डमीहरूको लागि हाइपरलेजर कपडा

उद्यमको लागि ब्लकचेन प्लेटफर्म

शुभ दिउँसो, प्रिय पाठकहरू, मेरो नाम निकोले नेफेडोभ हो, म IBM मा प्राविधिक विशेषज्ञ हुँ, यस लेखमा म तपाईंलाई ब्लकचेन प्लेटफर्म - Hyperledger Fabric मा परिचय गराउन चाहन्छु। प्लेटफर्म उद्यम-वर्ग व्यापार अनुप्रयोगहरू निर्माण गर्न डिजाइन गरिएको हो। लेखको स्तर IT प्रविधिहरूको आधारभूत ज्ञान भएका अप्रस्तुत पाठकहरूका लागि हो।

Hyperledger Fabric एक ओपन सोर्स प्रोजेक्ट हो, ओपन सोर्स हाइपरलेजर प्रोजेक्ट को एक शाखा, लिनक्स फाउन्डेशन को एक कन्सोर्टियम। Hyperledger Fabric मूलतः डिजिटल सम्पत्ति र IBM द्वारा सुरु गरिएको थियो। Hyperledger Fabric प्लेटफर्मको मुख्य विशेषता भनेको उद्यम प्रयोगमा केन्द्रित हुनु हो। तसर्थ, लेनदेनको उच्च गति र तिनीहरूको कम लागत, साथै सबै सहभागीहरूको पहिचानलाई ध्यानमा राखेर प्लेटफर्म विकसित गरिएको थियो। यी फाइदाहरू लेनदेन प्रमाणिकरण सेवाको पृथकीकरण र वितरित रजिस्ट्रीको नयाँ ब्लकहरूको गठन, साथै प्रमाणीकरण केन्द्रको प्रयोग र सहभागीहरूको प्राधिकरणको माध्यमबाट प्राप्त गरिन्छ।

मेरो लेख Hyperledger Fabric को बारे मा लेख को एक श्रृंखला को एक भाग हो, जस भित्र हामी एक विश्वविद्यालय मा प्रवेश गर्ने विद्यार्थीहरु को रेकर्ड को लागी एक प्रणाली परियोजना को वर्णन गर्दछ।

हाइपरलेजर कपडाको सामान्य वास्तुकला

Hyperledger Fabric एक वितरित ब्लकचेन नेटवर्क हो जुन नेटवर्क नोडहरूमा स्थापना गरिएका विभिन्न कार्यात्मक घटकहरू समावेश गर्दछ। हाइपरलेजर कपडा कम्पोनेन्टहरू डकर कन्टेनरहरू हुन् जुन स्वतन्त्र रूपमा DockerHub बाट डाउनलोड गर्न सकिन्छ। Hyperledger Fabric पनि Kubernetes वातावरणमा चलाउन सकिन्छ।

स्मार्ट अनुबंधहरू लेख्न (हाइपरलेजर कपडाको सन्दर्भमा चेनकोड), हामीले गोलाङ्ग प्रयोग गर्यौं (यद्यपि हाइपरलेजर कपडाले अन्य भाषाहरूको प्रयोगलाई अनुमति दिन्छ)। अनुकूलन अनुप्रयोग विकास गर्न, हाम्रो मामलामा, हामीले सम्बन्धित Hyperledger Fabric SDK सँग Node.js प्रयोग गर्यौं।

नोडहरूले व्यापार तर्क (स्मार्ट अनुबंध) - चेनकोड कार्यान्वयन गर्दछ, वितरित रजिस्ट्री (लेजर डाटा) को स्थिति भण्डारण गर्दछ र प्लेटफर्मको अन्य प्रणाली सेवाहरू कार्यान्वयन गर्दछ। नोड भनेको तार्किक एकाइ मात्र हो; एउटै भौतिक सर्भरमा विभिन्न नोडहरू अवस्थित हुन सक्छन्। नोडहरू कसरी समूहबद्ध हुन्छन् (विश्वसनीय डोमेन) र तिनीहरूसँग सम्बन्धित ब्लकचेन सञ्जालका कुन कार्यहरू छन् भन्ने कुरा धेरै महत्त्वपूर्ण छ।

सामान्य वास्तुकला यस्तो देखिन्छ:

चित्र १. हाइपरलेजर कपडाको सामान्य वास्तुकला

प्रयोगकर्ता अनुप्रयोग (सबमिटिङ क्लाइन्ट) एक अनुप्रयोग हो जसको साथ प्रयोगकर्ताहरूले ब्लकचेन नेटवर्कसँग काम गर्छन्। काम गर्नको लागि, तपाईंसँग नेटवर्कमा विभिन्न प्रकारका कार्यहरूका लागि अधिकृत र उपयुक्त अधिकारहरू हुनुपर्छ।

साथीहरू धेरै भूमिकाहरूमा आउँछन्:

