區塊鏈超級賬本Fabric如何構建？_FABRIC

導語：時至今日區塊鏈技術的應用已被諸多行業熟悉及采用，真正意義上實現了區塊鏈技術對產業的賦能，產業區塊鏈應用也越來越吸引市場的目光，引領著技術發展的新方向。從區塊鏈的本質上來講，可以分為公有鏈、聯盟鏈以及私有鏈三種形式，雖然公鏈的完全去中心化是眾所共同期望的，但在公鏈的環境下運行效率低下，且全網都可接入的公鏈，賬本完全共享，這對很多企業是無法接受的。因此，用于企業與企業之間的聯盟鏈基礎平臺——Hyperledger（超級賬本）運用而生，接入有了準入限制，并且支持多種商業環境的應用。

本文翻譯自行業技術巨頭IBM研究院2016年的一篇研究報告，詳盡闡述了區塊鏈Hyperledger Fabric如何構建這個問題。IBM作為行業技術的先行者及實踐者，早在區塊鏈超級聯盟鏈概念及生態誕生之初即開展了廣泛且深入的探索研究， 即使在今日依然對區塊鏈超級聯盟鏈的課題研究具有深遠的指導意義，讀者可以從無論技術層面還是思維層面領悟IBM研究院對此課題所闡述的含義。

A股收盤：區塊鏈50指數收漲0.57%:金色財經報道，A股收盤，三大股指小幅上漲，上證指數報2843.98點，收漲0.60%，A股區塊鏈50指數報3349.96點，收漲0.57%；區塊鏈板塊收漲0.62%；數字貨幣板塊收漲1.45%。區塊鏈板塊203只概念股中，107只上漲，90只下跌，6只平盤，省廣集團（+10.06%）領漲。數字貨幣板塊31只概念股中，23只上漲，8只下跌，廣電運通（+10.02%）領漲。[2020/4/22]

區塊鏈是一種分布式系統，其所屬的分布系統又被稱為“復制狀態機模型”，即多個節點上從相同的初始狀態開始，執行相同的一串命令，產生相同的最終狀態。區塊鏈中服務維護著一些狀態，而客戶端可以調用轉換狀態和生成輸出的操作。區塊鏈通過分布式協議模擬“可信任的”計算服務，該協議是由互聯網上連接的節點運行。服務呈現或創建一個資產，其中所有節點都有一些權益相關。節點共享運行服務的共同目標，但不一定相互信任。在“無許可”的區塊鏈中，比如比特幣加密貨幣底層的區塊鏈中，任何人都可以操作一個節點，并通過消耗CPU循環參與其中，并演示“工作證明”。另一方面，區塊鏈在“許可”模式控制誰參與驗證和協議；這些節點已經建立了明確的身份并組成了一個聯盟。Swanson的一份報告比較了這兩種模式。

世界經濟論壇：對企業使用來說區塊鏈仍缺乏互操作性:金色財經報道，4月9日，世界經濟論壇（WEF）發布了關于區塊鏈互操作性的白皮書，作為其對供應鏈區塊鏈部署的更廣泛調查的一部分。該論文與四大會計師事務所德勤（Deloitte）合作撰寫，著重強調了互操作性的必要性，并探討了不同區塊鏈在當前狀態下可以相互交互的程度。根據WEF的數據，當前的區塊鏈互操作性水平仍然太低。WEF強調，當前區塊鏈到區塊鏈解決方案的互操作性水平“對于企業使用而言仍不成熟”。[2020/4/11]

Hyperledger：超級賬本項目(www.hyperledger.org) 是一個合作創建的企業級項目，由開源的分布式賬本框架和代碼 構成。旨在通過識別和實現跨行業分布式賬本開放標準平臺，推進區塊鏈技術，改變全球范圍內的商業交易方式。Hyperledger是Linux基金會于2016年初成立的一個項目，開始不久即有50多名成員。

聲音 | 盤和林：區塊鏈技術方興未艾 需謹防炒作行騙行為:據人民網消息，財經評論員、中南財經政法大學數字經濟研究院執行院長盤和林發表頭條文章。他表示，區塊鏈技術在數字貨幣的成功應用，加之比特幣前幾年的火爆，使得區塊鏈技術迅速進入公眾視野，部分人對炒幣賺錢寄予厚望，這為不法分子提供了可乘之機。毫無疑問，區塊鏈技術本身是一項有著廣闊應用空間的尖端技術，其應用場景也早也不再局限于數字貨幣，而在金融、工業、政務、民生等方面都有良好的發展前景。但目前，我國區塊鏈技術的發展還處于初級階段，無論在法律、監管還是應用方面都需要一段時間進行探索。

在此之前，公眾仍應保持冷靜客觀的態度，理性看待區塊鏈技術，不僅對那些聲稱利用區塊鏈進行投資的項目要高度警惕，謹防上當受騙，對股市可能存在的區塊鏈概念炒作現象也要保持理性，切勿盲目跟風。[2019/11/19]

Hyperledger Fabric：Hyperledger Fabric 是一個實現運行智能合約的分布式賬本平臺，利用熟悉和證明技術，采用模塊化架構，允許實施各種可插拔的功能。它是Hyperledger項目中正在孵化的多個項目之一。Hyperledger Fabric的開發者預覽版(稱為“v0.5開發者預覽版”)已于2016年6月發布。

