区块链技术原理与应用 课件 项目3认识区块链3.0

项目3：认识区块链3.0项目3任务5：快速部署Fabric任务6：链码交易实战1Fabric简介2Fabric的体系架构3Fabric的核心优势目录CONTENTS链码简介链码分类45链码的运行方式6链码的生命周期7知识导图知识目标教学目标了解Fabric的发展历程及相关概念熟悉Fabric的体系架构和核心优势熟悉链码的概念及运行周期掌握链码执行的方法能力目标素质目标认真的学习态度追根溯源的学习精神刻苦钻研的精神教学目标能够部署、运行Fabric网络能够部署、执行智能合约1Fabric简介2Fabric的体系架构3Fabric的核心优势目录CONTENTS链码简介链码分类45链码的运行方式6链码的生命周期71.Fabric简介HyperledgerFabric是来自LinuxFoundation的开源项目，这是一个模块化区块链框架，也是企业区块链平台实际采用的标准。作为开发企业级应用程序和行业解决方案的基础，开放式模块化架构使用即插即用组件来满足各种用例的要求。在120000多个参与组织和15000多名参与工程师的共同努力下，HyperledgerFabric提供了一种独特的共识方法，既可以大规模提升性能，又可以保护企业要求的数据隐私。1.1Fabric是什么1.Fabric简介为了进一步推动区块链的跨行业应用发展，Linux基金组织开展以改善区块链底层技术的超级账本（Hyperledger）项目，随着IBM、Intel、Cisco等国际大公司的陆续加入，超级账本被一个由各行各业组成的技术指导委员会管理，这大大促进了超级账本的快速发展。到目前为止，超级账本有Fabric、Iroha、BlockChainExplorer和Cello等十个顶级项目，其中Fabric是最活跃的，因此提到超级账本默认指Fabric，区块链3.0则是以Fabric为代表的联盟链。相比于公有链，联盟链加入了准入机制，节点需要通过身份认证才可以加入网络，但其规模又比私有链大得多，具有弱中心化、较强可控性和数据默认不公开等特性。1.2Fabric起源1.Fabric简介1.3Fabric节点Fabric区块链网络由节点（Peer）构成，通过节点进行交易处理和账本维护。每个节点都拥有一份或多份账本和智能合约的实例。节点可以被创建、启动、停止、重新配置及删除，且管理员及应用程序可以通过一组公开的API访问节点的服务。1.Fabric简介1.3Fabric节点根据功能可将接地那分为：背书节点（EndorserPeer）：背书节点负责对发起的交易进行签名背书，背书节点不是固定的，而是链码在实例化的时候通过指定某些节点为背书节点提交节点（CommitterPeer）：提交节点负责维护状态数据和账本副本根据通信范围分为：锚节点（AnchorPeer）：锚节点随通道而存在，每个通道上有一个或多个锚节点，且其能够被其他通道发现。主节点（LeadingPeer）：主节点负责与通道内的Orderer通信，并将共识后的区块传输到其他节点。1Fabric简介2Fabric的体系架构3Fabric的核心优势目录CONTENTS链码简介链码分类45链码的运行方式6链码的生命周期72.Fabric体系架构2.1Fabric逻辑构架2.Fabric体系架构2.1Fabric逻辑构架成员管理

成员管理负责管理用户标识、隐私、以及网络的保密性和可审计性。在公链中，参与者不需要授权，所有节点可以平等地提交交易或者将交易累积成区块，即不区分角色。而在联盟链里，参与方需要通过注册获得长期身份凭证，用户身份可以被区分。2.Fabric体系架构2.1Fabric逻辑构架区块服务区块服务提供了最基础的构建分布式账本的能力，实现数据传输、共识达成等底层功能，并且提供了发布、订阅的事件管理框架，分布式账本内部的各种事件可通知到外部监听的应用。2.Fabric体系架构2.1Fabric逻辑构架链码服务

