一、区块链fabric什么
超级账本之——Fabric
目前超级账本下面有5个并行的项目,Fabric属于其中较为成熟的一个。这个项目由,来自28个不同组织的159名工程师参与开发。
在Fabric的区块链网络中,有四类节点:MSP,OrderingNode,EndorsingPeer,CommttingPeer
MSP(MembershipServiceProvider),这类节点主管区块链网络中其他的节点的授权,准入,踢除。通过给不同节点颁发证书的方式,授予不同类型的节点相应的权限。
中文可以称作排序节点。通常在一个网络中至少有一个或多个排序节点,这类节点负责按照指定的算法,将交易进行排序,并返回给CommittingPeer。其并不关心具体的交易细节。
这类节点的主要负责接收交易请求,验证这笔交易之后,并做一些预处理之后,并将签名后的数据传回给客户端。
这类节点做是区块链网络中的全节点,它们需要记录完整的区块信息,并且验证每笔交易的正确性,是最终将交易打包进区块链的节点。
结合下面这种图,看看一笔交易的上链过程:
1,首先从客户端发起一笔交易提交到EndorsingPeer,进行预处理。
2,预处理通过之后,将签名数据,传回给客户端。
3,客户端发起请求,将收到的签名数据传给OrderingNode。
4,OrderingNode对交易进行排序,然后传给CommittingPeer。
5,CommittingPeer这里将排序好的交易进行验证,并打包,通过指定的共识算法达成一致,形成新的区块。
6,最后将交易结果返回给客户端。
6,中间过程的每一步,都伴随着权限的验证。会根据MSP颁发的证书,进行判断。
区块链的定义是什么?
区块链有两个含义:
1、区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。
2、区块链是比特币的底层技术,像一个数据库账本,记载所有的交易记录。这项技术也因其安全、便捷的特性逐渐得到了银行与金融业的关注。
狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
10000mm的fabric是什么概念
基本概念。10000mm的fabric是基本概念,fabric基本概念首先fabric是由IBM贡献的超级账本框架。它是一个利用现有成熟的技术来组合而成的一个区块链技术的实现。它是一种允许可插拔实现各种功能的的模块化架构。
区块链是什么意思?
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。
它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术,是一串使用密码学方法相关联产生的数据块。
在区块链网络中,我们发出的数据请求,会根据密码学原理被加密成为一串接受者完全看不懂的字符。这种加密方式的背后是哈希算法在支持。
架构模型
一般说来,区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中,数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等。
共识层主要封装网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础。
浅析FabricPeer节点
HyperledgerFabric,也称之为超级账本,是由IBM发起,后成为Linux基金会Hyperledger中的区块链项目之一。
Fabric是一个提供分布式账本解决方案的平台,底层的账本数据存储使用了区块链。区块链平台通常可以分为公有链、联盟链和私有链。公有链典型的代表是比特币这些公开的区块链网络,谁都可以加入到这个网络中。联盟链则有准入机制,无法随意加入到网络中,联盟链的典型例子就是Fabric。
Fabric不需要发币来激励参与方,也不需要挖矿来防止有人作恶,所以Fabric有着更好的性能。在Fabric网络中,也有着诸多不同类型的节点来组成网络。其中Peer节点承载着账本和智能合约,是整个区块链网络的基础。在这篇文章中,会详细分析Peer的结构及其运行方式。
在本文中,假设读者已经了解区块链、智能合约等概念。
本文基于Fabric1.4LTS。
区块链网络是一个分布式的网络,Fabric也是如此,由于Fabric是联盟链,需要准入机制,所以在网络结构上会复杂很多,下面是一个简化的Fabric网络:
各个元素的含义如下:
对于Fabric网络,外部的用户需要通过客户端应用,也就是图中的A1、A2或者A3来访问网络,客户端应用需要通过CA证书表明自己的身份,这样才能访问到Fabric网络中有权限访问的部分。
在上面的网络中,共有四个组织,R1、R2、R3和R4。其中R4是整个Fabric网络的创建者,网络是根据NC4配置的。
在Fabric网络中,不同的组织可以组成联盟,不同的联盟之间数据通过Channel来隔离。Channel中的数据只有该联盟中的组织才能访问,每一个新的Channel都可以认为是一条新的链。与其他的区块链网络中通常只有一条链不一样,Fabric可以通过Channel在网络中快速的搭建出一个新的区块链。
上面R1和R2组成了一个联盟,在C1上交易。R2同时又和R3组成了另外一个联盟,在C2上交易。R1和R2在C1上交易时,对R3是不可见的,R2和R3在C2上交易时,对R1是不可见的。Channel机制提供了很好的隐私保护能力。
