Introdução ao HyperLedger Fabric na rede Blockchain

Este artigo foi publicado como parte do Blogathon de Ciência de Dados.

Introdução

O HyperLedger Fabric é uma infraestrutura de blockchain autorizada inicialmente desenvolvida pela IBM e pela Digital Asset. Ele é usado para fornecer uma arquitetura modular com um delineamento de funções entre os nós da infraestrutura.
Também é usado na execução de vários contratos inteligentes (também chamados de chaincode) e serviços configuráveis ​​de consenso e associação.
1. A Linux Foundation fundou o Hyperledger em 2015
2. O Hyperledger Fabric é uma plataforma para soluções de contabilidade distribuída em nível industrial.
3. Uma arquitetura modular – Oferece altos graus de confidencialidade, resiliência, flexibilidade e escalabilidade.
4. Ele foi projetado para oferecer suporte a implementações conectáveis ​​de diferentes componentes e acomodar a complexidade e os meandros do ecossistema econômico.
5. Embora a natureza permitida do Fabric possa ser vista como uma restrição, a modularidade da plataforma permite que os componentes, incluindo o mecanismo de consenso, sejam plug-and-play, permitindo que diferentes organizações selecionem os componentes mais apropriados para sua aplicação. É um dos aspectos críticos do Fabric que levou à sua adoção em muitos setores, incluindo finanças, saúde, cadeia de suprimentos e muito mais.

Vantagens do Hyperledger Fabric

Existem muitas vantagens do Hyperledger Fabric no Blockchain. A primeira vantagem é que o Fabric é muito flexível e pode ser usado para diversas aplicações. Por exemplo, podemos usar o Fabric para gerenciamento da cadeia de suprimentos, gerenciamento de identidade e outros aplicativos de negócios.

Outra vantagem do Fabric é que ele é muito escalável. O Fabric pode suportar milhares de transações por segundo. É essencial para empresas que precisam processar muitas transações.

Finalmente, o Fabric é muito seguro. O Fabric usa técnicas criptográficas para garantir que os dados não sejam adulterados. Isso torna o Fabric uma plataforma ideal para aplicativos que exigem um alto grau de segurança.

Frameworks e Ferramentas do HyperLedger em Blockchain

Muitas estruturas e ferramentas diferentes compõem o projeto Hyperledger. Aqui está uma breve visão geral de alguns dos mais importantes:

1. Tecido Hyperledger: Essa é a estrutura principal sobre a qual outras ferramentas e aplicativos são criados. É uma plataforma blockchain autorizada que suporta componentes conectáveis ​​para consenso, identidade e execução de contratos inteligentes.
2. Hiperledger Iroha: É uma plataforma blockchain simples, mas poderosa, projetada para aplicativos móveis e IoT.
3. Hyperledger Dente de serra: Essa plataforma blockchain modular oferece suporte a algoritmos de consenso dinâmico e permite permissões refinadas de usuários e aplicativos.
4. Compositor Hyperledger: Esta é uma ferramenta para desenvolver rapidamente aplicativos blockchain sobre o Hyperledger Fabric. Ele fornece um modelo de programação de alto nível e uma extensa biblioteca de componentes reutilizáveis.
5. Paquímetro Hyperledger: O Hyperledger Caliper é uma ferramenta de benchmarking de desempenho de código aberto para tecnologias blockchain desenvolvidas pelo projeto Hyperledger. Ele permite que os usuários meçam o desempenho de uma implementação de blockchain específica com um conjunto de casos de uso predefinidos.
A ferramenta foi projetada para ser extensível e suportar vários plug-ins para que possa ser facilmente adaptada a diferentes implementações de blockchain.

Componentes do Hyperledger Fabric

A plataforma Hyperledger Fabric possui cinco componentes principais:
1. A Autoridade Certificadora
2. Os nós pares que compõem a rede
3. O serviço de pedidos que mantém a ordem global das transações
4. O canal privado
5. O serviço de associação que gerencia as identidades dos participantes (Chaincode)

Fabric CA (autoridade certificadora)

Uma Autoridade de Certificação (CA) é um terceiro confiável que emite certificados digitais. Um certificado digital é um documento eletrônico usado para verificar a identidade de uma pessoa ou entidade. Ele contém a chave pública da pessoa ou entidade, informações sobre o emissor, a assinatura digital da CA e a data de validade do certificado.

