Introduzione a HyperLedger Fabric nella rete Blockchain

Questo articolo è stato pubblicato come parte di Blogathon sulla scienza dei dati.

Introduzione

HyperLedger Fabric è un'infrastruttura blockchain autorizzata inizialmente sviluppata da IBM e Digital Asset. Viene utilizzato per fornire un'architettura modulare con una delineazione dei ruoli tra i nodi dell'infrastruttura.
Viene utilizzato anche nell'esecuzione di vari Smart Contract (chiamati anche chaincode) e servizi di consenso e adesione configurabili.
1. La Linux Foundation ha fondato Hyperledger nel 2015
2. Hyperledger Fabric è una piattaforma per soluzioni di contabilità distribuita a livello industriale.
3. Un'architettura modulare: offre livelli elevati di riservatezza, resilienza, flessibilità e scalabilità.
4. È progettato per supportare implementazioni collegabili di diversi componenti e adattarsi alla complessità e alle complessità dell’ecosistema economico.
5. Sebbene la natura autorizzata di Fabric possa essere vista come una restrizione, la modularità della piattaforma consente ai componenti, incluso il meccanismo di consenso, di essere plug-and-play, consentendo a diverse organizzazioni di selezionare i componenti più appropriati per la loro applicazione. È uno degli aspetti critici di Fabric che ha portato alla sua adozione in molti settori, tra cui finanza, sanità, catena di fornitura e altro ancora.

Vantaggi di Hyperledger Fabric

Ci sono molti vantaggi di Hyperledger Fabric in Blockchain. Il primo vantaggio è che Fabric è molto flessibile e può essere utilizzato per varie applicazioni. Ad esempio, possiamo utilizzare Fabric per la gestione della catena di fornitura, la gestione delle identità e altre applicazioni aziendali.

Un altro vantaggio di Fabric è che è molto scalabile. Il Fabric può supportare migliaia di transazioni al secondo. È essenziale per le aziende che devono elaborare molte transazioni.

Infine, Fabric è molto sicuro. Il Fabric utilizza tecniche crittografiche per garantire che i dati non vengano manomessi. Rende Fabric una piattaforma ideale per applicazioni che richiedono un elevato grado di sicurezza.

Framework e strumenti di HyperLedger in Blockchain

Molti framework e strumenti diversi compongono il progetto Hyperledger. Ecco una breve panoramica di alcuni dei più importanti:

1. Tessuto Hyperledger: Questo è il framework principale su cui sono costruiti altri strumenti e applicazioni. È una piattaforma blockchain autorizzata che supporta componenti collegabili per consenso, identità ed esecuzione di contratti intelligenti.
2. Hyperledger Iroha: È una piattaforma blockchain autorizzata semplice ma potente, progettata per applicazioni mobili e IoT.
3. Dente di sega Hyperledger: Questa piattaforma blockchain modulare supporta algoritmi di consenso dinamico e consente autorizzazioni granulari di utenti e applicazioni.
4. Compositore Hyperledger: Questo è uno strumento per sviluppare rapidamente applicazioni blockchain su Hyperledger Fabric. Fornisce un modello di programmazione di alto livello e un'ampia libreria di componenti riutilizzabili.
5. Calibro Hyperledger: Hyperledger Caliper è uno strumento di benchmarking delle prestazioni open source per le tecnologie blockchain sviluppato dal progetto Hyperledger. Consente agli utenti di misurare le prestazioni di una specifica implementazione blockchain con una serie di casi d'uso predefiniti.
Lo strumento è progettato per essere estensibile e per supportare più plug-in in modo che possa essere facilmente adattato a diverse implementazioni blockchain.

Componenti di Hyperledger Fabric

La piattaforma Hyperledger Fabric ha cinque componenti principali:
1. L'Autorità di Certificazione
2. I nodi peer che compongono la rete
3. Il servizio di ordinazione che mantiene l'ordinamento globale delle transazioni
4. Il canale privato
5. Il servizio di membership che gestisce le identità dei partecipanti (Chaincode)

Fabric CA (autorità di certificazione)

Un'autorità di certificazione (CA) è una terza parte attendibile che emette certificati digitali. Un certificato digitale è un documento elettronico utilizzato per verificare l'identità di una persona o entità. Contiene la chiave pubblica della persona o entità, informazioni sull'emittente, la firma digitale della CA e la data di scadenza del certificato.