Orderer节点是整个Fabric网络共有的,用来为所有的交易排序、打包。比如上面网络中O4节点。本文不会对Orderer节点进行详细说明,可以把这个功能理解为比特币网络中的挖矿过程。
Peer节点表示网络中的节点,通常一个Peer就表示一个组织,Peer是整个区块链网络的基础,是智能合约和账本的载体,Peer也是本文讨论的重点。
一个Peer节点可以承载多套账本和智能合约,比如P2节点,既维护了C1的账本和智能合约,也维护了C2的账本和智能合约。
为了可以更深入了解Peer节点的作用,先了解一下Fabric整体的交易流程。整体的交易流程图如下:
Peer节点按照功能来分可以分为背书节点和记账节点。
客户端会提交交易请求到背书节点,背书节点开始模拟执行交易,在模拟执行之后,背书节点并不会去更新账本数据,而是把这个交易进行加密和签名,然后返回给客户端。
客户端收到这个响应之后就会把响应提交到Orderer节点,Orderer节点会对这些交易进行排序,并打包成区块,然后分发到记账节点,记账节点就会对交易进行验证,验证结束之后,就会把交易记录到账本里面。
一笔交易是否能成功是根据背书策略来指定的,每一个智能合约都会指定一个背书策略。
Peer节点代表着联盟链中的各个组织,区块链网络也是由Peer节点来组成的,而且也是账本和智能合约的载体。
通过对上面交易过程的了解可以知道,Peer节点是主要的参与方。如果用户想要访问账本资源,都必须要和peer节点进行交互。在一个Peer节点中,可以同时维护多个账本,这些账本属于不同的Channel。每个Peer节点都会维护一套冗余账本,这样就避免了单点故障。
Peer节点根据在交易中的不同角色,可以分成背书节点(Endorser)和记账节点(Committer),背书节点会对交易进行模拟执行,记账节点才会真正将数据存储到账本中。
账本可以分成两个部分,一部分是区块链,另一部分是CurrentState,也被称之为WorldState。
区块链上只能追加,不能对过去的数据进行修改,链上也包含两部分信息,一部分是通道的配置信息,另一部分是不可修改,序列化的记录。每一个区块记录前一个区块的信息,然后连成链,如下图所示:
第一个区块被称之为genesisblock,其中不存储交易信息。每个区块可以被分为区块头、区块数据和区块元数据。区块头中存储着当前区块的区块号、当前区块的hash值和上一个区块的hash值,这样才能把所有的区块连接起来。区块数据中包含了交易数据。区块元数据中则包括了区块写入的时间、写入人及签名。
其中每一笔交易的结构如下,在Header中,包含了ChainCode的名称、版本信息。Signature就是交易发起用户的签名。Proposal中主要是一些参数。Response中是智能合约执行的结果。Endorsements中是背书结果返回的结果。
WorldState中维护了账本的当前状态,数据以Key-Value的形式存储,可以快速查询和修改,每一次对WorldState的修改都会被记录到区块链中。WorldState中的数据需要依赖外部的存储,通常使用LevelDB或者CouchDB。
区块链和WorldState组成了一个完整的账本,WorldState保证的业务数据的灵活变化,而区块链则保证了所有的修改是可追溯和不可篡改的。
在交易完成之后,数据已经写入账本,就需要将这些数据同步到其他的Peer,Fabric中使用的是Gossip协议。Gossip也是Channel隔离的,只会在Channel中的Peer中广播和同步账本数据。
智能合约需要安装到Peer节点上,智能合约是访问账本的唯一方式。智能合约可以通过Go、Java等变成语言进行编写。
智能合约编写完成之后,需要打包到ChainCode中,每个ChainCode中可以包含多个智能合约。ChainCode需要安装,ChainCode需要安装到Peer节点上。安装好了之后,ChainCode需要在Channel上实例化,实例化的时候需要指定背书策略。
智能合约在实例化之后就可以用来与账本进行交互了,流程图如下:
用户编写并部署实例化智能合约之后,就可以通过客户端应用程序来向智能合约提交请求,智能合约会对WorldState中数据进行get、put或者delete。其中get操作直接从WorldState中读取交易对象当前的状态信息,不会去区块链上写入信息,但put和delete操作除了修改WorldState,还会去区块链中写入一条交易信息,且交易信息不能修改。
区块链上的信息可以通过智能合约访问,也可以在客户端应用通过API直接访问。
Event是客户端应用和Fabric网络交互的一种方式,客户端应用可以订阅Event,当Event发生时,客户端应用就会接受到消息。
事件源可以两类,一类是智能合约发出的Event,另一类是账本变更触发的Event。用户可以从Event中获取到交易的信息,比如区块高度等信息。
在这篇文章中,首先介绍了Fabric整体的网络架构,通过对Fabric交易流程的分析,讨论了peer节点在交易中的作用,然后详细分析了peer节点所维护的账本和智能合约,并分析了peer节点维护账本以及peer节点执行智能合约的流程。
文/Rayjun
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区块链-什么是区块链?金点币讯能读懂区块链?