A CA é responsável por verificar a identidade da pessoa ou entidade antes de emitir um certificado. Eles também gerenciam o processo de revogação, que é usado para invalidar um certificado se ele estiver comprometido ou não for mais necessário.

A CA é um componente crítico de uma rede Hyperledger Fabric. Eles são responsáveis ​​pela emissão de certificados digitais para os diversos componentes da rede, como os nodos requisitantes, nodos pares e identidades de usuários. Esses certificados são usados ​​para autenticar os componentes e estabelecer confiança entre eles.

Com uma CA, é mais fácil estabelecer confiança entre os componentes de uma rede Hyperledger Fabric.

Fluxo de Trabalho:

1. Deve assinar criptograficamente todas as operações executadas dentro do HyperLedger Fabric com este certificado.
2. Você pode adicionar atributos, funções
3. Os certificados são padrões X.509.
4. Você pode remover a necessidade de certificados se não precisar deles.
5. Chaincodes leem esses dados e tomam decisões de negócios.

Papel dos nós pares no Hyperledger Fabric

Os nós pares são o coração de qualquer livro distribuído ou rede blockchain. Eles são responsáveis ​​por validar e retransmitir transações e manter o estado do livro-razão. Na plataforma blockchain do Hyperledger Fabric, os peer nodes também executam contratos inteligentes, chamados chaincode, em nome dos clientes.

O papel dos nós pares é, portanto, crítico para o funcionamento adequado de uma rede blockchain. Sem nós pares, não haveria registro distribuído e nem blockchain.

Existem dois tipos de nós pares no Hyperledger Fabric: endossando pares e confirmando pares. Os peers endossantes são responsáveis ​​por validar as transações e executar o chaincode. Os pares de confirmação são responsáveis ​​por gravar transações no livro-razão e manter o estado do livro-razão.

Ambos os nós pares são essenciais para o funcionamento adequado da plataforma Hyperledger Fabric. O endosso de pares garante que as transações sejam válidas antes de serem confirmadas no livro-razão. Comprometer pares para garantir que o estado do livro-razão seja preciso e atualizado.

Papel do serviço de pedidos no Hyperledger Fabric

Em uma rede Hyperledger Fabric, o serviço de pedidos é responsável por criar e manter uma sequência de blocos, que são entregues aos pares apropriados na rede. Uma única entidade pode executar o serviço de pedidos ou ser distribuída entre várias entidades.

O serviço de pedidos é um componente crítico de uma rede Hyperledger Fabric, garantindo que todas as transações sejam processadas de forma consistente. Garantir a precisão do livro razão e manter a confidencialidade das transações é essencial.

O serviço de pedidos também é responsável por criar novos blocos no ledger. Isso é feito selecionando as transações que devem ser incluídas no próximo bloco e empacotando-as em um bloco. O serviço de pedido então assina o bloco e o transmite para os outros pares na rede.

O serviço de pedidos é uma parte crucial da rede Hyperledger Fabric e desempenha um papel vital na garantia da precisão e confidencialidade das transações.

Papel do canal no Hyperledger Fabric

O canal no Hyperledger Fabric é uma “sub-rede” privada de comunicação entre dois ou mais membros específicos da rede para conduzir transações privadas e confidenciais.

O canal permite que os membros troquem transações sem interagir com o restante da rede. Ele permite um alto grau de privacidade e confidencialidade e melhor desempenho.

O canal também é o mecanismo que permite a criação de “contratos inteligentes”, ou chaincode, que podem ser usados ​​para facilitar as transações entre os membros.

Para criar um canal, os membros devem primeiro entrar na rede. Depois de entrar, eles podem criar um canal e convidar outros membros para participar.

Uma vez criado um canal, os membros podem trocar transações entre si. Essas transações não serão visíveis para o restante da rede.

Para garantir privacidade e confidencialidade, os membros de um canal devem usar assinaturas digitais ao trocar transações.

