如何使用Hyperledger Fabric和Composer构建区块链网络

如何使用Hyperledger Fabric和Composer构建区块链网络，这是一个区块链开发入门人员的教程。在开始之前要说明Hyperledger Fabric仅在基于Unix的操作系统上运行。因此，它将无法在Windows上运行，这将对你可以执行的操作进行限制。如果你在继续操作之前运行Windows，我建议你设置虚拟机。

本文假设你有一些Javascript知识。它不是针对初学者程序员的教程，而是针对区块链领域初学者的程序员。

我们在建什么？

那么，你想建立一个区块链应用程序，但不知道从哪里开始？别担心。通过本教程，我们将建立一个交易卡网络。拥有棒球，足球和板球运动员的TradingCard的不同Trader将能够相互交易卡。

我们还将设置REST API服务器，以允许客户端软件与我们的业务网络进行交互。 最后，我们还将生成一个Angular 4应用程序，该应用程序使用REST API与我们的网络进行交互。

你可以在Github中找到我们要构建的完整最终代码。

你准备好开始了吗？

目录

• Hyperledger Fabric及相关应用程序简介。
• 安装先决条件，工具和Fabric运行时。
• 创建和部署我们的业务网络。
• 测试我们的业务网络。
• 生成REST API服务器。
• 生成使用REST API的Angular应用程序。

Hyperledger Fabric及相关应用程序简介

Hyperledger Fabric是一个开源框架，用于制作私有（许可）区块链业务网络，其中成员的身份和角色为其他成员所共知。基于Fabric的网络作为后端，开发具有客户端应用程序的前端。SDK可用于Nodejs和Java来构建客户端应用程序，很快就会支持Python和Golang。

Hyperledger Composer是一组基于Javascript的工具和脚本，可简化Hyperledger Fabric网络的创建。使用这些工具，我们可以为我们的网络生成业务网络存档（BNA） 。Composer广泛涵盖了这些组件：

• 业务网络档案（BNA）
• Composer Playground
• Composer REST服务器

Business Network Archive（BNA）——Composer允许我们打包几个不同的文件并生成一个存档，然后可以将其部署到Fabric网络上。要生成此存档，我们需要：

• 网络模型：网络中存在的资源的定义。这些资源包括资产，参与者和交易。我们稍后会回到这些内容。
• 业务逻辑：交易功能的逻辑。
• 访问控制限制：包含定义网络中不同参与者权限的各种规则。这包括但不限于定义参与者可以控制的资产。
• 查询文件（可选）：可以在网络上运行的一组查询。这些可以被认为与SQL查询类似。你可以在此处阅读有关查询的更多。

Composer Playground是一个基于Web的用户界面，我们可以使用它来建模和测试我们的业务网络。Playground适用于简单的概念证明建模，因为它使用浏览器的本地存储来模拟区块链网络。但是，如果我们运行本地Fabric运行时并为其部署了网络，我们也可以使用Playground访问它。在这种情况下，Playground不会模拟网络，它直接与本地Fabric运行时通信。

Composer REST Server是一个允许我们根据业务网络定义生成REST API服务器的工具。客户端应用程序可以使用此API，并允许我们在网络中集成非区块链应用程序。

安装先决条件，工具和Fabric运行时

1.安装Prereqs

既然我们对构建这些网络所需的内容有了高度的了解，那么我们就可以开始开发了。但是，在我们这样做之前，我们需要确保在系统上安装了先决条件。可以在此处找到更新的列表。

• Docker Engine和Docker Compose
• Nodejs和NPM
• Git
• Python 2.7.x

对于Ubuntu用户，Hyperledger有一个bash脚本可以使这个过程变得非常容易。在终端中运行以下命令：

curl -O https://hyperledger.github.io/composer/latest/prereqs-ubuntu.sh
chmod u+x prereqs-ubuntu.sh
./prereqs-ubuntu.sh

不幸的是，Mac用户必须手动安装上述工具，并确保他们拥有系统的所有先决条件。此页面随安装说明保持最新。

2. 安装工具以简化开发

在终端中运行以下命令，并确保在运行npm命令时不使用sudo。

npm install -g composer-cli
npm install -g composer-rest-server
npm install -g composer-playground
npm install -g yo generator-hyperledger-composer

composer-cli是唯一必不可少的包。其余的不是核心组件，但随着时间的推移会变得非常有用。我们将了解更多关于每个人在遇到它们时所做的事情。

3. 安装本地Hyperledger Fabric运行时

mkdir ~/fabric-dev-servers
cd ~/fabric-dev-servers
curl -O https://raw.githubusercontent.com/hyperledger/composer-tools/master/packages/fabric-dev-servers/fabric-dev-servers.tar.gz
tar -xvf fabric-dev-servers.tar.gz
export FABRIC_VERSION=hlfv12
./downloadFabric.sh
./startFabric.sh
./createPeerAdminCard.sh

