外匯天眼 APP 訊 : 時至今日區(qū)塊鏈技術(shù)的應用已被諸多行業(yè)熟悉及采用，真正意義上實現(xiàn)了區(qū)塊鏈技術(shù)對產(chǎn)業(yè)的賦能，產(chǎn)業(yè)區(qū)塊鏈應用也越來越吸引市場的目光，引領(lǐng)著技術(shù)發(fā)展的新方向。從區(qū)塊鏈的本質(zhì)上來講，可以分為公有鏈、聯(lián)盟鏈以及私有鏈三種形式，雖然公鏈的完全去中心化是眾所共同期望的，但在公鏈的環(huán)境下運行效率低下，且全網(wǎng)都可接入的公鏈，賬本完全共享，這對很多企業(yè)是無法接受的。因此，用于企業(yè)與企業(yè)之間的聯(lián)盟鏈基礎(chǔ)平臺—— Hyperledger（超級賬本）運用而生，接入有了準入限制，并且支持多種商業(yè)環(huán)境的應用。

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本文翻譯自行業(yè)技術(shù)巨頭 IBM 研究院 2016 年的一篇研究報告，詳盡闡述了區(qū)塊鏈 Hyperledger Fabric 如何構(gòu)建這個問題。IBM 作為行業(yè)技術(shù)的先行者及實踐者，早在區(qū)塊鏈超級聯(lián)盟鏈概念及生態(tài)誕生之初即開展了廣泛且深入的探索研究， 即使在今日依然對區(qū)塊鏈超級聯(lián)盟鏈的課題研究具有深遠的指導意義，讀者可以從無論技術(shù)層面還是思維層面領(lǐng)悟 IBM 研究院對此課題所闡述的含義。

- 概述

區(qū)塊鏈是一種分布式系統(tǒng)，其所屬的分布系統(tǒng)又被稱為 復 制狀態(tài)機模型 ，即多個節(jié)點上從相同的初始狀態(tài)開始，執(zhí)行相同的一串命令，產(chǎn)生相同的最終狀態(tài)。區(qū)塊鏈中服務維護著一些狀態(tài)，而客戶端可以調(diào)用轉(zhuǎn)換狀態(tài)和生成輸出的操作。區(qū)塊鏈通過分布式協(xié)議模擬 可信任的 計算服務，該協(xié)議是由互聯(lián)網(wǎng)上連接的節(jié)點運行。服務呈現(xiàn)或創(chuàng)建一個資產(chǎn)，其中所有節(jié)點都有一些權(quán)益相關(guān)。節(jié)點共享運行服務的共同目標，但不一定相互信任。在 無許可 的區(qū)塊鏈中，比如比特幣加密貨幣底層的區(qū)塊鏈中，任何人都可以操作一個節(jié)點，并通過消耗 CPU 循環(huán)參與其中，并演示 工作證明 。另一方面，區(qū)塊鏈在 許可 模式控制誰參與驗證和協(xié)議；這些節(jié)點已經(jīng)建立了明確的身份并組成了一個聯(lián)盟。Swanson 的一份報告比較了這兩種模式。

Hyperledger：超級賬本項目 ( www.hyperledger.org ) 是一個合作創(chuàng)建的企業(yè)級項目，由開源的分布式賬本框架和代碼 構(gòu)成。旨在通過識別和實現(xiàn)跨行業(yè)分布式賬本開放標準平臺，推進區(qū)塊鏈技術(shù)，改變?nèi)蚍秶鷥?nèi)的商業(yè)交易方式。Hyperledger 是 Linux 基金會于 2016 年初成立的一個項目，開始不久即有 50 多名成員。

Hyperledger Fabric：Hyperledger Fabric 是一個實現(xiàn)運行智能合約的分布式賬本平臺，利用熟悉和證明技術(shù)，采用模塊化架構(gòu)，允許實施各種可插拔的功能。它是 Hyperledger 項目中正在孵化的多個項目之一。Hyperledger Fabric 的開發(fā)者預覽版 ( 稱為 v0.5 開發(fā)者預覽版 ) 已于 2016 年 6 月發(fā)布。

Fabric 的分布式賬本協(xié)議是由對節(jié)點運行的。這種 Fabric 能區(qū)分有兩種類型的節(jié)點：驗證節(jié)點是網(wǎng)絡(luò)上運行共識、驗證交易和維護賬本的節(jié)點。另一方面，非驗證節(jié)點是作為代理連接客戶端 ( 發(fā)出交易 ) 和驗證 peer 節(jié)點。非驗證節(jié)點不執(zhí)行交易，但可以驗證交易。

當前發(fā)布 Fabric 的一些關(guān)鍵特性是：

獲批準的有即時確定性的區(qū)塊鏈；

運行在 Go ( golang.org ) 中執(zhí)行的任意的智能合約（稱為鏈碼）：

- 將用戶自定義的鏈碼封裝在 Docker 容器中；

- 系統(tǒng)鏈碼與 peer 節(jié)點運行相同的進程；

共識協(xié)議是可插拔的，目前拜占庭容錯共識的實現(xiàn)由 PBFT 協(xié)議支持，提供了一個用于尋址不確定性鏈碼的 SIEVE 原型，并且協(xié)議存根（命名為 NOOPS）服務于單個節(jié)點上的開發(fā)；