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什么是区块链,卯贝属于区块链?
答:卯贝不是属于区块链,只是运用了区块链的技术,区块链的特性就是每件发生的事物都会被记录,不得删除更改。
区块链,什么是区块
区块链全面解读
一说起区块链,人们总是拿它与比特币相提并论。2008年10月31日,一名叫“中本聪”的人在一个密码学邮件群组中发出电子邮件,宣称,“我一直在研究一个新的电子现金系统,这完全是点对点的,无需任何可信的第三方。”他推出了一个以比特币为交易货币的新体系。
什么是区块链技术?什么叫区块链?
区块链是一种分布式共享记账的技术,它要做的事情就是让参与的各方能够在技术层面建立信任关系。
区块链可以大致分成两个层面,一是做区块链底层技术;二是做区块链上层应用,即基于区块链的改造、优化或者创新应用。
区块链的核心意义到底是什么,我们的理解是,区块链最核心的意义是参与方之间建立数据信用,通过单方面的对抗,在明确规定下打造单方面的生态共同保障完整机会,这是一个体系,这种建立可以结束没有区块链之前的问题,没有区块链之前,在数据共享的时候是无法做到有新的共享,即使做定向也只是给你一个接口,区块链有了以后,让参与方是实现信用的共享。
区块链的底层平台有哪些?
答:主要有一下几类:
1、比特币。是最早的区块链开发便是基于比特币的区块链网络进行开发了,由于比特币是全球最广泛使用和真正意义的去中心化,就区块链应用来说,比特币就是世上最强大的锚,拥有最大的权威性。
2、以太坊。可以说除了比特币外,以太坊目前在区块链平台是最吸引眼球的。以太坊是一个图灵完备的区块链一站式开发平台,采用多种编程语言实现协议,采用Go语言写的客户端作为默认客户端(即与以太坊网络交互的方法,支持其他多种语言的客户端)。
3、IBMHyperLedger。又叫fabric,他的目标是打造成一个由全社会来共同维护的一个超级账本,fabric源于IBM,初衷为了服务于工业生产,IBM将44,000行代码开源,是了不起的贡献,让我们可以有机会如此近的去探究区别于比特币的区块链的原理。
4、LISK。是新一代的区块链平台,允许JavaScript(又是Javascript技术,工程师们注意了)的开发和基于分布的分散的应用程序使用一个易于使用的,功能齐全的生态区块链系统。
5、网录区块链平台。是网录区块链底层技术的研发成果和能够进行商业交付的基础平台,网录区块链平台除了服务网录公链外,也是网录为客户打造私有链和联盟链的基础平台。
什么是区块链?什么是数字货币的区块链?
狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。
现在,主流的数字货币基本上都是基于区块链技术开发的。区块链是数字货币的底层技术。国内的茶本位数字货币普银就是基于区块链技术开发的。
什么是区块链
区块链的本质是一种去中心化的记账系统,比特币是这个系统上承载的“以数字形式存在”的货币。区块链是比特币背后的一套由信用记录和信用记录的清算构成的体系。
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法[1]。
区块链(Blockchain)是比特币的一个重要概念,火币网联合清华大学五道口金融学院互联网金融实验室、新浪科技发布的《2014—2016全球比特币发展研究报告》提到区块链是比特币的底层技术和基础架构[2]。它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块
区块链的进化方式是:
?区块链1.0——数字货币
?区块链2.0——数字资产与智能合约
?区块链3.0——IFMChain,区块链正式链接移动终端
二、区块链之联盟链(三) 认识Fabric
Fabric是超级账本联盟推出的核心区块链框架,它适合在复杂的企业内和企业间搭建联盟链。根据超级账本联盟的目标, Fabric被建设为一个模块化的、支持可插拔组件的基础联盟链框架。;
与以太坊系的Quorum不同,Fabric从一开始就只考虑企业间的应用。其独有的channel概念,将企业根据业务目的不同以不同的子网连接起来,每一个子网对应一个channel,而每个channel有自己独立的区块链。而Quorum很显然是只有一个公网(所有企业节点都加入进去),企业与企业间的私有业务是通过Private Manager完成的。
理解channel的最简单方法就是,将它类比为一个消息服务提供的Topic,实际上Fabic最早就是基于Kafka 的分布式消息服务来实现。
在Fabric网络中,一个企业可以有一个或多个节点加入整个联盟链;一个企业可以加入1个或者多个Channel(子网); 一个节点可以加入1个或者多个channel。每个channel构成一个子网,所以Fabric是一种由子网组成的网络。
那么Fabric是怎么实现智能合约的执行和完成业务上链(将事务结果记录在区块链里)的呢?
