【《Hyperledger Fabric的框架概述》1700字】

HyperledgerFabric框架概述1.1项目概述2015年12月，开源世界的旗舰——Linux基金会牵头，联合30家初始企业成员（包括IBM、Accenture、Intel、J.P.Morgan、R3、DAH、DTCC、FUJITSU、HITACHI、SWIFT、Cisco等），共同宣告了Hyperledger项目的成立。该项目试图打造一个透明、公开、去中心化的分布式账本项目，作为区块链技术的开源规范和标准，让更多的应用能更容易的建立在区块链技术之上。借助开源世界自由强大的便利性，Hyperledger已经由单一的项目逐渐发展成了一个庞大的项目组，包含八大顶级子项目，满足区块链在各种商业平台的应用需求。HyperledgerFabric是联盟链中的优秀代表REF_Ref71210196\r\h[13]，是提供分布式分类账解决方案的平台。Fabric采用模块化架构，支持不同组件的可插拔使用，将一些原本独立的工作集中起来，制定统一的开放式协议和标准，此外，Fabric还实现了完整的权限控制和授权管理保障安全，具有机密性、灵活性和可扩展性，适用于通过共享的数据构建商业联盟链应用中可能出现的错综复杂的各种场景。1.2技术架构Fabric灵活的可插拔组件特性依赖于其高度模块化的结构。Fabric整体功能架构如图2-3REF_Ref71210426\r\h[14]图2-3HyperledgerFabric架构图可以看到Fabric的层次架构十分清晰，整体可以分为上下两部分，上部分为应用层，下半部分是低能的代码实现。横向可分为成员服务，共识服务，链码服务三部分。上层是应用程序部分，Fabric使用gRPC接口，并且封装了多种语言的SDK，利用中间的四个模块是应用程序与底层的交互媒介，下层就是Fabric的底层实现。成员服务负责提供成员的注册，身份管理，身份验证等服务。对于身份任何请求都需要请求方的签名认证，通过以后才会进行下一步的操作。应用层的身份管理模块依托于成员服务，Fabric联盟链通过提供成员证书管理服务，决定链上哪些节点是可信任的，利用PKI(PublicKeyInfrastructure）体系和CA（CertificationAuthority）系统进行注册登录，这里的成员注册登录并不是我们常说的用户名密码形式，也不需要每一个应用程序都在区块链上建立一个身份，而是指需要一个对区块链底层进行交互的身份管理。一个应用程序从头到尾可能只需要一个身份就可以完成整个交互功能。通道是一个逻辑概念，同一个通道内的节点可以相互通信，节点之间不能跨通道建立连接。每个通道有一个全局的MSP，管理节点的加入和退出。账本管理即对区块的查询，Fabric可以有多种查询算法，可以依照区块编号查询，也可根据区块哈希进行查询，还可以根据通道的名称获取账本信息。Fabric通过通道进行隔离，这种隔离不仅仅体现在逻辑上，在物理存储中也有分割，根据通道名建立了不同的文件夹。交易模块提供了与区块链底层的数据修改服务。上层的应用程序通过交易管理模块传递给背书模块，进行背书以后，交易会提交给排序节点进行排序，排序之后的交易打包成区块进行分发，这样交易就扩散到整个网络。智能合约模块是业务逻辑的声明和定义。Fabric中的链码是系统开发者编写的存储在账本中的计算机程序，就是通常所说的智能合约。链码中包含业务逻辑代码，客户端通过安装相应的软件开发工具包（SDK）调用应用程序接口（API）触发链码，链码根据客户端传来的参数调用对应的函数执行业务逻辑，访问账本更新世界状态。1.3共识算法根据分布式系统的CAP原理，即一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分区容错性（Partitiontolerance）这三个要素最多只能同时实现两点，不可能三者兼顾。根据块链系统的去中心化特性（每一个节点都有一份完整的数据，每一个节点都可以对外服务），可用性大大满足，但是区块链弱化了一致性，所以需要更好的共识算法来保证一致性。Fabric的共识算法与其他区块链有所不同，共识过程可以看做是一次交易实现的过程，整个过程分为三个阶段，分别是背书、排序、校验。图2-4HyperledgerFabric交易流程图背书过程。客户端提交交易到背书节点，节点对收到的交易提案验证签名，并模拟执行链码得到结果，之后将校验结果、背书结果和证书签名作为提案结果发回给客户端；根据背书策略，客户端在收到足够多的提案同意反馈后，才认为交易是有效的。排序服务。排序节点将一段时间收到的交易进行排序，并将排序后的交易打包成数据块后，把新区块广播给通道中的成员。排序服务需要达成共识，保证所有成员收到的是一组顺序相同的交易，维护数据一致性。Fabric中有多种排序模式。本系统使用SOLO模式，也就是单机模式，仅有一个排序节点，适合开发测试中使用。校验阶段。确认节点对排序后