La CA è responsabile della verifica dell'identità della persona o entità prima di emettere un certificato. Gestiscono anche il processo di revoca, che viene utilizzato per invalidare un certificato se è compromesso o non è più necessario.

La CA è un componente critico di una rete Hyperledger Fabric. Sono responsabili dell'emissione di certificati digitali ai vari componenti della rete, come i nodi ordinanti, i nodi peer e le identità degli utenti. Questi certificati vengono utilizzati per autenticare i componenti e stabilire la fiducia tra di loro.

Con una CA è più semplice stabilire un rapporto di fiducia tra i componenti di una rete Hyperledger Fabric.

Flusso di lavoro:

1. Deve firmare crittograficamente ogni operazione eseguita all'interno di HyperLedger Fabric con questo certificato.
2. Puoi aggiungere attributi, ruoli
3. I certificati sono standard X.509.
4. Puoi eliminare la necessità dei certificati se non ne hai bisogno.
5. I chaincode leggono questi dati e prendono decisioni aziendali.

Ruolo dei nodi peer nel tessuto Hyperledger

I nodi peer sono il cuore di qualsiasi registro distribuito o rete blockchain. Sono responsabili della convalida e dell'inoltro delle transazioni e del mantenimento dello stato del registro. Nella piattaforma blockchain Hyperledger Fabric, i nodi peer eseguono anche contratti intelligenti, chiamati chaincode, per conto dei clienti.

Il ruolo dei nodi peer è quindi fondamentale per il corretto funzionamento di una rete blockchain. Senza nodi peer, non ci sarebbero né registri distribuiti né blockchain.

Esistono due tipi di nodi peer in Hyperledger Fabric: peer di approvazione e peer di commit. I peer di approvazione sono responsabili della convalida delle transazioni e dell'esecuzione del chaincode. I peer impegnati sono responsabili della scrittura delle transazioni nel registro e del mantenimento dello stato del registro.

Entrambi i nodi peer sono essenziali per il corretto funzionamento della piattaforma Hyperledger Fabric. L'approvazione dei peer garantisce che le transazioni siano valide prima di impegnarsi nel registro. Impegnare i colleghi a garantire che lo stato del registro sia accurato e aggiornato.

Ruolo del servizio di ordinazione in Hyperledger Fabric

In una rete Hyperledger Fabric, il servizio di ordinazione è responsabile della creazione e del mantenimento di una sequenza di blocchi, che vengono poi consegnati ai peer appropriati nella rete. Una singola entità può eseguire il servizio di ordinazione o essere distribuito tra più entità.

Il servizio di ordinazione è un componente fondamentale di una rete Hyperledger Fabric, poiché garantisce che tutte le transazioni vengano elaborate in modo coerente. Garantire l'accuratezza del registro e mantenere la riservatezza delle transazioni è essenziale.

Il servizio di ordinazione è anche responsabile della creazione di nuovi blocchi nel registro. Viene fatto selezionando le transazioni che dovrebbero essere incluse nel blocco successivo e impacchettandole in un blocco. Il servizio di ordinazione poi firma il blocco e lo trasmette agli altri peer della rete.

Il servizio di ordinazione è una parte cruciale della rete Hyperledger Fabric e svolge un ruolo fondamentale nel garantire l'accuratezza e la riservatezza delle transazioni.

Ruolo del canale nell'Hyperledger Fabric

Il canale in Hyperledger Fabric è una "sottorete" privata di comunicazione tra due o più membri specifici della rete per condurre transazioni private e riservate.

Il canale consente ai membri di scambiare transazioni senza interagire con il resto della rete. Consente un elevato grado di privacy e riservatezza e prestazioni migliorate.

Il canale è anche il meccanismo che consente la creazione di “contratti intelligenti”, o chaincode, che possono essere utilizzati per facilitare le transazioni tra i membri.

Per creare un canale, i membri devono prima unirsi alla rete. Una volta entrati, possono creare un canale e invitare altri membri a unirsi ad esso.

Una volta creato un canale, i membri possono scambiare transazioni tra di loro. Queste transazioni non saranno visibili al resto della rete.

