Hyperledger Indy-Plenum 系统概要

原文地址：https://github.com/hyperledger/indy-plenum/blob/master/docs/main.md

• 该系统维护了一个重复的（replicated）有序的（ordered）transactions 的 log，这被称为账本（ledger）。
• 维护这个 log 的系统的参与者们被称为节点（nodes）。这些节点运行着一个共识协议（RBFT）来同意 transactions 的排序。为了简单起见，我们可以假设这些节点中的一个会作为 leader（primary），它会决定 transactions 的排序然后将这个排序发送给其他的节点（followers）。
• 每一次运行这个共识协议（会有3个阶段的提交）会要求一个批量 batch （集合 collection）的 transactions。
• 节点维护着多个账本，每个账本都是为了一个不同的目的。它还有一个 pool 的账本，这被用来记录节点成员的 transactions，比如新增一个节点，暂停一个节点，变更一个节点的 IP/Port 或者密钥，对于 identity transactions 的账本，等等
• 除了账本以外，节点还维护了 state（针对每个账本），这些 state 是一个 Merkle Patricia Trie。节点可能也会维护一些其他的关于账本的预测信息。关于存储的更多信息，请参考存储文档。
• 具有合适的权限的客户端可以向节点发送写入请求（transactions），不过任何的客户端都是可以向节点发送读取请求的。
• 客户端到节点（client-to-node）和节点到节点（node-to-node）的沟通交流是在 CurveZMQ 上发生的。这个代码库有一个抽象概念叫做 Stack，它管理着这个沟通交流。它具有一些变量可以提供不同的功能。
• 当接收到 transactions 之后，节点会进行一些基本的校验并且将这个请求广播给其他节点。这个被称为请求的传播（propagation），在 RBFT 文档中有更详细的信息。一旦节点发现已经有足够的节点得到了这个请求之后，他们会认为这个请求是可以被处理的了。主节点（primary node）会发起新一轮的共识，这个新的过程会经过3个阶段的提交流程，在流程的最后所有节点会将这个 transaction 添加到他们的账本和相关的存储中。在 RBFT 的文档中有关于三阶段提交流程的详细信息。不同类型的请求会更新不同的账本和存储层。可以在这里找到关于请求处理的详细的解释。
• 在系统的生命周期中，节点可能会崩溃（crash）或者重启（restart），无法连接（disconnected）/重新连接（re-connected），新的节点也可能会加入这个网络。因此节点需要有一个机制来获得他们错过的或者从来没有收到过的（对于新的节点）的 transactions。他们通过一个叫做 catchup 的流程来实现这个目的。节点会找到他们自己的 state 并且学习其他的节点的 states，如果节点发现他们的信息是落后的话，他们会运行一个协议来获得错过的那些 transactions。可以从 catchup 文档中了解更多的信息。
• 节点可以通过一个 MESSAGE_REQUEST 消息向其他的节点要求不同的协议指定（protocol-specific）的消息。
• 当主节点（primary node）崩溃（或者因为其他的原因不能工作）的时候，或者它错误的发送一个坏消息（bad messages）或者它变得非常慢，这个时候 follower 节点会发起一个改变 leader 的协议，这个协议被称为 view change。View change 会选择一个新的 leader，这个会以一个 round robin 的形式并且相互沟通 state（如果需要的话还会有 catchup），所以在一个新的 leader 开始工作前，每个节点都具有相同的 state。
• 这个共识环（三阶段提交）跟 RBFT paper 有一些不同的地方：
  1. RBFT 为每一个请求都描述了一个独特的三阶段提交，但是在 plenum 中，三阶段提交是发生在批量的请求上的，这会让它更有效率，因为三阶段的提交会涉及到 n 次方次的沟通（n 是节点的数量）。
  2. PRE-PREPARE 和 PREPARE 包含默克尔树的根（merkle tree roots）和 state 树的根，以此来确认每个执行这个批量的请求的节点拥有相同的账本和 state。
  3. PRE-PREPARE 包含了一个关于这个批处理的时间戳，follower 节点会检查验证这个时间戳，如果通过验证会接受并带有一个 PREPARE。对于每个 transaction 的时间戳是会被存储在账本中的。
  4. 三阶段提交也包含了一个签名聚合协议（signature aggregation protocal），所有的节点会将它们的签名提交到 state 树的根（root），这些签名会在节点间进行传播并存储。之后当一个客户端需要对 state 进行查询的话，客户端会得到一个基于 state value 和 signed（聚合的签名） root 的一个证明（proof）。这样客户端就不需要必须依赖于多个节点的 response 了。签名 schema 用的是 BLS。