Einführung in HyperLedger Fabric im Blockchain-Netzwerk

Neuauflage von Plato

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Dieser Artikel wurde als Teil des veröffentlicht Data-Science-Blogathon.

Einleitung

HyperLedger Fabric ist eine genehmigte Blockchain-Infrastruktur, die ursprünglich von IBM und Digital Asset entwickelt wurde. Es wird verwendet, um eine modulare Architektur mit einer Abgrenzung von Rollen zwischen den Knoten in der Infrastruktur bereitzustellen.
Es wird auch bei der Ausführung verschiedener Smart Contracts (auch Chaincode genannt) und konfigurierbarer Konsens- und Mitgliedschaftsdienste verwendet.
1. Die Linux Foundation gründete Hyperledger im Jahr 2015
2. Hyperledger Fabric ist eine Plattform für Distributed-Ledger-Lösungen auf industrieller Ebene.
3. Eine modulare Architektur – Bietet ein hohes Maß an Vertraulichkeit, Ausfallsicherheit, Flexibilität und Skalierbarkeit.
4. Es wurde entwickelt, um steckbare Implementierungen verschiedener Komponenten zu unterstützen und die Komplexität und Feinheiten des gesamten wirtschaftlichen Ökosystems zu berücksichtigen.
5. Während die Zulassung von Fabric als Einschränkung angesehen werden kann, ermöglicht die Modularität der Plattform, dass Komponenten, einschließlich des Konsensmechanismus, Plug-and-Play sind, sodass verschiedene Organisationen die am besten geeigneten Komponenten für ihre Anwendung auswählen können. Dies ist einer der kritischen Aspekte von Fabric, der zu seiner Einführung in vielen Branchen geführt hat, darunter Finanzen, Gesundheitswesen, Lieferkette und mehr.

Vorteile von Hyperledger Fabric

Es gibt viele Vorteile von Hyperledger Fabric in Blockchain. Der erste Vorteil ist, dass Fabric sehr flexibel ist und für verschiedene Anwendungen verwendet werden kann. Beispielsweise können wir Fabric für das Lieferkettenmanagement, das Identitätsmanagement und andere Geschäftsanwendungen verwenden.

Ein weiterer Vorteil von Fabric ist, dass es sehr skalierbar ist. Fabric kann Tausende von Transaktionen pro Sekunde unterstützen. Es ist wichtig für Unternehmen, die viele Transaktionen verarbeiten müssen.

Schließlich ist Fabric sehr sicher. Das Fabric verwendet kryptografische Techniken, um sicherzustellen, dass Daten nicht manipuliert werden. Das macht Fabric zu einer idealen Plattform für Anwendungen, die ein hohes Maß an Sicherheit erfordern.

Frameworks und Tools von HyperLedger in Blockchain

Viele verschiedene Frameworks und Tools bilden das Hyperledger-Projekt. Hier ein kurzer Überblick über einige der wichtigsten:

1. Hyperledger-Fabric: Dies ist das Kerngerüst, auf dem andere Tools und Anwendungen aufbauen. Es handelt sich um eine zugelassene Blockchain-Plattform, die steckbare Komponenten für Konsens, Identität und intelligente Vertragsausführung unterstützt.
2. Hyperledger Iroha: Es ist eine einfache, aber leistungsstarke Blockchain-Plattform mit Berechtigungen, die für mobile und IoT-Anwendungen entwickelt wurde.
3. Hyperledger-Sägezahn: Diese modulare Blockchain-Plattform unterstützt dynamische Konsensalgorithmen und ermöglicht fein abgestufte Berechtigungen von Benutzern und Anwendungen.
4. Hyperledger-Komponist: Dies ist ein Tool zur schnellen Entwicklung von Blockchain-Anwendungen auf der Basis von Hyperledger Fabric. Es bietet ein High-Level-Programmiermodell und eine umfangreiche Bibliothek wiederverwendbarer Komponenten.
5. Hyperledger-Messschieber: Hyperledger Caliper ist ein Open-Source-Leistungsbenchmarking-Tool für Blockchain-Technologien, das vom Hyperledger-Projekt entwickelt wurde. Es ermöglicht Benutzern, die Leistung einer bestimmten Blockchain-Implementierung mit einer Reihe vordefinierter Anwendungsfälle zu messen.
Das Tool ist so konzipiert, dass es erweiterbar ist und mehrere Plug-Ins unterstützt, sodass es leicht an verschiedene Blockchain-Implementierungen angepasst werden kann.