Per garantire privacy e riservatezza, i membri di un canale devono utilizzare le firme digitali durante lo scambio di transazioni.

Chaincode in tessuto Hyperledger

In Hyperledger Fabric, chaincode è un programma scritto in Go, Java o Node.js e distribuito su una rete di peer Hyperledger Fabric. Chaincode viene utilizzato per gestire lo stato del libro mastro, che include le risorse e le transazioni nel libro mastro.

Le invocazioni dalle applicazioni attivano Chaincode. Quando un'applicazione richiama una funzione chaincode, il chaincode leggerà e scriverà le variabili di stato del registro. Il chaincode può anche raccogliere altri chaincode. Ad esempio, il chaincode A potrebbe invocare il chaincode B per leggere un valore impostato dal chaincode B.

Chaincode ha accesso a una serie di funzioni integrate che gli consentono di interrogare e aggiornare lo stato del registro. Ad esempio, il chaincode può utilizzare la funzione GetState() per leggere un valore dallo stato del registro e la funzione PutState() per scrivere un accordo nello stato del registro.

Cos'è Hyperledger Composer?

Hyperledger Composer è uno strumento per costruire rapidamente reti aziendali blockchain.

Si tratta di un set di strumenti di sviluppo open source che semplifica la distribuzione e la gestione delle applicazioni blockchain sulla piattaforma Hyperledger Fabric.

Composer fornisce un linguaggio di modellazione per descrivere la struttura di una rete aziendale e una serie di strumenti completi per lo sviluppo, l'implementazione e l'amministrazione della rete aziendale.

Il set di strumenti include un linguaggio di modellazione, un ambiente di sviluppo, un'interfaccia utente e una serie di strumenti da riga di comando.

Composer è progettato per semplificare lo sviluppo di applicazioni blockchain che possono essere distribuite sulla piattaforma Hyperledger Fabric.

Il set di strumenti include un linguaggio di modellazione che semplifica la descrizione della struttura di una rete aziendale.

Il linguaggio di modellazione si basa sull'Unified Modeling Language (UML) e utilizza una notazione grafica per rappresentare la rete aziendale.

Conclusione

Si conclude la nostra discussione su HyperLedger Fabric. Abbiamo imparato tutto su HyperLedger Fabric e sul suo flusso di lavoro. Oltre a questo, esistono molti altri protocolli blockchain. Alcuni protocolli molto famosi di cui hai sentito parlare sono i protocolli Bitcoin ed Ethereum.

Esistono molte differenze critiche tra il protocollo Bitcoin e HyperLedger Fabric, alcune delle quali discuteremo qui.

Bitcoin è una blockchain pubblica, mentre Hyperledger Fabric è una blockchain privata. Chiunque può unirsi alla rete Bitcoin e visualizzare o aggiungere dati al registro. Al contrario, l’accesso alla rete Hyperledger Fabric è limitato a coloro che dispongono dell’autorizzazione degli amministratori di rete.

Un’altra differenza è che Bitcoin utilizza un algoritmo di consenso Proof-of-Work, mentre Hyperledger Fabric utilizza un algoritmo di consenso Practical Byzantine Fault Tolerance. Per aggiungere un nuovo blocco alla blockchain di Bitcoin, i minatori devono risolvere un complesso puzzle computazionale. D’altra parte, per aggiungere un nuovo blocco alla blockchain di Hyperledger Fabric, il consenso deve essere raggiunto dalla maggioranza dei partecipanti alla rete.

Infine, le transazioni Bitcoin sono anonime, mentre le transazioni Hyperledger Fabric no. Questo perché Hyperledger Fabric utilizza reti autorizzate, il che significa che ogni partecipante deve essere identificato e verificato prima di poter accedere alla rete.

Punti chiave di questo articolo:
1. In primo luogo, abbiamo discusso dell'HyperLedger Fabric e dei suoi vantaggi.
2. Quindi, abbiamo visto vari framework che utilizzano la tecnologia HyperLedger.
3. Successivamente, abbiamo discusso tutti i componenti di un HyperLedger Fabric, che include autorità di certificazione, nodi peer, servizio di ordinazione, canale, ecc.
4. Infine, abbiamo concluso l'articolo discutendo le principali differenze tra Bitcoin e HyperLedger Fabric.

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