Wprowadzenie do HyperLedger Fabric w sieci Blockchain

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

Ten artykuł został opublikowany jako część Blogathon Data Science.

Wprowadzenie

HyperLedger Fabric to licencjonowana infrastruktura łańcucha bloków, początkowo opracowana przez IBM i Digital Asset. Służy do zapewnienia modułowej architektury z wytyczeniem ról między węzłami w infrastrukturze.
Jest również używany do wykonywania różnych inteligentnych kontraktów (zwanych również kodem łańcuchowym) oraz konfigurowalnych usług konsensusu i członkostwa.
1. Linux Foundation założyła Hyperledger w 2015 roku
2. Hyperledger Fabric to platforma dla rozwiązań rozproszonej księgi rachunkowej na poziomie przemysłowym.
3. Architektura modułowa — zapewnia wysoki stopień poufności, odporności, elastyczności i skalowalności.
4. Został zaprojektowany do obsługi wtykowych implementacji różnych komponentów i dostosowania się do złożoności i zawiłości całego ekosystemu gospodarczego.
5. Chociaż dopuszczalna natura Fabric może być postrzegana jako ograniczenie, modułowość platformy pozwala komponentom, w tym mechanizmowi konsensusu, działać na zasadzie plug-and-play, umożliwiając różnym organizacjom wybór najbardziej odpowiednich komponentów do ich zastosowania. Jest to jeden z krytycznych aspektów Fabric, który doprowadził do jego przyjęcia w wielu branżach, w tym w finansach, opiece zdrowotnej, łańcuchu dostaw i innych.

Tkanina HyperLedger — Źródło – github.com

Zalety Hyperledger Fabric

Istnieje wiele zalet Hyperledger Fabric w Blockchain. Pierwszą zaletą jest to, że Fabric jest bardzo elastyczny i może być używany do różnych zastosowań. Na przykład możemy używać Fabric do zarządzania łańcuchem dostaw, zarządzania tożsamością i innych aplikacji biznesowych.

Kolejną zaletą Fabric jest to, że jest bardzo skalowalny. Sieć szkieletowa może obsługiwać tysiące transakcji na sekundę. Jest to niezbędne dla firm, które muszą przetwarzać wiele transakcji.

Wreszcie Fabric jest bardzo bezpieczny. Fabric wykorzystuje techniki kryptograficzne, aby zapewnić, że dane nie zostaną naruszone. To sprawia, że Fabric jest idealną platformą dla aplikacji wymagających wysokiego stopnia bezpieczeństwa.

Frameworki i narzędzia HyperLedger w Blockchain

Na projekt Hyperledger składa się wiele różnych frameworków i narzędzi. Oto krótki przegląd niektórych z najważniejszych:

1. Tkanina Hyperledgera: Jest to podstawowa struktura, na której zbudowane są inne narzędzia i aplikacje. Jest to licencjonowana platforma blockchain, która obsługuje podłączane komponenty do konsensusu, tożsamości i inteligentnej realizacji kontraktów.
2. Hyperledger Iroha: Jest to prosta, ale potężna, licencjonowana platforma blockchain przeznaczona do aplikacji mobilnych i IoT.
3. Piłokształtny Hyperledger: Ta modułowa platforma blockchain obsługuje dynamiczne algorytmy konsensusu i pozwala na precyzyjne uprawnienia użytkowników i aplikacji.
4. Kompozytor Hyperledgera: Jest to narzędzie do szybkiego tworzenia aplikacji blockchain na bazie Hyperledger Fabric. Zapewnia model programowania wysokiego poziomu i obszerną bibliotekę komponentów wielokrotnego użytku.
5. Suwmiarka Hyperledgera: Hyperledger Caliper to otwarte narzędzie do testowania wydajności technologii blockchain opracowane w ramach projektu Hyperledger. Pozwala użytkownikom mierzyć wydajność konkretnej implementacji łańcucha bloków za pomocą zestawu predefiniowanych przypadków użycia.
Narzędzie zostało zaprojektowane tak, aby było rozszerzalne i obsługiwało wiele wtyczek, dzięki czemu można je łatwo dostosować do różnych implementacji łańcucha bloków.

Komponenty Hyperledger Fabric

Platforma Hyperledger Fabric składa się z pięciu głównych komponentów:
1. Urząd certyfikacji
2. Węzły równorzędne tworzące sieć
3. Usługa zamawiania, która utrzymuje globalne porządkowanie transakcji
4. Kanał prywatny
5. Usługa członkowska, która zarządza tożsamościami uczestników (Chaincode)

Fabric CA (urząd certyfikacji)

Urząd certyfikacji (CA) to zaufana strona trzecia, która wydaje certyfikaty cyfrowe. Certyfikat cyfrowy to dokument elektroniczny służący do weryfikacji tożsamości osoby lub podmiotu. Zawiera klucz publiczny osoby lub podmiotu, informacje o wystawcy, podpis cyfrowy urzędu certyfikacji oraz datę wygaśnięcia certyfikatu.