Komponenten von Hyperledger Fabric

Die Hyperledger Fabric-Plattform besteht aus fünf Hauptkomponenten:
1. Die Zertifizierungsstelle
2. Die Peer-Knoten, aus denen das Netzwerk besteht
3. Der Bestellservice, der die globale Ordnung von Transaktionen aufrechterhält
4. Der private Kanal
5. Der Mitgliederdienst, der die Identitäten der Teilnehmer verwaltet (Chaincode)

Fabric CA (Zertifizierungsstelle)

Eine Zertifizierungsstelle (CA) ist ein vertrauenswürdiger Dritter, der digitale Zertifikate ausstellt. Ein digitales Zertifikat ist ein elektronisches Dokument, das verwendet wird, um die Identität einer natürlichen oder juristischen Person zu überprüfen. Es enthält den öffentlichen Schlüssel der Person oder Entität, Informationen über den Aussteller, die digitale Signatur der CA und das Ablaufdatum des Zertifikats.

Die CA ist dafür verantwortlich, die Identität der Person oder Entität zu überprüfen, bevor sie ein Zertifikat ausstellt. Sie verwalten auch den Widerrufsprozess, der verwendet wird, um ein Zertifikat ungültig zu machen, wenn es kompromittiert oder nicht mehr benötigt wird.

Die CA ist eine kritische Komponente eines Hyperledger Fabric-Netzwerks. Sie sind verantwortlich für die Ausgabe digitaler Zertifikate an die verschiedenen Komponenten des Netzwerks, wie z. B. Bestellerknoten, Peer-Knoten und Benutzeridentitäten. Diese Zertifikate werden verwendet, um die Komponenten zu authentifizieren und Vertrauen zwischen ihnen herzustellen.

Mit einer Zertifizierungsstelle ist es einfacher, Vertrauen zwischen den Komponenten eines Hyperledger Fabric-Netzwerks herzustellen.

Workflow:

1. Es muss jede in HyperLedger Fabric ausgeführte Operation mit diesem Zertifikat kryptografisch signieren.
2. Sie können Attribute und Rollen hinzufügen
3. Zertifikate sind X.509-Standards.
4. Sie können die Notwendigkeit von Zertifikaten entfernen, wenn Sie sie nicht benötigen.
5. Chaincodes lesen diese Daten und treffen Geschäftsentscheidungen.

Quelle – Google

Rolle von Peer-Knoten in Hyperledger Fabric

Peer-Knoten sind das Herzstück eines jeden Distributed-Ledger- oder Blockchain-Netzwerks. Sie sind für die Validierung und Weiterleitung von Transaktionen und die Aufrechterhaltung des Hauptbuchstatus verantwortlich. In der Hyperledger Fabric-Blockchain-Plattform führen Peer-Knoten im Auftrag von Kunden auch Smart Contracts, genannt Chaincode, aus.

Die Rolle von Peer-Knoten ist daher entscheidend für das ordnungsgemäße Funktionieren eines Blockchain-Netzwerks. Ohne Peer-Knoten gäbe es kein Distributed Ledger und keine Blockchain.

Es gibt zwei Arten von Peer-Knoten in Hyperledger Fabric: indossierende Peers und verpflichtende Peers. Indossierende Peers sind für die Validierung von Transaktionen und die Ausführung von Chaincode verantwortlich. Commiting-Peers sind dafür verantwortlich, Transaktionen in das Ledger zu schreiben und den Ledger-Status aufrechtzuerhalten.