Chaincode no Hyperledger Fabric

No Hyperledger Fabric, chaincode é um programa escrito em Go, Java ou Node.js e implantado em uma rede de pares do Hyperledger Fabric. Chaincode é usado para gerenciar o estado do livro-razão, que inclui os ativos e transações no livro-razão.

Chamadas de aplicativos acionam o Chaincode. Quando um aplicativo invoca uma função chaincode, o chaincode lerá e gravará variáveis ​​de estado do razão. O chaincode também pode reunir outros chaincodes. Por exemplo, chaincode A pode invocar chaincode B para ler um valor definido por chaincode B.

O Chaincode tem acesso a um conjunto de funções integradas que permitem consultar e atualizar o estado do registro. Por exemplo, chaincode pode usar a função GetState() para ler um valor do estado do ledger e a função PutState() para gravar um negócio no estado do ledger.

O que é o Hyperledger Composer?

O Hyperledger Composer é uma ferramenta para construir rapidamente redes de negócios blockchain.

É um conjunto de ferramentas de desenvolvimento de código aberto que facilita a implantação e o gerenciamento de aplicativos blockchain na plataforma Hyperledger Fabric.

O Composer fornece uma linguagem de modelagem para descrever a estrutura de uma rede de negócios e um conjunto de ferramentas abrangentes para desenvolver, implantar e administrar a rede de negócios.

O conjunto de ferramentas inclui uma linguagem de modelagem, um ambiente de desenvolvimento, uma interface de usuário e um conjunto de ferramentas de linha de comando.

O Composer foi projetado para facilitar o desenvolvimento de aplicativos blockchain que podem ser implantados na plataforma Hyperledger Fabric.

O conjunto de ferramentas inclui uma linguagem de modelagem que facilita a descrição da estrutura de uma rede de negócios.

A linguagem de modelagem é baseada na Unified Modeling Language (UML) e usa uma notação gráfica para representar a rede de negócios.

Conclusão

Termina nossa discussão sobre o HyperLedger Fabric. Aprendemos tudo sobre o HyperLedger Fabric e seu fluxo de trabalho. Fora isso, existem muitos outros protocolos blockchain. Alguns protocolos muito famosos dos quais você já ouviu falar são os protocolos Bitcoin e Ethereum.

Existem muitas diferenças críticas entre o protocolo Bitcoin e o HyperLedger Fabric, algumas das quais discutiremos aqui.

Bitcoin é um blockchain público, enquanto o Hyperledger Fabric é um blockchain privado. Qualquer pessoa pode ingressar na rede Bitcoin e visualizar ou adicionar ao livro razão. Por outro lado, o acesso à rede Hyperledger Fabric é restrito àqueles com permissão dos administradores de rede.

Outra diferença é que o Bitcoin usa um algoritmo de consenso Proof-of-Work, enquanto o Hyperledger Fabric usa um algoritmo de consenso Practical Byzantine Fault Tolerance. Para adicionar um novo bloco ao blockchain do Bitcoin, os mineradores devem resolver um complexo quebra-cabeça computacional. Por outro lado, para adicionar um novo bloco ao blockchain do Hyperledger Fabric, o consenso deve ser alcançado pela maioria dos participantes da rede.

Finalmente, as transações Bitcoin são anônimas, enquanto as transações do Hyperledger Fabric não são. Isso ocorre porque o Hyperledger Fabric usa redes permitidas, o que significa que cada participante deve ser identificado e verificado antes de poder acessar a rede.

Principais conclusões deste artigo:
1. Em primeiro lugar, discutimos o HyperLedger Fabric e suas vantagens.
2. Em seguida, vimos várias estruturas que usam a tecnologia HyperLedger.
3. Depois disso, discutimos todos os componentes de um HyperLedger Fabric, que inclui autoridade de certificação, nós de mesmo nível, serviço de pedidos, canal, etc.
4. Finalmente, concluímos o artigo discutindo as principais diferenças entre o Bitcoin e o HyperLedger Fabric.

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• Fonte: https://www.analyticsvidhya.com/blog/2022/12/introduction-to-hyperledger-fabric-in-blockchain-network/