可拔插交易背書和驗證

動機

當(dāng)交易在提交被驗證時，peer節(jié)點在交易本身的狀態(tài)改變之前執(zhí)行各種檢查：

• 驗證簽名交易的標(biāo)識
• 驗證交易中背書人的簽名
• 確保交易滿足相應(yīng)鏈碼的命名空間的背書策略

有些用例要求與fabric驗證規(guī)則不同的自定義交易驗證規(guī)則往果，例如：

• State-based endorsemet(基于狀態(tài)的背書)：當(dāng)背書策略取決于密鑰忘古，并不僅僅取決于命名空間振湾。
• UTXO(Unspent Transaction Output未花費交易輸出)：當(dāng)驗證考慮到，不論交易是否不會對輸入雙花。
• Anonymous transactions(匿名交易)：當(dāng)背書不包含peer節(jié)點的身份锨匆，但是無法鏈接到peer節(jié)點身份的簽名和公鑰被共享。

可拔插背書與驗證邏輯

fabric運行將定制的背書和驗證邏輯實現(xiàn)和部署在peer節(jié)點中脐嫂，以可插拔的方式與鏈碼處理相關(guān)聯(lián)统刮。這個邏輯不僅可以編譯到peer節(jié)點中，內(nèi)置于可選邏輯中账千，也可以作為Golang插件與peer節(jié)點一起編譯和部署侥蒙。
回想一下，在鏈碼實例化時匀奏，每個鏈碼都與其自己的背書和驗證邏輯相關(guān)聯(lián)鞭衩。如果用戶未選擇一個，則隱式選擇默認的內(nèi)置邏輯娃善。peer節(jié)點管理員通過在peer節(jié)點啟動時加載并且應(yīng)用定制的背書/驗證邏輯來改變通過擴展peer節(jié)點本地配置而選擇的背書/驗證邏輯论衍。

配置

每一個peer節(jié)點都有一個本地配置文件(core.yaml)，它聲明了背書/驗證邏輯名稱和要運行的實現(xiàn)之間的映射關(guān)系聚磺。
默認的背書邏輯叫做ESCC坯台，默認的驗證邏輯叫做VSCC，他們的定義可以在本地配置文件的"handlers"部分找到:

handlers:
    endorsers:
      escc:
        name: DefaultEndorsement
    validators:
      vscc:
        name: DefaultValidation

當(dāng)背書或者驗證實現(xiàn)被編譯到peer節(jié)點中時瘫寝，"name"屬性標(biāo)識要運行的初始化函數(shù)蜒蕾，以便獲得創(chuàng)建背書/驗證邏輯實例的工程稠炬。
該函數(shù)是在"core/handlers/library/library.go"路徑下的HandlerLibrary構(gòu)造的實例方法，為了添加自定義背書/驗證邏輯咪啡，需要使用任何額外的方法擴展此構(gòu)造首启。
由于這很復(fù)雜并且較難于部署，因此可以以Golang插件的形式通過在名為"library"屬性名稱下添加另一個屬性來部署自定義的背書/驗證模塊撤摸。
舉個例子毅桃，如果我們以插件的形式實現(xiàn)了自定義的背書和驗證邏輯模塊作為基于狀態(tài)的背書，我們可以在core.yaml配置文件中以如下形式定義：

handlers:
    endorsers:
      escc:
        name: DefaultEndorsement
      statebased:
        name: state_based
        library: /etc/hyperledger/fabric/plugins/state_based_endorsement.so
    validators:
      vscc:
        name: DefaultValidation
      statebased:
        name: state_based
        library: /etc/hyperledger/fabric/plugins/state_based_validation.so

我們必須將.so插件文件放在peer節(jié)點本地文件系統(tǒng)中准夷。

此后钥飞，自定義背書或者驗證邏輯實現(xiàn)將被稱為"插件"，即使它們被編譯到peer節(jié)點中衫嵌。

背書插件實現(xiàn)

為了實現(xiàn)背書插件代承，必須實現(xiàn)在"core/handlers/endorsement/api/endorsement.go"文件中相應(yīng)的插件接口：