Beide Peer-Knoten sind für das ordnungsgemäße Funktionieren der Hyperledger Fabric-Plattform unerlässlich. Die Bestätigung von Peers stellt sicher, dass Transaktionen gültig sind, bevor sie in das Hauptbuch übernommen werden. Beauftragen von Peers, um sicherzustellen, dass der Ledger-Status genau und aktuell ist.

Rolle des Bestellservices in Hyperledger Fabric

In einem Hyperledger-Fabric-Netzwerk ist der Bestelldienst für die Erstellung und Verwaltung einer Sequenz von Blöcken verantwortlich, die dann an die entsprechenden Peers im Netzwerk geliefert werden. Eine einzelne Entität kann den Bestelldienst ausführen oder auf mehrere Entitäten verteilt sein.

Der Bestellservice ist eine entscheidende Komponente eines Hyperledger Fabric-Netzwerks und stellt sicher, dass alle Transaktionen konsistent verarbeitet werden. Die Gewährleistung der Genauigkeit des Hauptbuchs und die Wahrung der Vertraulichkeit der Transaktionen sind von entscheidender Bedeutung.

Der Bestellservice ist auch für die Erstellung neuer Blöcke im Hauptbuch verantwortlich. Dies geschieht, indem die Transaktionen ausgewählt werden, die in den nächsten Block aufgenommen werden sollen, und sie in einen Block gepackt werden. Der Bestelldienst signiert dann den Block und sendet ihn an die anderen Peers im Netzwerk.

Der Bestellservice ist ein entscheidender Teil des Hyperledger Fabric-Netzwerks und spielt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Genauigkeit und Vertraulichkeit von Transaktionen.

Rolle des Kanals in Hyperledger Fabric

Der Kanal in Hyperledger Fabric ist ein privates „Subnetz“ der Kommunikation zwischen zwei oder mehr spezifischen Netzwerkmitgliedern, um private und vertrauliche Transaktionen durchzuführen.

Der Kanal ermöglicht es Mitgliedern, Transaktionen auszutauschen, ohne mit dem Rest des Netzwerks zu interagieren. Es ermöglicht ein hohes Maß an Privatsphäre und Vertraulichkeit sowie eine verbesserte Leistung.

Der Kanal ist auch der Mechanismus, der die Erstellung von „intelligenten Verträgen“ oder Kettencodes ermöglicht, die verwendet werden können, um Transaktionen zwischen Mitgliedern zu erleichtern.

Um einen Kanal zu erstellen, müssen Mitglieder zuerst dem Netzwerk beitreten. Sobald sie eingetreten sind, können sie einen Kanal erstellen und andere Mitglieder einladen, ihm beizutreten.

Sobald ein Kanal erstellt wurde, können Mitglieder Transaktionen untereinander austauschen. Diese Transaktionen sind für den Rest des Netzwerks nicht sichtbar.

Um Datenschutz und Vertraulichkeit zu gewährleisten, müssen Mitglieder eines Kanals beim Austausch von Transaktionen digitale Signaturen verwenden.

Kettencode in Hyperledger Fabric

In Hyperledger Fabric ist Chaincode ein Programm, das in Go, Java oder Node.js geschrieben und in einem Netzwerk von Hyperledger Fabric-Peers bereitgestellt wird. Chaincode wird verwendet, um den Ledger-Status zu verwalten, der die Vermögenswerte und Transaktionen im Ledger umfasst.

Aufrufe von Anwendungen lösen Chaincode aus. Wenn eine Anwendung eine Chaincode-Funktion aufruft, liest und schreibt der Chaincode Ledger-Statusvariablen. Der Chaincode kann auch andere Chaincodes erfassen. Beispielsweise kann Chaincode A Chaincode B aufrufen, um einen von Chaincode B festgelegten Wert zu lesen.

