水木·圳烜
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2.05 hyperledger fabric账本存储

1.账本存储概述

  • peer节点账本存储图如下
    2.05 hyperledger fabric账本存储_第1张图片
  • 左边区块链是狭义上的区块存储，底层是一个文件系统，区块并不是存储在数据库，而是直接存储为文件
  • 右下角的区块索引用于查询区块，将区块属性与区块位置关联，例如根据区块哈希、高度、交易ID查询区块
  • 区块索引的实现使用了levelDB，是一个内嵌的数据库
  • fabric中不是一个区块单独存一个文件，所以需要区块索引去查找
  • 右上角状态数据库是区块链上的最新数据

2.交易读写集

  • 交易读写集（RWSet）有三个概念
    • 读集
    • 写集
    • 版本号
  • 交易验证阶段需要对交易读写集进行验证
  • 交易模拟&验证过程例子，现在假设有T1,T2,T3,T4和T5共5笔交易，所有模拟基于同一个世界状态

    • 世界状态：（k1,1,v1）（k2,1,v2）（k3,1,v3）（k4,1,v4）——key，version和value

    • T1通过验证，因为它并没有任何读操作，并且世界状态中k1和k2键的值分别更新为(k1,2,v1’)和(k2,2,v2’)

    • T2不能通过验证，因为它读取了k1键的值，该值在T1中被修改了

    • T3通过验证，因为它并没有任何读操作。并且世界状态中k2的值被更新为(k2,3,v2”)

    • T4不能通过验证，因为它读取了k2键的值，该值在T1中被修改了

    • T5通过验证，虽然读取了k5的值，但是k5的值之前交易并未修改过

3.账本存储其他概念

  • 世界状态
    • 交易执行后所有键的最新值
    • 可以显著提升链码执行效率
  • 历史数据索引
    • 启用与否取决于智能合约是否有查询历史的需求
    • 记录某个键在某区块的某条交易中被改变，只记录改变动作，不记录具体改变为了什么
  • 区块存储
    • 区块在fabric中以文件块存储，文件名是blocfile_xxxxxx（加一个6位数的编号）
    • 现阶段，每个文件块大小是64M，需要更改的话，需要修改peer源码重新编译
  • 区块读取
    • 区块文件流
    • 区块流
    • 区块迭代器
  • 区块索引
    • 快速定位区块
    • 索引键：区块高度、区块哈希、交易哈希
  • 区块提交
    • 保存区块文件
    • 更新数据状态

4.账本存储源码

  • 看core/ledger下的ledger_interface.go
  • 读写集分为交易读写集生成和交易读写集验证两个部分
  • 状态数据库
    • core/ledger/kvledger/txmgmt/statedb/stateleveldb/stateleveldb.go
  • 历史数据库
    • core/ledger/kvledger/history/historydb/historyleveldb/historyleveldb.go
  • 区块文件读取
    • common/ledger/blkstorage/fsblkstorage/ fs_blockstore.go

5.账本存储总结

  • 账本存储的接口定义，从总体上把握
  • 交易读写集校验，防止双花攻击，比特币是用最长链来防止的
  • 状态数据库及历史状态数据库
  • 区块文件存储及区块索引

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