Fabric中的智能合约又称为链上代码（ChainCode，简称链码），一般是开发人员使用Go语音编写的应用程序代码，用于提供分布式账本的业务处理逻辑。链码被部署在Fabric的网络节点中，能够独立运行在具有安全的、受保护的Docker容器中，通过gRPC协议与相应的peer节点进行交互通信，以操作（初始化或管理）分布式账本中的数据，链码一旦部署便无法修改。2.Fabric体系架构2.1Fabric逻辑构架链码服务启动Fabric网络后，可以验证网络是否正常运行，通过命令完成链码操作。应用程序通过向区块链网络发送交易来调用链码，从而操作账本中的内容。1Fabric简介2Fabric的体系架构3Fabric的核心优势目录CONTENTS链码简介链码分类45链码的运行方式6链码的生命周期73.Fabric核心优势3.1Fabric优势Fabric的是一个区块链框架，并不只是一条公链，也没有内置代币。采用了松耦合设计，将身份验证、共识机制等组件模块化，使之在应用过程中可以方便的根据应用场景来选择相应的模块。Fabric采用了容器技术，将链码放在Docker中运行，使得智能合约可以用任意高级语言编写。任务实施LOGO详细步骤请参考教材任务5的任务实施部分1Fabric简介2Fabric的体系架构3Fabric的核心优势目录CONTENTS链码简介链码分类45链码的运行方式6链码的生命周期74.链码简介1.2以太坊相关概念链码是Fabric的智能合约，是提供分布式账本的状态处理逻辑业务代码，被部署在Fabric的网络节点中，能够独立运行在具有安全特性的受保护的Docker容器中，以gRPC协议与相应的Peer节点进行通信，来操作分布式账本中的数据，由go、java等各种主流高级语言编写。1Fabric简介2Fabric的体系架构3Fabric的核心优势目录CONTENTS链码简介链码分类45链码的运行方式6链码的生命周期75.链码分类链码分为系统链码和用户链码，通常所说的链码指的是用户链码。用户链码：用于实现用户的应用功能，由应用程序开发人员根据不同场景需求及成员制定的相关规则，使用Go语言或Java语言等进行编写的基于操作区块链分布式账本的状态的业务处理逻辑代码，运行在链码容器中，通过Fabric提供的接口与账本状态进行交互，下可对账本数据进行操作，上可给企业级应用程序提供调用接口。5.链码分类系统链码：负责Fabric节点自身的逻辑处理，包括系统配置、背书和校验等工作，其仅支持go语言编写，在Peer节点启动时自动完成注册和部署，共有五种类型类型作用配置系统链码(CSCC)Peer端的Channel配置生命周期系统链码(LSCC)对用户链码的生命周期进行管理查询系统链码(QSCC)提供账本查询API，如获取区块和交易等信息背书管理系统链码(ESCC)负责背书(签名)过程，并可以支持对背书策略进行管理验证系统链码(VSCC)处理交易的验证，包括检查背书策略以及多版本并发控制1Fabric简介2Fabric的体系架构3Fabric的核心优势目录CONTENTS链码简介链码分类45链码的运行方式6链码的生命周期76.链码的运行方式在Fabric中，链码运行在节点上的Docker容器中，被调用时的基本工作流程如图所示首先客户端（SDK或CLI）向背书节点（endorser）发出调用链码的交易提案（proposal），节点收到请求后检查提案的合法性，通过检查则创建模拟执行这一交易的环境，接着背书节点与链码容器之间通过gRPC协议进行交互，模拟执行交易并给出背书结论，最后客户端收到足够的背书节点的支持后，便可以将这笔交易发送给排序节点（Orderer）进行排序，并最终写入区块链。1Fabric简介2Fabric的体系架构3Fabric的核心优势目录CONTENTS链码简介链码分类45链码的运行方式6链码的生命周期77.链码的运行周期链码开发编写完成后，在链码生命周期的管理下完成客户端提交的交易。链码管理的生命周期包括安装、实例化、升级、打包和签名7.链码的运行周期链码生命周期相关命令：命令作用安装（install）将已编写完成的链码安装在网络节点中实例化（instantiate）对已安装的链码进行实例化升级（upgrade）对已有链码进行升级，链代码可以在安装后根据具体需求的变化进行升级打包（package）对指定的链码进行打包的操作签名（singnpackage）对已打包的文件进行签名7.链码的运行周期通过install将已编写完成的链码安装到网络节点中，使用instan