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面向区块链网络的 Hyperledger Fabric 的 6 大技术优势

最新的 Hyperledger 有何独到之处,为什么它对业务网络至关重要,如何开始使用它

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借助其彻底改变行业运营模式的潜力,区块链正成为全球最激动人心的新技术之一。为您的行业解决方案选择区块链平台时,要考虑的最重要的属性有哪些?这个 6 大优势列表将逐一剖析这些属性。

Hyperledger Fabric™ 是 The Linux Foundation® 主办的 Hyperledger® 项目之一。Hyperledger Fabric 旨在作为开发模块化体系结构的区块链应用程序的基础,以便诸如共识和会员服务等组件可以即插即用。它使用容器技术来托管构成系统应用逻辑的智能合约(也称为链代码)。 简而言之,Hyperledger Fabric是为企业构建的领先的开源、通用区块链结构。它是我们将在这里详细介绍的企业级区块链网络的 6 个基本属性的支撑平台。

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获得许可的成员

Hyperledger Fabric 因作为许可网络的平台而闻名,其中的所有参与者都有已知的身份。考虑许可网络时,您应该考虑自己的区块链用例是否需要遵守数据保护法规。许多用例(具体来讲,是在金融领域和医疗行业中的许多用例)都需要遵守数据保护法律,要求知道网络成员和访问特定数据的人的身份。

例如,假设有一家私募股权公司。根据定义,私募股权不在证券交易所公开交易,而且它的投资者通常是风险投资公司、私募股权公司或天使投资者。此网络的参与者需要是已知的,而且在资本投资方面具有可信度,然后才能参与区块链。

2

性能、可伸缩性和信任水平

Hyperledger Fabric 构建于一种模块化架构之上,该架构将交易处理分为 3 个阶段:分布式逻辑处理和协商(“链代码”)、交易订购,以及交易验证和提交。这种分离提供了一些优势:不同节点类型之间需要的信任和验证水平更低,网络可伸缩性和性能得到了优化。

为了进行演示,让我们看看 Hyperledger Fabric v1.0 中的交易流,如图 1 所示。(图中的术语已在 Hyperledger Fabric 术语库中定义。)

从图的左侧开始:1) 应用程序将交易提案提交给背书对等节点。2) 背书策略规定需要多少个背书者和/或何种背书者组合来签署提案。背书者执行链代码,以便在网络对等节点中模拟该提案,并创建一个读/写集。3) 然后背书对等节点将经过签署的提案回复(背书)发回给应用程序。4) 应用程序将交易和签名提交给订购服务,后者 5) 创建一批或一组交易,并将它们传送给提交对等节点。6) 提交对等节点收到一批交易后,对于每个交易,它会 7) 确认满足背书策略,并检查读/写集以检测冲突的交易。如果两项检查都通过,则将该组交易提交到账本,并在状态数据库中反映出每个交易的状态更新。

图 1. Hyperledger Fabric v1.0 中的交易生命周期
交易生命周期
交易生命周期

因为在新的 v1.0 架构中,仅在网络上发送签名和读/写集,所以可伸缩性和性能得到了优化。此外,因为仅背书者和提交者能够真正看到该交易,所以区块链系统的不同部分中需要的信任水平更低,提供了更高的安全性。

例如,在资本市场中,购买和销售基于股权的证券或债务,由于参与者数量增多,所以交易量也在增加。更多的交易要求更高的可伸缩性和性能,Hyperledger Fabric v1.0 提供了这一优势,该优势从某种程度上讲归功于链代码执行过程的拆分。

拆分链代码执行还在网络中实现了动态增长。在 Hyperledger Fabric v1.0 中,可以动态地或以编程方式添加对等节点,而不是像 v0.6 中一样静态添加。例如,假设一家管理外汇汇率的公司要向网络中添加一家新银行。在 Hyperledger Fabric v1.0 中,他们能够以编程方式完成此操作。

3

以“需要知道”为原则来公开数据

由于竞争形势、保护法律和有关个人数据机密性的法规,企业规定需要确保某些数据元素的隐私,这可以通过区块链上的数据分区来实现。Hyperledger Fabric 中支持的渠道允许仅将数据传递给需要知道的相关方。

例如,许多金融实体表明担忧竞争对手看到所处理的交易数量。一些金融机构没有考虑通过“足够”的加密来保护其数据。考虑到这种情况,一些金融工具可能需要 10 年或更长时间才会发挥价值,随着时间的推移,密码被破解的风险可能使私有信息变成公开信息。渠道有助于提供数据分区功能,只有需要知道数据的相关方才能看到交易数量和数据本身。

4

对不可变分布式账本的丰富查询

账本是区块链应用程序的状态过渡的有序记录。每个交易都会产生一组资产键值对,这些信息以创建、更新或删除数据的形式提交给账本。v1.0 的不可变事实来源被附加到嵌入了 LevelDB 的对等节点的文件系统中。

默认情况下,LevelDB 有一个键值数据库,支持键查询、组合键查询和键范围查询。如果还需要复杂的富格式查询,CouchDB 支持 LevelDB 的基本功能,并添加了全面的富数据查询。可以选择支持 CouchDB 等文档数据库,内容需是 JSON 格式,而且完全可查询,其数据模型应与现有的键/值编程模型兼容。因此,在利用 CouchDB 时,如果将链代码数据建模为 JSON,则不需要更改应用程序。

这种 JSON 格式有助于最大限度减少生成简单报告和执行审计功能所需的工作。例如,在供应链场景中,可以使用 JSON 文档样式来帮助列出商品和运输实体的特定数据。对于运送到资产最终目的地的过程中涉及的位置和运输实体,可以轻松地为它们生成资产报告。

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支持插件组件的模块化架构

Hyperledger Fabric 架构的模块化使网络设计师能够插入其首选实现的组件,这是一个优势。呼声最高的模块化区域之一是“自带身份”。一些多公司网络已拥有身份管理功能,并希望重用该功能,而不是重新构建它。该架构中可轻松插入的其他组件包括一致性或加密组件,其中一些国家/地区有自己的加密标准。

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保护数字密钥和敏感数据

HSM(硬件安全模块)支持对保护和管理数字密钥来实现强身份验证至关重要。Hyperledger Fabric 提供了经过修改和未经修改的 PKCS11 来生成密钥,这支持处理各种情况,比如需要更多保护的身份管理。对于处理身份管理的场景,HSM 增加了对密钥和敏感数据的保护。

后续行动


要进一步了解开源 Hyperledger Fabric 的起源、它的架构,以及如何为该项目做出贡献,请观看以下视频:使用 Hyperledger 项目构建企业级区块链


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ArticleTitle=面向区块链网络的 Hyperledger Fabric 的 6 大技术优势
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