Urząd certyfikacji jest odpowiedzialny za weryfikację tożsamości osoby lub podmiotu przed wydaniem certyfikatu. Zarządzają również procesem unieważniania, który służy do unieważnienia certyfikatu, jeśli został naruszony lub nie jest już potrzebny.

Urząd certyfikacji jest kluczowym elementem sieci Hyperledger Fabric. Są odpowiedzialni za wydawanie certyfikatów cyfrowych różnym komponentom sieci, takim jak węzły zlecające, węzły równorzędne i tożsamości użytkowników. Certyfikaty te służą do uwierzytelniania komponentów i ustanawiania zaufania między nimi.

Dzięki urzędowi certyfikacji łatwiej jest ustanowić zaufanie między komponentami sieci Hyperledger Fabric.

Workflow:

1. Musi podpisywać kryptograficznie każdą operację wykonaną w HyperLedger Fabric tym certyfikatem.
2. Możesz dodawać atrybuty, role
3. Certyfikaty to standardy X.509.
4. Możesz usunąć konieczność posiadania certyfikatów, jeśli ich nie potrzebujesz.
5. Chaincodes odczytują te dane i podejmują decyzje biznesowe.

Źródło – Google

Rola węzłów równorzędnych w Hyperledger Fabric

Węzły równorzędne są sercem każdej rozproszonej księgi głównej lub sieci blockchain. Są odpowiedzialni za sprawdzanie poprawności i przekazywanie transakcji oraz utrzymywanie stanu księgi. Na platformie blockchain Hyperledger Fabric węzły równorzędne wykonują również inteligentne kontrakty, zwane chaincode, w imieniu klientów.

Rola węzłów równorzędnych jest zatem kluczowa dla prawidłowego funkcjonowania sieci blockchain. Bez węzłów równorzędnych nie byłoby rozproszonej księgi ani łańcucha bloków.

Istnieją dwa typy węzłów równorzędnych w Hyperledger Fabric: zatwierdzające elementy równorzędne i zatwierdzające elementy równorzędne. Partnerzy zatwierdzający są odpowiedzialni za sprawdzanie poprawności transakcji i wykonywanie kodu łańcuchowego. Pełnomocnicy zobowiązani są odpowiedzialni za zapisywanie transakcji w księdze i utrzymywanie stanu księgi.

Oba węzły równorzędne są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania platformy Hyperledger Fabric. Zatwierdzanie rówieśników zapewnia, że transakcje są ważne przed zatwierdzeniem do księgi. Zaangażowanie rówieśników w celu zapewnienia, że stan księgi głównej jest dokładny i aktualny.

Rola zamawiania usług w Hyperledger Fabric

W sieci Hyperledger Fabric usługa zamawiania odpowiada za tworzenie i utrzymywanie sekwencji bloków, które są następnie dostarczane do odpowiednich peerów w sieci. Pojedynczy podmiot może prowadzić usługę zamawiania lub być rozproszony między wiele podmiotów.

Usługa zamawiania jest kluczowym elementem sieci Hyperledger Fabric, zapewniającym spójne przetwarzanie wszystkich transakcji. Niezbędne jest zapewnienie dokładności księgi i zachowanie poufności transakcji.

Obsługa zamawiającego odpowiada również za tworzenie nowych bloków na księdze. Odbywa się to poprzez wybranie transakcji, które mają znaleźć się w kolejnym bloku i spakowanie ich w blok. Usługa zamawiająca następnie podpisuje blok i rozgłasza go do innych peerów w sieci.

Usługa zamawiania jest kluczową częścią sieci Hyperledger Fabric i odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu dokładności i poufności transakcji.

Rola kanału w Hyperledger Fabric

Kanał w Hyperledger Fabric to prywatna „podsieć” komunikacji między dwoma lub więcej określonymi członkami sieci w celu przeprowadzania prywatnych i poufnych transakcji.

Kanał umożliwia członkom wymianę transakcji bez interakcji z resztą sieci. Pozwala na wysoki stopień prywatności i poufności oraz lepszą wydajność.

Kanał jest także mechanizmem umożliwiającym tworzenie „inteligentnych kontraktów”, czyli kodu łańcuchowego, który może być wykorzystany do ułatwienia transakcji między członkami.

Aby utworzyć kanał, członkowie muszą najpierw dołączyć do sieci. Po wejściu mogą utworzyć kanał i zaprosić innych członków do dołączenia do niego.

Po utworzeniu kanału członkowie mogą wymieniać między sobą transakcje. Transakcje te nie będą widoczne dla reszty sieci.

Aby zapewnić prywatność i poufność, członkowie kanału muszą używać podpisów cyfrowych podczas wymiany transakcji.

