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一、說明

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€透明的器一，基于不可變模式的去中心化系統(tǒng)课锌，核心就是一個分布式賬本，記錄網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的所有交易祈秕。

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)主要有三種類型：公共區(qū)塊鏈渺贤、聯(lián)盟區(qū)塊鏈，以及私有區(qū)塊鏈请毛；我們熟知的比特幣志鞍、以太坊這些數(shù)字貨幣其實就是屬于公共區(qū)塊鏈平臺；

而今天要介紹的 Fabric 則是屬于聯(lián)盟鏈類型的获印；Fabric是一個企業(yè)級的分布式賬本技術(shù)平臺述雾，也是目前應(yīng)用最廣泛的區(qū)塊鏈項目。

本文將梳理區(qū)塊鏈技術(shù)平臺 Fabric 的核心概念與關(guān)鍵功能兼丰。

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二玻孟、特點

Fabric與其他區(qū)塊鏈平臺對比有以下幾個特點：

• 開源：它是Linux基金會旗下的一個重量級區(qū)塊鏈平臺。

• 身份管理：fabric和其他區(qū)塊鏈系統(tǒng)的不同之處在于它是私有的鳍征，有準(zhǔn)入資格授權(quán)的黍翎，并非一個公開的允許不明身份參與者進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)；它提供了一個成員身份服務(wù)艳丛，用于管理網(wǎng)絡(luò)上的所有參與者和權(quán)限匣掸。

• 隱私和保密：有一個通道的概念提供了交易隱私和機(jī)密性，一個Fabric的網(wǎng)絡(luò)可以創(chuàng)建多個通道氮双，任何未正式授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)成員都沒辦法看到或者訪問通道上的任何數(shù)據(jù)碰酝；可以理解為就是支持多租戶，通道與通道之間的數(shù)據(jù)都是隔離的戴差。

• 鏈碼功能：智能合約在Fabric 中稱之為鏈碼送爸，用于對賬本的訪問，例如寫入交易信息，查詢數(shù)據(jù)等等袭厂。

• 模塊化設(shè)計：Fabric實現(xiàn)了模塊化架構(gòu)墨吓，例如身份、排序纹磺、鏈碼等服務(wù)和功能帖烘，都是可選的可插拔的非常靈活。

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三橄杨、系統(tǒng)功能

Fabric的一個功能架構(gòu)圖：

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• 身份管理功能是通過PKI體系和CA模塊來實現(xiàn)成員秘症、權(quán)限還有證書的管理。
• 分布式賬本就是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的核心功能讥珍，記錄著所有的交易信息历极。
• 排序服務(wù)，類似一個裁判的角色衷佃，因為不同的交易順序?qū)ψ罱K的交易結(jié)果是有很大的影響的趟卸，所以這個排序服務(wù)主要是為了讓所有的節(jié)點達(dá)成統(tǒng)一的共識，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性氏义。
• 網(wǎng)絡(luò)通信方面锄列，節(jié)點與節(jié)點之間的點對點通信是基于grpc協(xié)議，然后再通過gossip算法來實現(xiàn)去中心化的廣播邻邮，意思就是不需要中心節(jié)點，通過任意一個節(jié)點以一傳十克婶，十傳百的方式來把消息散播到全網(wǎng)筒严。
• 背書驗證指的是背書策略，背書策略有很多種情萤，例如我指定策略為大多數(shù)節(jié)點同意鸭蛙，意思就是一筆交易必需超過半數(shù)的節(jié)點都認(rèn)證通過了，才能完成筋岛，這樣就能有效的防御一些惡意的交易娶视。
• 鏈碼服務(wù)是一個獨立的應(yīng)用程序，運(yùn)行在隔離的Docker容器中睁宰，在鏈碼部署的時候會自動生成鏈碼的Docker鏡像肪获。

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四、組件邏輯關(guān)系

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1. 圖中的淺藍(lán)色方塊 N 代表整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)柒傻；
2. 網(wǎng)絡(luò)底部的 C 為 通道 相當(dāng)于是一個子鏈孝赫，一個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)可以創(chuàng)建多個通道，通道與通道之間是數(shù)據(jù)隔離的红符，可以理解為是一個多租戶系統(tǒng)青柄；
3. 一個通道上面可以部署多個 Peer 節(jié) 點為圖中藍(lán)色方塊 P1 和 P2劫映，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)主要由 Peer 節(jié) 點組成；
4. 每個 Peer 節(jié) 點上都有一份 賬本 的全量副本為紅色的 L1刹前，然后 智能合約 是部署在每個節(jié)點上的為黃色 S1，一個節(jié)點可以部署多個 智能合約雌桑；
5. 最后區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)外面的白色方塊A指的是訪問區(qū)塊鏈的 應(yīng)用喇喉，應(yīng)用是通過通道來與節(jié)點上的賬本進(jìn)行交易的。