让我们看看命令，看看它们的含义。首先，我们制作并输入一个新目录。然后，我们下载并解压缩安装Hyperledger Fabric所需的工具。

然后我们指定我们想要的Fabric版本，在编写本文时我们需要1.2，因此hlfv12。然后，我们下载结构运行时并启动它。

最后，我们生成一个PeerAdmin卡。Fabric网络中的参与者可以拥有商业卡，类似于现实生活中的名片。正如我们之前提到的，Fabric是私有区块链构建的基础层。PeerAdmin名片的持有者有权在此Fabric运行时（也就是你！）上部署，删除和管理业务网络。

如果一切顺利，你应该看到这样的输出：

此外，如果你输入ls你会看到：

基本上我们在这里做的只是下载并启动本地Fabric网络。如果我们愿意，我们可以停止使用./stopFabric.sh。在我们的开发会话结束时，我们应该运行./teardownFabric.sh。

注意：此本地运行时应经常启动，停止和销毁以供开发使用。对于具有更持久状态的运行时，你需要在开发环境之外部署网络。你可以通过在Kubernetes上运行网络或在IBM Blockchain等托管平台上执行此操作。不过，你应该首先阅读本教程以获得一个想法。

创建和部署我们的业务网络

还记得我们之前安装的包yo和generator-hyperledger-composer吗？

yo为我们提供了一个生成器生态系统，其中生成器是插件，可以使用yo命令运行。这用于为各种项目设置样板样本应用程序。generator-hyperledger-composer是我们将使用的Yo生成器，因为它包含用于生成业务网络样板的规范。

1.生成业务网络

在所选目录中打开终端并键入yo hyperledger-composer：

你会受到类似上述事情的欢迎。选择Business Network并将其命名为cards-trading-network，如下所示：

2. 建模我们的业务网络

建立业务网络的第一步也是最重要的一步是确定存在的资源。我们在建模语言中有四种资源类型：

• 资产
• 参与者
• 交易
• 事件

对于我们的cards-trading-network，我们将定义资产类型TradingCard，参与者类型Trader，交易TradeCard和事件TradeNotification。

继续，在选择的代码编辑器中打开生成的文件。打开org.example.biznet.cto，它是建模文件。删除它中存在的所有代码，因为我们要重写它（名称空间声明除外）。

/**
 * The asset participants will be trading.
 * Each card has certain properties such as name,
 * description, and type which can
 * be used for the frontend application
 */
asset TradingCard identified by cardId {
  o String cardId
  o String cardName
  o String cardDescription
  o GameType cardType default="Baseball" // If no value is provided, it takes the default value
  o Boolean forTrade
}

/**
 * Enumerated types are used to specify a type
 * which can have 1 or N possible values, and nothing else.
 */
enum GameType {
  o Baseball
  o Football
  o Cricket
}

这包含我们的资产TradingCard的规范。所有资产和参与者都需要为我们在代码中指定的唯一标识符，在我们的例子中，它是cardId。

此外，我们的资产具有GameType cardType属性，该属性基于下面定义的枚举器。枚举用于指定一个类型，该类型最多可以有N个可能的值，但没有别的。在我们的示例中，没有任何TradingCard可以拥有除Baseball，Football或Cricket之外的cardType。

现在，要指定我们的Trader参与者资源类型，请在建模文件中添加以下代码：

/**
 * The participant model for a Trader
 */
participant Trader identified by traderId {
  o String traderId
  o String traderName
}

这相对简单且易于理解。我们有一个参与者类型Trader，他们是由他们的Trader ID唯一标识。

现在，我们需要添加对我们的TradingCard的引用，以获得指向其所有者的引用，以便我们知道该卡属于谁。为此，请在TradingCard资产中添加以下行：

--> Trader owner

所以代码看起来像这样：

asset TradingCard identified by cardId {
  o String cardId
  o String cardName
  o String cardDescription
  o GameType cardType default="Baseball" // If no value is provided, it takes the default value
  o Boolean forTrade
  --> Trader owner
}

这是我们第一次使用-->你一定想知道这是什么。这是一个关系指针。o和-->是我们如何区分资源自身的属性与另一种资源类型的关系。由于所有者是作为网络参与者的Trader，我们希望直接引用该Trader，这正是-->。

