策略。

智能合約在實例化之後就可以用來與賬本進行交互了,流程圖如下:

用戶編寫並部署實例化智能合約之後,就可以通過客戶端應用程序來向智能合約提交請求,智能合約會對 WorldState 中數據進行 get、put 或者 delete。其中 get 操作直接從 WorldState 中讀取交易對象當前的狀態信息,不會去區塊鏈上寫入信息,但 put 和 delete 操作除了修改 WorldState,還會去區塊鏈中寫入一條交易信息,且交易信息不能修改。

區塊鏈上的信息可以通過智能合約訪問,也可以在客戶端應用通過 API 直接訪問。

Event 是客戶端應用和 Fabric 網路交互的一種方式,客戶端應用可以訂閱 Event,當 Event 發生時,客戶端應用就會接受到消息。

事件源可以兩類,一類是智能合約發出的 Event,另一類是賬本變更觸發的 Event。用戶可以從 Event 中獲取到交易的信息,比如區塊高度等信息。

在這篇文章中,首先介紹了 Fabric 整體的網路架構,通過對 Fabric 交易流程的分析,討論了 peer 節點在交易中的作用,然後詳細分析了 peer 節點所維護的賬本和智能合約,並分析了 peer 節點維護賬本以及 peer 節點執行智能合約的流程。

文 / Rayjun

[1] https://hyperledger-fabric.readthedocs.io/zh_CN/release-1.4/whatis.html

[2] https://developer.ibm.com/zh/technologies/blockchain/series/os-academy-hyperledger-fabric/

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Gossip_protocol

㈨ 區塊鏈技術架構有些什麼課程介紹

目前市場上區塊鏈培訓課程跨度很大,課程內容和授課形式也是五花八門。

區塊鏈

1、編程基礎入門

計算機軟硬體基礎、字元集及字元編碼、HTML+CSS(含HTML5+CSS3)、ECMA + BOM + DOM、jQuery、node.js、Ajax及Express

2、Go編程語言

Go基本語法、流程式控制制、函數及數據、錯誤處理、Go面向對象編程、Go並發編程、Go網路編程、Go安全編程、Go進階編程(goroutine、channel)、資料庫MySQL、LevelDB

3、區塊鏈1.0——比特幣Bitcoin

比特幣原理、比特幣系統架構、密碼演算法(Go語言實現)、共識演算法(Go語言實現)、比特幣交易原理及交易腳本、比特幣RPC編程(node.js實現)、比特幣源碼解析

4、區塊鏈2.0——以太坊Ethereum

以太坊工作原理及基礎架構、以太坊基本概念(賬戶、交易、Gas)、以太坊錢包Mist及Metamask、以太坊交易、ERC20標准Token開發部署、以太坊開發IDE——remix-ide、智能合約與Solidity、Solidity部署、備份及調用、框架技術:truffle及web3、DApp開發實戰、Geth

5、區塊鏈3.0——超級賬本之Fabric

超級賬本項目介紹、Fabric部署和使用、Fabric配置管理、Fabric架構設計、Fabric CA應用與配置、應用開發實戰。

鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑,推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革,構建應用型、復合型人才培養體系。

㈩ 如何創建屬於自己的 fabric 區塊鏈

這個是需要藉助平台進行創建。
IBM中國研究院開發的超能雲(SuperVessel)平台提供了給區塊鏈愛好者、開發者的區塊鏈開發測試環境。通過該平台,用戶能夠免費、超快速創建基於Hyperledger Fabric的多節點區塊鏈、並在自己的鏈上花式玩轉智能合約。
當然,國外的去中心化內容分享平台DECENT也是可以創建的。

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