動態 | 區塊鏈支付處理器OmiseGO加入通用協議聯盟:區塊鏈支付處理器OmiseGO加入通用協議聯盟。據悉，通用協議聯盟由多家區塊鏈行業企業構成，包括Bittrex International、Uphold、Cred、Blockchain at Berkeley和Bitgo，致力于在世界范圍內擴展新型加密貨幣用例。（Business Wire）[2019/10/8]

Fabric的分布式賬本協議是由對節點運行的。這種Fabric能區分有兩種類型的節點：驗證節點是網絡上運行共識、驗證交易和維護賬本的節點。另一方面，非驗證節點是作為代理連接客戶端(發出交易)和驗證peer節點。非驗證節點不執行交易，但可以驗證交易。

當前發布Fabric的一些關鍵特性是：

獲批準的有即時確定性的區塊鏈；

運行在Go(golang.org)中執行的任意的智能合約（稱為鏈碼）：

中國管理科學學會原會長郭傳杰：區塊鏈或重新定義保險業運作體系:中國管理科學學會原會長、中國科學院原黨組副書記郭傳杰今日表示，快速發展的當代科學技術是風險生成的重要原因，現代保險業的起步與第一次、第二次技術革命完全吻合。科技革命是保險創新的根本動力，區塊鏈等技術有可能會重新定義原來的保險業的運作體系，同時，技術創新一定要跟制度創新密切結合。[2018/6/15]

- 將用戶自定義的鏈碼封裝在Docker容器中；

- 系統鏈碼與peer節點運行相同的進程；

共識協議是可插拔的，目前拜占庭容錯共識的實現由PBFT協議支持，提供了一個用于尋址不確定性鏈碼的SIEVE原型，并且協議存根（命名為NOOPS）服務于單個節點上的開發；

安全支持通過權威認證（Cas）的TLS證書、注冊證書和交易證書；

RocksDB (rocksdb.org)支持Persistent state（持久狀態）使用鍵值存儲系統；

支持預定義和自定義事件的事件框架；

與fabric接口的客戶端SDK (Node.js)為開發工具包；

支持基礎REST API和CLIs。

在開發人員預覽版中，對非驗證節點的支持是最小的。

架構：驗證節點運行BFT共識協議來執行狀態機可復制機制接受三種交易操作: Deploy transaction（部署交易）：接受用Go編寫的鏈碼(表示為智能合同)作為參數；鏈碼安裝在對等節點上，并準備隨時被調用。Invoke transaction（調用交易）：調用之前通過部署交易安裝的特定鏈碼的交易；參數是特定于交易類型的；鏈碼執行交易，可以相應地讀寫其狀態中的條目，并指示它是成功還是失敗。Query transaction（查詢交易）：從讀取對等節點的持久狀態直接返回進入狀態項；這有可能不能確保線性化。每個鏈碼都可以定義自己的持久狀態，區塊鏈的哈希鏈是計算執行的交易和結果的持久狀態。

通過復制執行鏈碼和給出潛在的BFT共識的錯誤假設來驗證交易，比如，在n個驗證對等節點中，最多f < n/3 可以“說謊”并任意執行，但其他正確執行鏈碼。在PBFT共識之上執行時，鏈碼交易必須是確定的，否則對等節點的狀態可能會發生分歧。有一個模塊化的解決方案可以過濾出明顯發散的非確定性交易，并且已經在SIEVE協議中實現。運行BFT 共識的驗證節點之間的成員關系目前是靜態的需要手動干預。計劃在未來的版本中支持動態更改運行共識的節點集。

由于fabric實現了一個許可的分類賬，因此它包含一個用于身份驗證和授權的安全基礎設施。通過公鑰證書支持注冊和交易授權，通過內加密實現鏈碼的機密性。更準確地說，為了連接到網絡，每個對等節點都需要從注冊CA獲得注冊證書和成員服務的一部分。它授權對等點連接到網絡并獲得提交交易所需的交易證書。交易證書由交易CA頒發，并支持提交交易的對等節點的匿名授權，因為頒發給同一對等節點(即同一注冊證書)的多個交易證書不能相互鏈接。鏈碼和狀態的機密性是通過交易和狀態的對稱密鑰加密提供的，使用特定于區塊鏈的密鑰對所有具有區塊鏈注冊證書的對等方可用。未來版本計劃對加密機制進行擴展，使其具有更詳細的交易和狀態條目的機密性。

區塊鏈的共識協議一直在研究中保持熱度，金融科技初創公司(如tendermint.com, kadena.io)也在討論。Fabric的設計使用了共識的模塊化概念，這與分布式計算中公認的共識概念是一致的。這確保了fabric的區塊鏈相關特性可以獨立于特定的共識協議進行開發。PBFT協議是已經在fabric中實現的第一個共識協議，這是由于其顯著突出在：它受益于近20年系統性研究拜占庭共識的經驗，密切相關知名Viewstamped Replication和Paxos之類的協議，分析了在許多環境中的使用和教科書中的描述。

Hyperledger Fabric是一個用于商業用途的區塊鏈平臺。它是開源的并且基于標準，能夠運行用戶自定義的智能合約，支持強大的安全和身份特征，使用模塊化架構和可插拔的共識協議。

在Hyperledger項目的管理下，Fabric目前正在被積極的開發中。有關Fabric的更多信息，請登錄網站:

github.com/hyperledger/fabric/blob/master/docs/protocol-spec.md

來源：IBM研究院

翻譯：Emily

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