最后，继续在建模文件中添加此代码，该文件指定进行交易和发出事件所需的参数。

/**
 * A transaction which allows Traders to buy other
 * Traders' cards if they're available for trade
 */
transaction TradeCard {
  --> TradingCard card
  --> Trader newOwner
}

/**
 * A notification event to be emitted whenever
 * any card is traded
 */
event TradeNotification {
  --> TradingCard card
}

3. 为我们的交易添加逻辑

要在TradeCard函数后面添加逻辑，我们需要一个Javascript逻辑文件。在项目的文件夹中创建一个名为lib的新目录，并使用以下代码创建一个名为logic.js的新文件：

/**
 * Buy card transaction
 * @param {org.example.biznet.TradeCard} trade
 * @transaction
 */
async function buyCard(trade) {
  if (trade.card.forTrade) {
    // If card is available for trade
    trade.card.owner = trade.newOwner;
    return getAssetRegistry("org.example.biznet.TradingCard")
      .then(assetRegistry => {
        return assetRegistry.update(trade.card); // Update the network registry
      })
      .then(() => {
        let event = getFactory().newEvent(
          "org.example.biznet",
          "TradeNotification"
        ); // Get a reference to the event specified in the modeling language
        event.card = trade.card;
        emit(event); // Fire off the event
      });
  }
}

注意：函数上面的注释中的装饰器非常重要。 如果没有@param {org.example.biznet.TradingCard} trade，该函数不知道代码从建模语言引用哪个Transaction。此外，确保传递的参数名称（即trade）是你在函数定义中传递的参数名称。

此代码基本上检查指定的卡是否具有forTrade==true并在该情况下更新卡的所有者。然后，它会触发该卡的TradeNotification事件。

4. 定义权限和访问规则

在permissions.acl添加新规则，以便参与者可以访问其资源。在生产中，你希望对这些访问规则更加严格。你可以在这里阅读更多相关信息。

rule AllParticipantsHaveAccessToAllResources {
  description: "Allow all participants to have access to all resources and make transactions"
  participant: "ANY"
  operation: ALL
  resource: "org.example.biznet.*"
  action: ALLOW
}

5. 生成业务网络存档（BNA）

现在所有编码都已完成，是时候为我们的业务网络创建一个存档文件，以便我们可以在我们的本地Fabric运行时上部署它。为此，请在项目目录中打开Terminal并键入以下内容：

composer archive create --sourceType dir --sourceName

这个命令告诉Hyperledger Composer我们想从一个目录中构建一个BNA，这个目录是我们当前的根文件夹。

注意：BNA名称和版本来自package.json文件。添加更多代码时，应更改其中的版本号以部署能够升级现有业务网络的唯一存档。

6. 安装和部署BNA文件

我们可以使用PeerAdmin用户将网络安装和部署到我们的本地Fabric运行时。要安装业务网络，请键入：

composer network install --archiveFile [email protected] --card PeerAdmin@hlfv1

要部署业务网络，请键入

composer network start --networkName cards-trading-network --networkVersion 0.0.1 --networkAdmin admin --networkAdminEnrollSecret adminpw --card PeerAdmin@hlfv1 --file cards-trading-admin.card

networkName和networkVersion必须与package.json指定的相同，否则将无法正常工作。

--file获取要为THIS网络的名片创建的文件的名称。然后需要输入此卡以通过键入来使用

composer card import --file cards-trading-admin.card

惊人。我们现在可以通过输入确认我们的网络正常运行。

composer network ping --card admin@cards-trading-network

--card这次需要ping我们想要ping的网络的管理卡。

如果一切顺利，你应该看到类似的东西：

你的网络版本将是0.0.1或你的package.json指定的任何内容，我实际上忘记了这个截图并在我完成编写教程并进行编辑后上传它。

测试我们的业务网络

现在我们的网络已在Fabric上运行，我们可以启动Composer Playground与它进行交互。要执行此操作，请在终端中键入composer-playground并在浏览器中打开http://localhost:8080/，你应该会看到与此类似的内容：

按立即连接admin@cards-trading-network，你将看到此屏幕：

Define定义页面是我们可以对代码进行更改，部署这些更改以升级网络以及导出业务网络存档的地方。

从顶部菜单转到Test页面，你会看到：

从参与者中选择Trader，单击右上角附近的创建新参与者Create New Participant，然后创建一个类似于此的新Trader：

来吧，让更多的Trader。以下是我的三位交易员的名字，名字是哈迪克，约翰和泰隆（Haardik, John, and Tyrone）。

现在，让我们制作一些资产。点击左侧菜单中的TradingCard，然后按Create New Asset创建新资产。请注意owner字段在这里特别有趣，看起来像这样：

这是一种关系。这就是-->的意思。我们指定确切的资源类型，后跟它们的唯一标识符和瞧，我们有一个关系指针。

继续完成一个类似于此的TradingCard：

请注意owner字段如何指向Trader#1 aka Haardik。继续做几张牌，并让一对夫妇将forTrade设置为true。

请注意我的Card#2：forTrade == true。

现在，为了有趣的东西，让我们尝试交易卡:D。

点击左侧的提交交易，并将card指向TradingCard#2，newOwner指向Trader#3如下所示：

按提交并查看你的TradingCard，你会看到Card#2现在拥有所有者Trader#3?