// 背書插件提案回復(fù)
type Plugin interface {
    //為給定的有效載荷(ProposalResponsePayload字節(jié))背書簽名，并且可以選擇改變它
    // 返回:
    // 背書：有效載荷上簽名渐扮，以及用于驗證簽名的標(biāo)識论悴。
    // 作為輸入提供的有效載荷(可在此功能中修改)
    // 或者失敗時出錯
    Endorse(payload []byte, sp *peer.SignedProposal) (*peer.Endorsement, []byte, error)

    // 初始化將依賴注入插件的實例
    Init(dependencies ...Dependency) error
}

通過讓peer節(jié)點調(diào)用PluginFactory接口中的New方法為每個通道創(chuàng)建給定插件類型(通過方法名稱識別為HandlerLibrary的實例方法或者.so插件文件路徑)的背書插件實例，該方法期望由插件開發(fā)人員實現(xiàn)：

// PluginFactory 創(chuàng)建一個新的插件實例
type PluginFactory interface {
    New() Plugin
}

初始化方法被希望接收在"core/handlers/endorsement/api/"路徑下聲明的墓律，識別為嵌入Dependency接口的所有依賴項作為輸入膀估。

在創(chuàng)建插件實例之后，peer節(jié)點將依賴關(guān)系作為傳遞參數(shù)調(diào)用初始化方法(Init)耻讽。

目前察纯，fabric為背書插件提供了一下依賴項：

• SigningIdentityFetcher：返回一個局域給定簽名提案的SigningIdentity實例：

// SigningIdentity對消息進行簽名并將其公共標(biāo)識序列化為字節(jié)數(shù)據(jù)
type SigningIdentity interface {
    // Serialize 返回此標(biāo)識的字節(jié)表示形式，用于驗證此SigningIdentity簽名的消息
    Serialize() ([]byte, error)

    // Sign 為給定有效載荷簽名并返回簽名
    Sign([]byte) ([]byte, error)
}

• StateFetcher：獲取與狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(world state)交互的狀態(tài)對象(State)针肥。

// State 定義與狀態(tài)數(shù)據(jù)的交互方式
type State interface {
    // GetPrivateDataMultipleKeys 在一次調(diào)用中獲取多個私有數(shù)據(jù)項的值
    GetPrivateDataMultipleKeys(namespace, collection string, keys []string) ([][]byte, error)

    // GetStateMultipleKeys 在一次調(diào)用中獲取多個鍵的值
    GetStateMultipleKeys(namespace string, keys []string) ([][]byte, error)

    // GetTransientByTXID 獲取與給定txID關(guān)聯(lián)的私有數(shù)據(jù)值
    GetTransientByTXID(txID string) ([]*rwset.TxPvtReadWriteSet, error)

    // Done 釋放狀態(tài)數(shù)據(jù)占用的資源
    Done()
 }

驗證插件的實現(xiàn)

為了實現(xiàn)驗證插件饼记，必須實現(xiàn)在路徑"core/handlers/validation/api/validation.go"下的插件接口：

// 驗證交易插件
type Plugin interface {
    // 如果在給定塊中給定位置的交易內(nèi)給定位置的動作是有效的Validate函數(shù)返回nil，否則返回一個error錯誤
    Validate(block *common.Block, namespace string, txPosition int, actionPosition int, contextData ...ContextDatum) error

    // 初始化將依賴注入插件的實例
    Init(dependencies ...Dependency) error
}

每個ContextDatum都是由peer節(jié)點傳遞給驗證插件的額外的運行時派生的元數(shù)據(jù)慰枕。目前具则，唯一傳遞的ContextDatum是代表鏈碼的背書策略：

 // SerializedPolicy 定義一個序列化策略
type SerializedPolicy interface {
      validation.ContextDatum

      // Bytes 返回SerializedPolicy字節(jié)形式數(shù)據(jù)
      Bytes() []byte
 }

通過讓peer節(jié)點調(diào)用PluginFactory接口中的New方法為每個通道創(chuàng)建給定插件類型(通過方法名稱識別為HandlerLibrary的實例方法或者.so插件文件路徑)的驗證插件實例，該方法期望由插件開發(fā)人員實現(xiàn)：

