區塊鏈超級賬本Fabric如何構建？_區塊鏈

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。

洛陽市：將推進區塊鏈等技術與實體經濟融合:《洛陽市推進制造業高質量發展行動方案》提出，將實施融合攻堅行動，大力發展數字經濟，推進區塊鏈、互聯網、大數據、5G技術與實體經濟融合，促進先進制造業與現代服務業深度融合，加大金融對實體經濟支持力度，進一步為洛陽制造業高質量發展奠定基礎、提供支撐。（河南人民政府）[2020/4/20]

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。

動態 | 2019年投資區塊鏈和加密貨幣初創公司的私人資金比2018年下降近30%:金色財經報道，根據CB Insights的報告，2019年投資區塊鏈和加密貨幣初創公司的私人資金有所下降，相比2018年的43億美元高位下降了近30％。報告指出，2019年融資排名前三的區塊鏈公司分別是Ripple、區塊鏈借貸公司Figure Technologies以及比特幣采礦初創公司Layer1。[2020/2/6]

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。

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 | 迅雷宣布啟動與中國鐵塔陜西邊緣計算項目 將在區塊鏈等領域開展合作:北京時間11月18日，迅雷(XNET)集團宣布中國鐵塔與迅雷集團陜西邊緣計算項目啟動儀式在深圳舉行。中國鐵塔與迅雷集團邊緣計算項目正式啟動，并率先在陜西省落地1萬個鐵塔機房。今年8月，迅雷集團子公司網心科技同中國鐵塔旗下鐵塔智聯就已宣布達成戰略合作，并宣布雙方將基于網心科技在共享計算和區塊鏈領域的技術、資源及服務等優勢，以及鐵塔智聯在通信技術設施領域的優勢，在邊緣計算、物聯網、區塊鏈等領域開展多方面合作，共同打造共創共贏的邊緣計算和物聯網生態體系，助力5G時代各行各業的信息化發展。（金融界）[2019/11/19]

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。

動態 | 索尼PlayStation 5或將實施區塊鏈數字版權管理系統:據bitcoinexchangeguide報道，索尼PlayStation 5或于明年發布，該主機或將實施基于區塊鏈的數字版權管理（DRM）系統。據悉，索尼已于2018年獲得了DRM系統的專利，該系統運行在區塊鏈之上，并已在日本和美國注冊。[2019/4/19]

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）：

- 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；

聲音 | 中共中央黨校委員：應用區塊鏈技術打通轉賬業務作為不同國家郵政機構的結算工具:據中國經濟網報道，中共中央黨校（國家行政學院）校（院）委委員陳立和中共中央黨校（國家行政學院）國際戰略研究院副院長許正中在《行政管理改革》聯合刊文《構建郵政寄遞業社會普遍服務戰略》表示，建構新時代郵政寄遞業社會普遍服務的戰略思路包括應用區塊鏈技術打通轉賬業務，作為郵政寄遞業直面客戶的金融工具，可以用來支付郵資、進行轉賬，甚至還可以作為不同國家郵政寄遞機構的結算工具，進一步簡化當前的終端費系統。中國應在布局下一代基礎設施的同時，加快布局以區塊鏈技術為核心的郵政寄遞業社會普遍服務，即時向相關業務類型轉化切換。[2019/1/28]

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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