生成REST API服务器

与Playground进行交易很不错，但不是最佳的。我们必须为用户提供客户端软件，以便为他们提供无缝体验，他们甚至不必了解底层区块链技术。为此，我们需要一种更好的方式与我们的业务网络进行交互。值得庆幸的是，我们有composer-rest-server模块来帮助我们。

在终端中键入composer-rest-server，指定admin@cards-trading-network，选择never use namespaces，然后继续使用其余的默认选项，如下所示：

打开http://localhost:3000/explorer/，你将看到自动生成的REST API的文档版本:D

生成使用REST API的Angular应用程序

还记得yo hyperledger-composer生成器吗？它不仅可以生成业务网络，还可以创建一个针对我们上面创建的REST API运行的Angular 4应用程序。

要创建Angular Web应用程序，请在终端中键入yo hyperledger-composer，选择Angular，选择使用card admin@cards-trading-network连接到现有的业务admin@cards-trading-network，并连接到现有的REST API。（编辑：软件的较新版本可能会要求提供卡片文件而不仅仅是卡片的名称）

这将继续运行npm install，给它一分钟，一旦完成，你将能够加载http://localhost:4200/并且会遇到类似这样的页面：

编辑：软件的较新版本可能要求你自己运行npm install然后运行npm start

你现在可以直接在此应用程序中使用你的网络，该网络通过端口3000上运行的REST服务器与网络进行通信。

恭喜！你只需使用Hyperledger Fabric和Hyperledger Composer设置你的第一个区块链业务网络:D

你可以向卡交易网络添加更多功能，在卡上设置价格并为所有Trader提供余额。你还可以有更多交易，允许Trader切换forTrade的值。你可以将其与非区块链应用程序集成，并允许用户购买添加到其帐户中的新卡，然后他们可以在网络上进一步交易。

KNOWN BUG：你的Angular Web应用程序是否无法正确处理交易？

在撰写本文时，角度生成器存在一个问题，即交易页面translate上的紫色调用按钮Invoke不执行任何操作。要解决此问题，我们需要对生成的角度应用程序进行一些更改。

1.按下按钮时打开模态

我们需要做的第一个改变是按钮打开模态窗口。代码已包含所需的模态窗口，该按钮只缺少(click)和data-target属性。

要解决此问题，请打开/cards-trading-angular-app/src/app/ TradeCard/TradeCard.component.html

文件名可能因你的transaction名称而异。如果业务网络中有多个transaction，则必须在所有事务资源类型HTML文件中执行此更改。

向下滚动直到最后，你会看到一个标签。继续将这两个属性添加到该标记：

(click)="resetForm();" data-target="#addTransactionModal"

所以这条线看起来像这样：

Invoke

(click)属性调用resetForm();将所有输入字段设置为空，data-target指定单击时要打开的模式窗口。

保存文件，打开浏览器，然后尝试按下调用按钮。它应该打开这个模态：

2. 删除不必要的字段

只是让模态打开是不够的。我们可以看到它向我们请求transactionId和timestamp，即使我们没有在我们的建模文件中添加这些字段。我们的网络存储所有交易固有的价值。所以，它应该能够自己找出这些值。事实证明，实际上确实如此。这些是备用字段，我们可以将它们注释掉，REST API将为我们处理剩下的事情。

在同一个文件中，向上滚动以查找输入字段并注释掉负责addTransactionModal输入字段的div

保存文件，打开浏览器，然后按“调用”。你应该看到这个：

你现在可以通过在这些字段中传递数据来创建交易。由于card和newOwner是与其他资源的关系，我们可以进行如下交易：

按确认 ，返回资产页面，你将看到TradingCard#2现在属于Trader#1：

恭喜！你已在Hyperledger Fabric上成功构建并部署了区块链业务网络。你还为该网络生成了一个REST API服务器，并学习了如何创建与该API交互的Web应用程序。

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汇智网原创翻译，转载请标明出处。这里是原文如何使用Hyperledger Fabric和Composer构建区块链网络