与其它框架不同, Fabric将整个过程分成了三个阶段:
业务背书阶段:客户的请求发送的背书节点,通过智能合约完成业务的计算(但不更新状态),并完成背书;将背书结果返回个客户端。
业务的排序阶段:客户端将背书结果通过Channel被发送到排序节点(orderer),在排序节点完成事务的排序,并打包到block里,最后下发给所有连接到channel的节点。
业务验证并写入账本阶段:通过Gossip网络,所有Channel的节点都会接收到新的block,节点会验证block中的每一个事务,确定是否有效:有效地将会跟新world state,无效的将会标志为“无效”,不会更新World state,但整个block会被完整的加入到帐本中(包括无效的事务)。
根据以上的描述,Fabric节点实际可以分为 ,普通节点和Order节点:
Peer,普通节点,完成背书(包括只能合约的执行)和验证.
orderer, 排序节点,完成排序。
加入orderer节点的Fabric网络可以被描述如下:
每一个Channel,都定义了所有属于channel的节点,但是并不需要所有节点都连接到Orderer节点(节点间可以通过gossip协议通讯来传播私有数据或事务).
在区块链中,共识是区块链的基础。与公有链不同,联盟链的共识要求所有加入账本的事务是确定的、最终的,也就是不可以有分叉,区块与区块间的顺序是一定的,只存在唯一条链。在Fabric中,这个客观需求正是由排序实现的,所有的事务将被提交给orderer节点获得确定的顺序,并最终打包成block进入帐本。 Fabric从1.4.1开始支持基于Raft实现排序服务, 可以认为基于Raft实现共识。
基于RAFT的排序服务相对于早期的Kafka具有更好的分布性,配置更加简单,是联盟链里常用的一个常用的达成共识的算法,Quorum就默认使用RAFT作为共识层。简单的说,RAFT是一个leader和follower的模式,所有加入RAFT网络的节点,任意时候都有一个leader, 只有这个leader有权决定事务的顺序,并打包成Block,其它节点只能作为follower提交事务和同步block。
基于FAFT网络,每个企业可以有一个或多个节点参与到Orderer中去。在Frabric中企业间的网络连接可以变化成如下形式:
区块链的使用用户在以太网中被称作EOA(External of Account), EOA的载体是钱包。我们沿用这个概念,来看看Fabric是如何实现用户和发起事务的。Fabric中EOA是一个CA中心发布的certificate(x.509),一个Certificate代表一个Identity(这与以太坊还是有很大区别的,以太坊中一个EOA其实是一个hash地址),EOA能够参与的channel以及被授权的操作是有channel的MSP( Membership Service Provider)决定的(如下图)。
注:certificate是一种密码学上验证身份的通用做法; certificate包含了个人的信息,公钥以及发布这个certificate的CA的签名。验证方只需要拥有这个CA的证书(包含CA的公钥),就可以验证这个签名是否正确,certificate的内容是否有篡改。简单的说,通过CA和Certificate,我们可以获得一个可验证的的身份和信任链。
如上图,fabric中通要使用Wallet作为EOA的载体,一个Wallet中可以包含多个Identity(x.509 certificate)。 Identity通过 CA提供的信任链来验证正确性。
验证了身份之后, Fabric通过MSP在区块链网络中解决该身份是否代表组织的成员和在组织内具有什么角色。例如,channel首先会验证当前用户Identity是否是有效地身份,然后通过MSP查看其所处的企业和具有的角色,最终确定该用户是否有权执行操作。
可以说,Fabric的访问控制是通过MSP来完成的。在每一个需要访问控制的地方都需要定义一个MSP。 例如,每个channel都定义一个MSP,这个MSP规定了在channel范围内资源的访问权限。 MSP是Fabric里一个晦涩难懂的概念,也是其赋予企业间安全访问的基础。
