Fabric區(qū)塊鏈中Python開發(fā)的示例分析

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1、Fabric區(qū)塊鏈Python開發(fā)課程概述

Hyperledger 是一個(gè)旨在推動(dòng)區(qū)塊鏈跨行業(yè)應(yīng)用的開源項(xiàng)目， 由 Linux基金會(huì)在2015年12月主導(dǎo)發(fā)起該項(xiàng)目， 成員包括金融、銀行、物聯(lián)網(wǎng)、供應(yīng)鏈、制造和科技等多個(gè)行業(yè)的領(lǐng)頭羊，托管了眾多面向企業(yè)的區(qū)塊鏈開源框架和工具：

Hyperledger Fabric（后文簡(jiǎn)稱Fabric）是其中發(fā)展最好的一個(gè)__企業(yè)級(jí)區(qū)塊鏈平臺(tái)__，最初由Digital Asset和IBM 貢獻(xiàn)，目前已經(jīng)應(yīng)用于沃爾瑪?shù)氖澄锼菰存湥‵oodtrust）和馬士基的物流跟蹤鏈（TradeLens）中， 代表了當(dāng)下企業(yè)級(jí)區(qū)塊鏈應(yīng)用的最高水平?？梢哉J(rèn)為Fabric是一種聯(lián)盟鏈（Consortium Blockchain）平臺(tái)， 它適合構(gòu)建跨越多個(gè)企業(yè)邊界的去中心化應(yīng)用。

由于Fabric項(xiàng)目的目標(biāo)是應(yīng)用于相對(duì)可信的企業(yè)聯(lián)盟環(huán)境，因此其設(shè)計(jì)思路與比特幣、以太坊 等公鏈平臺(tái)有明顯的差異。Fabric借鑒了區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但引入了相當(dāng)多的身份驗(yàn)證與 權(quán)限控制機(jī)制，以及數(shù)據(jù)隱私保護(hù)機(jī)制，以適應(yīng)企業(yè)級(jí)應(yīng)用的要求。同時(shí)由于企業(yè)聯(lián)盟環(huán)境 要比完全開放的公鏈環(huán)境可控，因此Fabric沒有強(qiáng)調(diào)其共識(shí)體系對(duì)拜占庭容錯(cuò)的實(shí)現(xiàn)，允許使用 非拜占庭容錯(cuò)算法建立共識(shí)，從而可以達(dá)到相當(dāng)實(shí)用的交易吞吐量。

2、Fabric的定位與特點(diǎn)

毫無疑問，F(xiàn)abric是受到比特幣的啟發(fā)而誕生的，因此它借鑒了比特幣、以太坊這些公鏈中的一些 核心特性，例如采用不可篡改的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)來保存數(shù)據(jù)、采用非對(duì)稱加密技術(shù)來進(jìn)行身份識(shí)別與認(rèn)證、支持智能合約等等。

但是Fabric定位于企業(yè)級(jí)的分布式賬本技術(shù)（DLT - D istributed L edger T echnology）平臺(tái)，它的主要目的是為跨越多個(gè)企業(yè)邊界的活動(dòng)提供不可篡改的分布式記賬平臺(tái)。例如在食物溯源應(yīng)用中，為了讓消費(fèi)者可以了解到所購買食物是否安全，就必須將從農(nóng)場(chǎng)到加工商、分銷商、零售商乃至監(jiān)管機(jī)構(gòu)等各個(gè)環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)與放行信息記錄到區(qū)塊鏈上，以保證溯源信息的透明與可信：

因此Fabric是一種聯(lián)盟鏈（Consortium Blockchain），它適合在多個(gè)企業(yè)間實(shí)現(xiàn)分布式記賬，這一 定位使Fabric的實(shí)現(xiàn)與以太坊這樣的公鏈有了明顯的差異：

分布式賬本 vs. 區(qū)塊鏈

分布式賬本是比區(qū)塊鏈更加寬泛的概念，可以認(rèn)為區(qū)塊鏈只是分布式賬本的一種實(shí)現(xiàn)技術(shù)， 其他的分布式賬本實(shí)現(xiàn)還包括哈希圖等。

去中心化 vs. 分布式

Fabric淡化了去中心化（Decentralized），而以分布式（Distributed）代替，這一思路帶來了系統(tǒng)設(shè)計(jì) 與實(shí)現(xiàn)上的巨大影響。例如，在Fabric中，采用中心化的CA機(jī)制來發(fā)放證書，只有持有有效證書的節(jié)點(diǎn)和用戶才可以訪問區(qū)塊鏈上的賬本數(shù)據(jù)。因此Fabric是 許可制 / Permissioned 的區(qū)塊鏈，這與 不需要許可 / Permissionless 的以太坊這樣的公鏈形成了鮮明的對(duì)比。

拜占庭容錯(cuò) vs. 崩潰容錯(cuò)

由于采用許可機(jī)制，F(xiàn)abric也淡化了對(duì)不可信（Trustless）環(huán)境下共識(shí)達(dá)成的依賴性，而假設(shè)聯(lián)盟鏈中的企業(yè)有可能是值得信賴的，因此并不依賴于工作量證明這樣的拜占庭容錯(cuò)算法 —— 雖然Fabric模塊化的設(shè)計(jì)可以支持引入不同的共識(shí)算法實(shí)現(xiàn)，但目前的產(chǎn)品化方案是Kafka共識(shí)，它顯然是不能對(duì)抗拜占庭錯(cuò)誤的 —— 不過對(duì)不可信環(huán)境支持的淡化處理有利于提高交易的吞吐量，這對(duì)于企業(yè)級(jí)應(yīng)用也是有益的。

數(shù)據(jù)隱私保護(hù)

在另一方面，F(xiàn)abric強(qiáng)化了隱私保護(hù)能力。例如，F(xiàn)abric支持在同一套企業(yè)網(wǎng)絡(luò)上建立多個(gè)不同的 通道 / Channel，每一個(gè)通道都有自己的區(qū)塊鏈和訪問控制，彼此互不影響，這有利于復(fù)用基礎(chǔ)設(shè)施，例如不同企業(yè)間的銷售部門可以建立一個(gè)通道來分享市場(chǎng)數(shù)據(jù)，而這些企業(yè)間的研發(fā)部門可以建立另一個(gè)通道來分享技術(shù)數(shù)據(jù)。

Fabric并不是唯一的聯(lián)盟鏈解決方案，但目前可以說是最復(fù)雜的企業(yè)聯(lián)盟鏈實(shí)現(xiàn)，這種復(fù)雜性源于設(shè)計(jì)者對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的假設(shè)和推演，以及對(duì)Fabric廣泛適用性的考量，這是我們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中需要換位思考的一點(diǎn)。

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