安全支持通過權(quán)威認證（Cas）的 TLS 證書、注冊證書和交易證書；

RocksDB ( rocksdb.org ) 支持 Persistent state（持久狀態(tài)）使用鍵值存儲系統(tǒng)；

支持預定義和自定義事件的事件框架；

與 fabric 接口的客戶端 SDK ( Node.js ) 為開發(fā)工具包；

支持基礎(chǔ) REST API 和 CLIs。

在開發(fā)人員預覽版中，對非驗證節(jié)點的支持是最小的。

架構(gòu)：驗證節(jié)點運行 BFT 共識協(xié)議來執(zhí)行狀態(tài)機可復 制機制接受三種交易操作 : Deploy transaction（部署交易）：接受用 Go 編寫的鏈碼 ( 表示為智能合同 ) 作為參數(shù)；鏈碼安裝在對等節(jié)點上，并準備隨時被調(diào)用。Invoke transaction（調(diào)用交易）：調(diào)用之前通過部署交易安裝的特定鏈碼的交易；參數(shù)是特定于交易類型的；鏈碼執(zhí)行交易，可以相應地讀寫其狀態(tài)中的條目，并指示它是成功還是失敗。Query transaction（查詢交易）：從讀取對等節(jié)點的持久狀態(tài)直接返回進入狀態(tài)項；這有可能不能確保線性化。每個鏈碼都可以定義自己的持久狀態(tài)，區(qū)塊鏈的哈希鏈是計算執(zhí)行的交易和結(jié)果的持久狀態(tài)。

通過復 制執(zhí)行鏈碼和給出潛在的 BFT 共識的錯誤假設(shè)來驗證交易，比如，在 n 個驗證對等節(jié)點中，最多 f < n/3 可以 說謊 并任意執(zhí)行，但其他正確執(zhí)行鏈碼。在 PBFT 共識之上執(zhí)行時，鏈碼交易必須是確定的，否則對等節(jié)點的狀態(tài)可能會發(fā)生分歧。有一個模塊化的解決方案可以過濾出明顯發(fā)散的非確定性 交易，并且已經(jīng)在 SIEVE 協(xié)議中實現(xiàn)。運行 BFT 共識的驗證節(jié)點之間的成員關(guān)系目前是靜態(tài)的需要手動干預。計劃在未來的版本中支持動態(tài)更改運行共識的節(jié)點集。

由于 fabric 實現(xiàn)了一個許可的分類賬，因此它包含一個用于身份驗證和授權(quán)的安全基礎(chǔ)設(shè)施。通過公鑰證書支持注冊和交易授權(quán)，通過內(nèi)加密實現(xiàn)鏈碼的機密性。更準確地說，為了連接到網(wǎng)絡(luò)，每個對等節(jié)點都需要從注冊 CA 獲得注冊證書和成員服務的一部分。它授權(quán)對等點連接到網(wǎng)絡(luò)并獲得提交交易所需的交易證書。交易證書由交易 CA 頒發(fā)，并支持提交交易的對等節(jié)點的匿名授權(quán)，因為頒發(fā)給同一對等節(jié)點 ( 即同一注冊證書 ) 的多個交易證書不能相互鏈接。鏈碼和狀態(tài)的機密性是通過交易和狀態(tài)的對稱密鑰加密提供的，使用特定于區(qū)塊鏈的密鑰對所有具有區(qū)塊鏈注冊證書的對等方可用。未來版本計劃對加密機制進行擴展，使其具有更詳細的交易和狀態(tài)條目的機密性。

- 討論

區(qū)塊鏈的共識協(xié)議一直在研究中保持熱度，金融科技初創(chuàng)公司 ( 如 tendermint.com, kadena.io ) 也在討論。Fabric 的設(shè)計使用了共識的模塊化概念，這與分布式計算中公認的共識概念是一致的。這確保了 fabric 的區(qū)塊鏈相關(guān)特性可以獨立于特定的共識協(xié)議進行開發(fā)。PBFT 協(xié)議是已經(jīng)在 fabric 中實現(xiàn)的第一個共識協(xié)議，這是由于其顯著突出在：它受益于近 20 年系統(tǒng)性研究拜占庭共識的經(jīng)驗，密切相關(guān)知名 Viewstamped Replication 和 Paxos 之類的協(xié)議，分析了在許多環(huán)境中的使用和教科書中的描述。

- 結(jié)論

Hyperledger Fabric 是一個用于商業(yè)用途的區(qū)塊鏈平臺。它是開源的并且基于標準，能夠運行用戶自定義的智能合約，支持強大的安全和身份特征，使用模塊化架構(gòu)和可插拔的共識協(xié)議。

分享標題：區(qū)塊鏈超級賬本Fabric的構(gòu)建
標題鏈接：http://jinyejixie.com/article38/chodpp.html

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