前文提到, Fabric将业务处理和上网分成了三个部分,背书,排序,验证后加入账本。
其中背书是Fabric执行智能合约的阶段。以太坊中,智能合约是在EVM中执行的,有多种语言支持。在Fabric,智能合约被称为chaincode:一个chaincode可以理解为是智能合约的容器,可以包含一个或多个智能合约,不用于EVM, chaincode是在 JVM或NodeJS中执行。
客户应用程序通过智能合约来访问账本,每一个可访问的智能合约都被安装在客户端可以访问的节点上,并被定义在channel里。(有只能合约的节点被称为背书节点,没有只能合约的节点被称未提交节点,提交节点只维护账本)
客户应用提交一个交易请求,请求到达背书节点,背书节点首先会验证客户的签名,确保客户的身份有权执行本次交易,接着执行交易提及的智能合约(chaincode),并生成一个背书响应(或者叫做交易提案,tran-proposal)。这个背书响应中通常包含World state的读集合,写集合,以及节点对本次交易的签名。这里与以太坊系联盟链最主要的不同是:背书阶段只模拟交易,并不真正更新交易结果。而真正更新交易在第三阶段完成。背书节点最后将生成的背书响应fanhui给客户端,智能合约部分的执行就结束了。
通常一个交易的执行需要多方的签名,所以客户端需要将一个交易发送给多个背书节点,这些背书节点的选择需要满足背书策略的要求。
下图是一个包含有客户、背书节点,提交节点的网络示意图。
根据Fabric官方的参考文档,客户交易的正果过程可使用下图描述。
如上图,从1到3,为背书阶段,4为排序阶段,4.1,4,2, 5为验证提交阶段。参考 Frabic的节点概念,可以了解更多在交易细节的概念。
总的来看, Fabric更专注于企业间,通过上文,可以让大家对Fabric的基本构成与概念有一个总的了解。 Fabric本身并不神秘,都是使用的现有的企业间的技术。要更好的了解,建议参考阅读分布式消息系统和企业的安全基础设施(CA相关)的支持。与以太坊系联盟链实现比较, Fabric的子网更概念对于复杂企业间应用适应更强,但是其复杂的安全考量,使得运营成本很高,另外,Fabric使用Certificate做为用户身份,有很大的局限性,在新的2.0里,Fabric对于此处将有所改变。
下一篇,我们将来看看Sawtooth ,由Inter提供的区块链框架。
区块链之联盟链(一)认识以太坊
区块链之联盟链(二)认识Quotum
区块链之联盟链(三)认识Fabric
区块链之联盟链(四)认识Sawtooth
三、区块链公链开发很难吗国内有几家企业可以做
如果是说底层公链开发的话,是很难的。
底层公链其实就是区块链世界的基础设施,相当于我们现在的手机系统。而一个个商业化的区块链项目(Dapp)就类似于跑在手机上的APP,可以说一切的Dapp都要基于底层公链运行,就像玩手机游戏需要在安卓系统或者IOS系统上一样,而现在的主流手机系统也只有这两个,这就已经证明了开发一个区块链底层公链的难度了。
现在的区块链的“基础设施”还不够发达。典型的例子就是去年一个基于以太坊的应用「CryptoKitties」。这是一个通过区块链进行云养猫的游戏应用,一上线就十分火爆,也直接导致以太坊几乎崩溃。CryptoKitties上线短短几天,发生了45000多次交易,近600万美元的交易额,而以太坊的每秒处理交易量(TPS)只有30-40,导致以太坊网络严重拥堵,再一次证明了区块链的不可能三角:去中心化、安全性、效率。
区块链的核心是技术。在基础设施没有搭建好之前,所有的花团锦簇的区块链项目都是空中楼阁。目前区块链底层公链比较突出的是北京的Conflux项目,姚期智院士作为首席科学家,来自清华姚班、多伦多大学等世界级高校的大牛技术团队,在不牺牲去中心化和安全性的条件下,将TPS提高到3000次。就在1周前,Conflux项目组在一周年的测试实验上,用25分36秒跑完了以太坊7个月的交易数据,这在世界上都是顶尖的水平。