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五校坑、賬本

賬本是 Hyperledger Fabric 中的一個重要概念拣技，它存儲了有關(guān)業(yè)務(wù)對象的重要事實信息，其中既包括對象屬性的當(dāng)前值耍目，也包括產(chǎn)生這些當(dāng)前值的交易的歷史膏斤。

賬本由一個區(qū)塊鏈（鏈）構(gòu)成，并將不可變的邪驮、有序的記錄存放在區(qū)塊中莫辨；同時包含一個狀態(tài)數(shù)據(jù)庫來記錄當(dāng)前的Fabric狀態(tài)。每個 通道 中各有 一個賬本毅访。各個節(jié)點對于它所屬的每個通道沮榜，都會保存一份該通道的 賬本副本。

如下圖所示喻粹，Hyperledger Fabric 中的賬本由“世界狀態(tài)“和”區(qū)塊鏈“這兩部分組成：

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世界狀態(tài)：世界狀態(tài)是以數(shù)據(jù)庫的形式實現(xiàn)蟆融，默認(rèn)使用的是LevelDB，這是一個KeyValue數(shù)據(jù)庫守呜；里面記錄的是業(yè)務(wù)對象的最新值型酥；智能合約主要與賬本中的世界狀態(tài)進(jìn)行交互。

區(qū)塊鏈：以文件形式實現(xiàn)的查乒，記錄交易日志明細(xì)弥喉，相當(dāng)于是一個交易的臺賬表。

例如有一個銀行賬戶侣颂，發(fā)生一次存款和三次取款操作档桃，則最終區(qū)塊鏈里面會記錄四條記錄的日志，而世界狀態(tài)則只記錄一條記錄憔晒，就是當(dāng)前賬戶最新的余額藻肄。

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六、智能合約

智能合約 是一個運(yùn)行在賬本上的應(yīng)用程序拒担，它可以對資產(chǎn)進(jìn)行編碼嘹屯，其中的交易指令（或者叫業(yè)務(wù)邏輯）也可以用來修改資產(chǎn)。

在 Fabric2.0 以后引入了新的生命周期來管理合約：

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1. 首先第一步開發(fā)合約：需要依賴原生的合約 sdk从撼，支持包括 Java州弟、js 和 Golang 三種開發(fā)語言钧栖。
2. 開完合約后，管理員可以使用 package 子命令來打包合約婆翔，并生成打包文件拯杠。打包命令默認(rèn)程序是 golang 語言，可以使用 -l 參數(shù)來指定其他語言啃奴。
3. 一次打包可以多次安裝潭陪，然后接著使用 install 命令在指定的 peer 節(jié)點上安裝合約。
4. 安裝成功后最蕾，接著使用 approveformyorg 命令代表所在機(jī)構(gòu)審批合約依溯，并且指定背書策略。
5. 最后使用 commit 命令向指定的通道提交合約定義瘟则，執(zhí)行完這一步智能合約就部署成功黎炉，正式生效了。
6. 接下來我們就可以編寫應(yīng)用程序來與區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交易了醋拧，F(xiàn)abric 封裝了一套網(wǎng)關(guān) SDK 給應(yīng)用程序使用慷嗜，通過一系列的簡單 API 就實現(xiàn)和區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互。

關(guān)于 Java 智能合約的開發(fā)可以看我之前的文章《Hyperledger Fabric 2.x 自定義智能合約》

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七丹壕、交易流程

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1. 首先區(qū)塊鏈應(yīng)用發(fā)起一筆交易洪添；
2. 然后 背書節(jié)點 對交易進(jìn)行簽名驗證，返回驗證結(jié)果雀费；
3. 客戶端將背書結(jié)果封裝發(fā)給 Peer 節(jié)點干奢，然后再提交給 Order 節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)同步；
4. Order 節(jié)點按順序把交易信息同步給其他的 Peer 節(jié)點進(jìn)行驗證和提交盏袄；
5. 最后賬本更新忿峻，完成整個交易。