// PluginFactory 創(chuàng)建一個新的插件實例
type PluginFactory interface {
    New() Plugin
}

初始化方法被希望接收在"core/handlers/validation/api/"路徑下聲明的具帮，識別為嵌入Dependency接口的所有依賴項作為輸入博肋。

在創(chuàng)建插件實例之后，peer節(jié)點將依賴關(guān)系作為傳遞參數(shù)調(diào)用初始化方法(Init)蜂厅。

目前匪凡，fabric為背書插件提供了一下依賴項：

• IdentityDeserializer：將標(biāo)識身份的byte數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可被用于驗證由其簽名的身份對象，并根據(jù)其對應(yīng)的MSP進行驗證掘猿，并查看他們是否滿足給定的MSP Principal(見MSP服務(wù)相關(guān)源碼)病游。完整的規(guī)范被定義在"core/handlers/validation/api/identities/identities.go"。

• PolicyEvaluator：評估是否滿足給定的策略:

// PolicyEvaluator 評估策略
type PolicyEvaluator interface {
    validation.Dependency

    // Evaluate 接收一組簽名數(shù)據(jù)并評估這組簽名是否滿足給定的字節(jié)數(shù)據(jù)的策略
    Evaluate(policyBytes []byte, signatureSet []*common.SignedData) error
}

• StateFetcher：獲取與狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(world state)交互的狀態(tài)對象(State)稠通。

// State 定義與狀態(tài)數(shù)據(jù)的交互方式
type State interface {
    // GetStateMultipleKeys 在一次調(diào)用中獲取多個鍵的值
    GetStateMultipleKeys(namespace string, keys []string) ([][]byte, error)

    // GetStateRangeScanIterator 返回一個包含給定鍵范圍的所有鍵值集合的迭代器衬衬。startKey被包含在結(jié)果中轻绞，并且排除了endKey∮赌停空的startKey引用第一個可用鍵，空的endKey引用最后一個可用鍵唧龄。為了掃描所有鍵兼砖，startKey和endKey都可以作為空字符串提供。但是既棺，出于性能原因讽挟，應(yīng)謹慎使用完整掃描。返回的ResultsIterator包含類型為*KV的結(jié)果丸冕，該結(jié)果定義在"protos/ledger/queryresult"
    GetStateRangeScanIterator(namespace string, startKey string, endKey string) (ResultsIterator, error)

    // Done 釋放狀態(tài)數(shù)據(jù)占用的資源
    Done()
}

重要注意事項

• 所有節(jié)點驗證插件的一致性：在將來的版本中耽梅，fabric通道基礎(chǔ)設(shè)施將保證在任何給定的區(qū)塊鏈高度，通道中的所有peer節(jié)點對給定的鏈碼使用相同的驗證邏輯胖烛，以消除可能由于在peer節(jié)點之間意外運行不同實現(xiàn)導(dǎo)致狀態(tài)差異的錯誤配置的可能性眼姐。但是，目前系統(tǒng)才做元和管理員有責(zé)任確保不會發(fā)生這種情況佩番。
• 驗證插件的錯誤處理：每當(dāng)驗證插件無法確定由于某些瞬態(tài)執(zhí)行問題(例如众旗，無法訪問數(shù)據(jù)庫)而無法確定給定交易是否被驗證有效時，它應(yīng)該返回在"core/handlers/validation/api/validation.go"中定義的ExecutionFailureError類型的錯誤趟畏。但是贡歧，如果返回ExecutionFailureError錯誤，則鏈處理將暫停赋秀，而不是將交易標(biāo)記為無效利朵。只是為了防止不同peer節(jié)點之間的狀態(tài)分歧。
• 將fabric代碼導(dǎo)入插件：非常不鼓勵導(dǎo)入除了協(xié)議之外的fabric代碼作為插件的一部分猎莲，這可能在fabric發(fā)行版之間發(fā)生代碼更改時導(dǎo)致問題绍弟，或者在運行不同版本peer節(jié)點時導(dǎo)致不可操作性問題。