区块链必知 -- 超级账本Hyperledger

比特币、以太坊的成功，推动了区块链行业的飞速发展，从区块链的分类来看，它们都属于公链项目，区块链除了有公链之外、还有私有链和联盟链。公链的完全去中心化是一个美好的未来，但是又和现实存在着很大的冲突，难以快速落地 ，多中心的联盟链被认为是更有可能快速融入现实，落地实践。当前最著名的的联盟链基础平台就是“超级账本（Hyperledger）”项目。

1、超级账本是什么？

超级账本（hyperledger）是Linux基金会于2015年发起的推进区块链数字技术和交易验证的开源项目，30家初始企业成员（包括IBM、Accenture、Intel、J.P.Morgan、R3、DAH、DTCC、FUJITSU、HITACHI、SWIFT、Cisco等）。目标是让成员共同合作，共建开放平台，满足来自多个不同行业各种用户案例，并简化业务流程。

由于点对点网络的特性，分布式账本技术是完全共享、透明和去中心化的，故非常适合于在金融行业的应用，以及其他的例如制造、银行、保险、物联网等无数个其他行业。通过创建分布式账本的公开标准，实现虚拟和数字形式的价值交换，例如资产合约、能源交易、结婚证书、能够安全和高效低成本的进行追踪和交易。

超级账本在区块链中的位置：
- 比特币- 代表数字货币、区块链思想的诞生，提供了区块链技术应用的原型
- 以太坊 - 挣脱数字货币的枷锁，智能合约的诞生，延伸了区块链技术的功能
- 超级账本 - 进一步引入权限控制和安全保障，首次将区块链技术引入到分布式联盟账本的应用场景。

2、超级账本的组成

作为一个联合项目（collaborative project），超级账本由面向不同目的和场景的子项目构成。目前包括Fabric、Sawtooth、Iroha、Blockchain Explorer、Cello、Indy、Composer、Burrow等8大顶级项目，所有项目都遵守Apache v2许可，直接上思维导图把。

3、超级账本架构设计

超级账本包括三大组件：区块链（Blockchain）、链码（Chaincode）、成员权限管理（Membership）。

区块链提供一个分布式账本平台。一般地，多个交易被打包进区块中，多个区块构成一条区块链。区块链代表的是账本状态机发生变更的历史过程。

链码包含所有的处理逻辑，并对外提供接口，外部通过调用链码接口来改变世界观。世界观是一个键值数据库，用于存放链码执行过程中涉及到的状态变量。

成员权限管理基于 PKI ，平台可以对接入的节点和客户端的能力进行限制。

白皮书提供的Hyperledger典型架构

4、超级账本应用场景

这部分内容，在 “超级账本白皮书”中描述得很多。下面简单列举一些：
- 开放可信供应链
- 资产存管
- 商务合同
- 银联积分交换平台
- 商品身份溯源
- 食品安全等

5、开发者可以做什么

作为区块链应用开发者，需要根据业务逻辑来开发与分布式账本打交道的智能合约，以及相应的用户侧应用程序。超级账本支持了基于主流编程语言的智能合约（链码）设计，极大地方便了应用开发人员快速开发新型的分布式应用，或将已有应用迁移到区块链系统上。

区块链应用，一般由若干部署在区块链网络中的智能合约，以及调用这些智能合约的应用程序组成。典型的区块链应用程序的工作过程如下图所示。其中，用户专注于与业务本身相关的应用程序；智能合约则封装了与区块账本直接交互的相关过程，被应用程序调用。

智能合约开发

智能合约直接与账本结构打交道，处于十分核心的位置。智能合约代码本质上是为了对上层业务逻辑进行支持。智能合约最终会部署在区块链网络中与账本进行交互。开发者需要了解所选用区块链平台的智能合约结构、语言特性、状态存储方式等知识。
此外，开发者还需要对智能合约的生命周期管理进行考虑，包括代码的编写、版本管理、提交验证，以及升级版本等，都需要遵循一套标准的规范。

应用程序开发

应用程序通过调用智能合约提供的方法接口来实现业务逻辑。由于离用户侧更贴近，应用程序的开发更为灵活，可以采用已有的主流开发语言进行开发，包括Javascript、Python、Go、Java等。
在运行位置上，应用程序既可以运行在区块链网络的节点上，又可以运行在中心化的服务器上，但必须保证可以访问到智能合约暴露的服务接口。

附带提一下官方提供的开发案例：
- 案例一：转账
- 案例二：资产权属管理
- 案例三：调用其他链码
- 案例四：发送事件

6、参考资料

1. hyperledger 官网
2. 区块链和HyperLedger开源技术讲堂
3. hyperledger-fabric 官方文档
4. 超级账本Hyperledger白皮书（中文版）