Hyperledger Fabric技术知识导图
- Fabric是什么？可以做什么?
- 工作过程？
- 技术需求？技术导图
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Fabric是什么？可以做什么?
Hyperledger Fabric 是一个开源区块链实现，开发环境建立在 VirtualBox 虚拟机上，部署环境可以自建网络，也可以直接部署在 BlueMix 上，部署方式可传统可 Docker 化，共识达成算法插件化，支持用 Go 和 JavaScript 开发智能合约，尤以企业级的安全机制和 membership 机制为特色。
作为开发具有模块化架构的应用程序或解决方案的基础，Hyperledger Fabric允许组件（例如共识和成员服务）即插即用。Hyperledger Fabric 利用容器技术来托管称为“链代码”的智能合约，其中包含系统的应用程序逻辑。
术语概念
通道（ Channel ）：通道是构建在 Hyperledger Fabric 区块链网络上的私有区块链，实现了数据的隔离和保密。通道中的 Chaincode 和交易只有加入该通道的节点（ Peer ）可见。同一个节点可以加入多个通道，并为每个通道内容维护一个账本。每一个通道即为一条逻辑上的区块链。可以按照业务来划分通道，也可以按照行政职能和隐私策略来划分通道。
节点（ Peer ）： 维护账本的网络节点，通常区块链网络架构中存在多种角色，如 endorser 和 committer 。
排序服务或共识服务（ Order Services ） ： 提供排序服务或共识服务的网络节点，完成交易的排序和区块打包等工作，支持可插拔的共识组件，当前生产环境下使用 Kafka 进行交易排序。
分布式账本（ Distribute Ledger ） ：由网络中若干去中心化节点共同维护的数据账本。
组织（ Org ） ：联盟链中按照 访问和使用账本的网络节点，一个联盟（或者一个区块链网络）有多个组织（成员），一个组织内可以有多个节点（ Peer ），每个节点参与账本和世界状态维护。
智能合约（ Smart Contract ） ：根据特定条件自动执行的合约程序。智能合约是区块链的重要特征，是用户与区块链进行交互，利用区块链实现业务逻辑的重要途径。
链码（ Chaincode ）：链码是 Hyperledger Fabric 对智能合约的一种实现方式，是运行于 Hyperledger Fabric 网络之上一段应用程序代码，也是用户与 Hyperledger Fabric 交互的唯一途径。
- 工作过程：
Fabric为应用提供了gRPC API及封装API的SDK供应用调用。应用可以通过SDK访问Fabric网络中的多种资源，包括账本、交易、链码、事件、权限管理等。
应用开发者只需要跟这些资源打交道即可，无需关心如何实现。
（案例链接：https://my.oschina.net/u/3794778/blog/3027089）
1、管理员使用浏览器与Node.js应用交互，我们将该Node.js应用称为Marbles。
2、浏览器中的客户端JS代码将通过websocket与Node.js应用交互，当管理员操作界面时，客户端 JS将向后端发送消息。
3、读写账本的操作在Fabric中被称为提议（Proposal），由Node.js应用负责生成提议并发送给Fabric区块链的对等节点（Peer）。
4、Peer节点与部署在其本地的链码通信，链码将执行/模拟交易，如果模拟的结果没有问题，节点 将对交易进行背书并返回响应给Node.js应用。
5、Node.js应用会将背书过的提议发送给Farbic区块链的排序节点（Orderer），排序节点负责将整个网络上的多个提议打包并生成新的区块，然后广播给所有的对等节点。
6、最后，对等节点将验证收到的区块，然后写入自己维护的账本，交易现在就生效了，任何之后 发生的账本读取操作都可以反应账本的变化。
- 技术需求
- 链码编程语言：GO、python、Java、Node.js 、Solidity（以太网中使用）；
（2）数据库：LevelDB数据库和CouchDB数据库，链代码数据格式为JSON；
LevelDB 有一个键值数据库，支持键查询、组合键查询和键范围查询。
如果还需要复杂的富格式查询，CouchDB 支持 LevelDB 的基本功能，并添加了全面的富数据查询。
可以选择支持 CouchDB 等文档数据库，内容需是 JSON 格式，而且完全可查询，其数据模型应与现有的键/值编程模型兼容。因此，在利用 CouchDB 时，如果将链代码数据建模为 JSON，则不需要更改应用程序。
（3）区块间密码算法:哈希算法（MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512）；
（4）数据加密：非对称加密算法和PKI(利用公钥加密技术的安全基础平台的技术和规范)；
（5）共识算法：Kafka共识算法、solo共识算法、PBFT（实用拜占庭容错算法）（1.1版本时取消）；
（6）底层技术：点对点网络（P2P网络+gRPC+Gossip协议）
应用与链码的交互是通过与网络上的Peer节点通过gRPC协议通信完成的
（7）案例运行环境：
| 环境部署 |
版本信息 |
| Linux |
Linux ubuntu 4.15.0-29-generic |
| go |
go1.10.1 linux/amd64 |
| docker |
Docker version 18.06.0-ce-dev |
| docker-compose |
docker-compose version 1.21.1 |
| nodejs |
node-v8.11.3 |
| python |
Python2.7.6 |
| maven |
Apache Maven 3.5.3 |
| jdk |
java version "1.8.0_161" |
- Docker：Hyperledger Fabric 1.0依赖Docker执行智能合约，需要先安装Docker和Docker Compose的运行环境。
- Docker Compose：能够在一个主机上创建出相互隔离的网络，通过命令行管理多个Docker容器，快速启动、停止和更新容器。
思维导图：
开发者需要了解，所选用智能合约平台的智能合约结构、语言特性、状态存储方式等。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。