Chaincode hat Zugriff auf eine Reihe integrierter Funktionen, die es ihm ermöglichen, den Ledger-Status abzufragen und zu aktualisieren. Beispielsweise kann Chaincode die Funktion GetState() verwenden, um einen Wert aus dem Ledger-Status zu lesen, und die Funktion PutState(), um ein Geschäft in den Ledger-Status zu schreiben.

Was ist Hyperledger Composer?

Hyperledger Composer ist ein Tool zum schnellen Aufbau von Blockchain-Business-Netzwerken.

Es ist ein Open-Source-Entwicklungstoolset, das die Bereitstellung und Verwaltung von Blockchain-Anwendungen auf der Hyperledger Fabric-Plattform vereinfacht.

Composer bietet eine Modellierungssprache zum Beschreiben der Struktur eines Unternehmensnetzwerks und eine Reihe umfassender Tools zum Entwickeln, Bereitstellen und Verwalten des Unternehmensnetzwerks.

Das Toolset umfasst eine Modellierungssprache, eine Entwicklungsumgebung, eine Benutzeroberfläche und eine Reihe von Befehlszeilentools.

Composer wurde entwickelt, um die Entwicklung von Blockchain-Anwendungen zu vereinfachen, die auf der Hyperledger Fabric-Plattform bereitgestellt werden können.

Das Toolset enthält eine Modellierungssprache, die es einfach macht, die Struktur eines Unternehmensnetzwerks zu beschreiben.

Die Modellierungssprache basiert auf der Unified Modeling Language (UML) und verwendet eine grafische Notation zur Darstellung des Unternehmensnetzwerks.

Zusammenfassung

Es beendet unsere Diskussion über HyperLedger Fabric. Wir haben alles über HyperLedger Fabric und seinen Workflow gelernt. Abgesehen davon gibt es noch viele weitere Blockchain-Protokolle. Einige sehr berühmte Protokolle, von denen Sie gehört haben, sind die Bitcoin- und Ethereum-Protokolle.

Es gibt viele kritische Unterschiede zwischen dem Bitcoin-Protokoll und dem HyperLedger Fabric, von denen wir einige hier besprechen werden.

Bitcoin ist eine öffentliche Blockchain, während Hyperledger Fabric eine private Blockchain ist. Jeder kann dem Bitcoin-Netzwerk beitreten und das Hauptbuch anzeigen oder hinzufügen. Im Gegensatz dazu ist der Zugriff auf das Hyperledger Fabric-Netzwerk auf diejenigen mit Genehmigung der Netzwerkadministratoren beschränkt.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass Bitcoin einen Proof-of-Work-Konsensalgorithmus verwendet, während Hyperledger Fabric einen Konsensalgorithmus von Practical Byzantine Fault Tolerance verwendet. Um der Bitcoin-Blockchain einen neuen Block hinzuzufügen, müssen Miner ein komplexes Rechenpuzzle lösen. Andererseits muss, um einen neuen Block zur Blockchain von Hyperledger Fabric hinzuzufügen, ein Konsens von einer Mehrheit der Netzwerkteilnehmer erreicht werden.

Schließlich sind Bitcoin-Transaktionen anonym, während Hyperledger Fabric-Transaktionen dies nicht sind. Dies liegt daran, dass Hyperledger Fabric zugelassene Netzwerke verwendet, was bedeutet, dass jeder Teilnehmer identifiziert und verifiziert werden muss, bevor er auf das Netzwerk zugreifen kann.

Kernaussagen dieses Artikels:
1. Zunächst haben wir das HyperLedger Fabric und seine Vorteile besprochen.
2. Dann haben wir verschiedene Frameworks gesehen, die die HyperLedger-Technologie verwenden.
3. Danach haben wir alle Komponenten einer HyperLedger Fabric besprochen, die Certificate Authority, Peer Nodes, Ordering Service, Channel usw. umfasst.
4. Abschließend haben wir den Artikel abgeschlossen, indem wir die wichtigsten Unterschiede zwischen Bitcoin und HyperLedger Fabric besprochen haben.

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