Chaincode w Hyperledger Fabric

W Hyperledger Fabric chaincode to program napisany w Go, Java lub Node.js i wdrożony w sieci równorzędnych Hyperledger Fabric. Chaincode służy do zarządzania stanem księgi, który obejmuje aktywa i transakcje w księdze.

Wywołania z aplikacji wyzwalają Chaincode. Gdy aplikacja wywołuje funkcję kodu łańcuchowego, kod łańcuchowy odczytuje i zapisuje zmienne stanu księgi. Kod łańcucha może również gromadzić inne kody łańcucha. Na przykład kod łańcucha A może wywołać kod łańcucha B, aby odczytać wartość ustawioną przez kod łańcucha B.

Chaincode ma dostęp do zestawu wbudowanych funkcji, które pozwalają mu wysyłać zapytania i aktualizować stan księgi. Na przykład chaincode może używać funkcji GetState() do odczytywania wartości ze stanu księgi i funkcji PutState() do zapisywania transakcji w stanie księgi.

Co to jest Hyperledger Composer?

Hyperledger Composer to narzędzie do szybkiego budowania sieci biznesowych typu blockchain.

Jest to zestaw narzędzi programistycznych typu open source, który ułatwia wdrażanie aplikacji blockchain i zarządzanie nimi na platformie Hyperledger Fabric.

Composer zapewnia język modelowania do opisu struktury sieci biznesowej oraz zestaw kompleksowych narzędzi do tworzenia, wdrażania i administrowania siecią biznesową.

Zestaw narzędzi obejmuje język modelowania, środowisko programistyczne, interfejs użytkownika oraz zestaw narzędzi wiersza poleceń.

Composer został zaprojektowany, aby ułatwić tworzenie aplikacji typu blockchain, które można wdrożyć na platformie Hyperledger Fabric.

Zestaw narzędzi zawiera język modelowania, który ułatwia opisanie struktury sieci biznesowej.

Język modelowania jest oparty na UML (Unified Modeling Language) i wykorzystuje notację graficzną do reprezentowania sieci biznesowej.

Wnioski

To kończy naszą dyskusję na temat HyperLedger Fabric. Dowiedzieliśmy się wszystkiego o HyperLedger Fabric i jego przepływie pracy. Poza tym istnieje o wiele więcej protokołów blockchain. Niektóre bardzo znane protokoły, o których słyszałeś, to protokoły Bitcoin i Ethereum.

Istnieje wiele krytycznych różnic między protokołem Bitcoin a HyperLedger Fabric, z których niektóre omówimy tutaj.

Bitcoin to publiczny łańcuch bloków, podczas gdy Hyperledger Fabric to prywatny łańcuch bloków. Każdy może dołączyć do sieci Bitcoin i przeglądać lub dodawać do księgi. Natomiast dostęp do sieci Hyperledger Fabric jest ograniczony do osób posiadających pozwolenie od administratorów sieci.

Inną różnicą jest to, że Bitcoin wykorzystuje algorytm konsensusu Proof-of-Work, podczas gdy Hyperledger Fabric wykorzystuje algorytm konsensusu Practical Byzantine Fault Tolerance. Aby dodać nowy blok do łańcucha bloków Bitcoin, górnicy muszą rozwiązać skomplikowaną zagadkę obliczeniową. Z drugiej strony, aby dodać nowy blok do blockchaina Hyperledger Fabric, musi dojść do konsensusu większości uczestników sieci.

Wreszcie, transakcje Bitcoin są anonimowe, podczas gdy transakcje Hyperledger Fabric nie. Dzieje się tak, ponieważ Hyperledger Fabric korzysta z sieci z uprawnieniami, co oznacza, że każdy uczestnik musi zostać zidentyfikowany i zweryfikowany przed uzyskaniem dostępu do sieci.

Kluczowe wnioski z tego artykułu:
1. Najpierw omówiliśmy HyperLedger Fabric i jego zalety.
2. Następnie widzieliśmy różne frameworki wykorzystujące technologię HyperLedger.
3. Następnie omówiliśmy wszystkie komponenty HyperLedger Fabric, w tym urząd certyfikacji, węzły równorzędne, usługę zamawiania, kanał itp.
4. Na koniec zakończyliśmy artykuł omówieniem kluczowych różnic między Bitcoinem a HyperLedger Fabric.

To wszystko na teraz. Ufam, że podobało ci się czytanie posta. Jeśli masz jakieś pytania lub pomysły, zostaw komentarz poniżej. Możesz także dodać mnie jako połączenie na LinkedIn. Współpraca z Tobą sprawi mi ogromną przyjemność.

Czy mógłbyś sprawdzić moje inne towary również?

Dzięki za przeczytanie, 😊

GitHub | Instagram | Facebook

Media pokazane w tym artykule nie są własnością Analytics Vidhya i są wykorzystywane według uznania Autora.