• Endorsing Peer एउटा नोड हो जसले लेनदेनको कार्यान्वयनलाई अनुकरण गर्छ (स्मार्ट अनुबंध कोड कार्यान्वयन गर्दछ)। स्मार्ट अनुबंधको प्रमाणीकरण र कार्यान्वयन पछि, नोडले यसको हस्ताक्षर सहित ग्राहक अनुप्रयोगमा कार्यान्वयन परिणामहरू फर्काउँछ।
• अर्डरिङ सेवा धेरै नोडहरूमा वितरित सेवा हो, वितरित रजिस्ट्रीको नयाँ ब्लकहरू उत्पन्न गर्न र लेनदेनको कार्यान्वयनको लागि लाम सिर्जना गर्न प्रयोग गरिन्छ। अर्डरिङ सेवाले रजिस्ट्रीमा नयाँ ब्लकहरू थप्दैन (यस सुविधालाई कार्यसम्पादन सुधार गर्न प्रतिबद्ध साथीहरूमा सारिएको छ)।
• Committing Peer एउटा नोड हो जसमा वितरित रजिस्ट्री हुन्छ र रजिस्ट्रीमा नयाँ ब्लकहरू थपिन्छ (जुन अर्डरिङ सेवाद्वारा उत्पन्न गरिएको थियो)। सबै प्रतिबद्ध साथीहरूले वितरित खाताको स्थानीय प्रतिलिपि समावेश गर्दछ। कमिटिङ्ग पियरले स्थानीय रूपमा नयाँ ब्लक थप्नु अघि वैधताको लागि ब्लक भित्रका सबै लेनदेनहरू जाँच गर्दछ।

अनुमोदन नीति लेनदेनको वैधता जाँच गर्ने नीति हो। यी नीतिहरूले नोडहरूको आवश्यक सेट परिभाषित गर्दछ जसमा लेनदेनलाई मान्य रूपमा मान्यता दिनको लागि स्मार्ट अनुबंध कार्यान्वयन हुनुपर्छ।

वितरित रजिस्ट्री - Lerger - दुई भागहरू मिलेर बनेको छ: WolrldState (राज्य डाटाबेस पनि भनिन्छ) र BlockChain।

BlockChain ब्लकहरूको एक श्रृंखला हो जसले वितरित रजिस्ट्री वस्तुहरूमा भएका सबै परिवर्तनहरूको रेकर्ड भण्डारण गर्दछ।

WolrldState एक वितरित खाता कम्पोनेन्ट हो जसले सबै वितरित खाता वस्तुहरूको हालको (कटिंग एज) मानहरू भण्डारण गर्दछ।

WorldState एक डाटाबेस हो, आधारभूत संस्करणमा - LevelDB वा थप जटिल - CouchDB, जसमा कुञ्जी-मान जोडीहरू छन्, उदाहरणका लागि: पहिलो नाम - इभान, अन्तिम नाम - इभानोभ, प्रणालीमा दर्ता मिति - 12.12.21/17.12.1961/XNUMX , जन्म मिति - १२/१७/१९६१, आदि। WorldState र वितरित रजिस्ट्री दिइएको च्यानलमा सबै सहभागीहरू बीच एकरूप हुनुपर्छ।

Hyperledger Fabric एउटा नेटवर्क हो जसमा सबै सहभागीहरूलाई चिनिन्छ र प्रमाणीकरण गरिन्छ, यसले एक समर्पित प्रमाणीकरण प्राधिकरण - CA (प्रमाणीकरण प्राधिकरण) प्रयोग गर्दछ। CA X.509 मानक र सार्वजनिक कुञ्जी पूर्वाधार - PKI मा आधारित छ।

सदस्यता सेवा एउटा सेवा हो जसको माध्यमबाट सदस्यहरूले कुनै वस्तु विशेष संस्था वा च्यानलसँग सम्बन्धित छन् भनी प्रमाणित गर्छन्।

लेनदेन - धेरै जसो केसहरूमा, वितरित रजिस्ट्रीमा नयाँ डाटा लेखिरहेको छ।
त्यहाँ च्यानलहरू वा स्मार्ट अनुबंधहरूको निर्माणको लागि लेनदेनहरू पनि छन्। लेनदेन प्रयोगकर्ता अनुप्रयोग द्वारा प्रारम्भ गरिएको छ र वितरित खातामा रेकर्ड संग समाप्त हुन्छ।

च्यानल एक बन्द सबनेटवर्क हो जसमा दुई वा बढी ब्लकचेन नेटवर्क सहभागीहरू हुन्छन्, जसलाई सहभागीहरूको सीमित तर ज्ञात सर्कल भित्र गोप्य लेनदेनहरू सञ्चालन गर्न डिजाइन गरिएको हो। च्यानल सहभागीहरू, यसको वितरित रजिस्ट्री, स्मार्ट अनुबंध, अर्डरिङ सेवा, वर्ल्डस्टेट द्वारा निर्धारण गरिन्छ। प्रत्येक च्यानल सहभागीलाई च्यानल पहुँच गर्न र विभिन्न प्रकारका लेनदेनहरू प्रदर्शन गर्ने अधिकार हुनुपर्दछ। प्राधिकरण सदस्यता सेवा प्रयोग गरी गरिन्छ।

सामान्य लेनदेन कार्यान्वयन परिदृश्य

अर्को, म उदाहरणको रूपमा हाम्रो परियोजना प्रयोग गरेर सामान्य लेनदेन कार्यान्वयन परिदृश्यको बारेमा कुरा गर्न चाहन्छु।

हाम्रो आन्तरिक परियोजनाको भागको रूपमा, हामीले हाइपरलेजर फेब्रिक नेटवर्क सिर्जना गर्यौं, जुन विश्वविद्यालयहरूमा प्रवेश गर्ने विद्यार्थीहरूको लागि दर्ता र खाता बनाउन डिजाइन गरिएको हो। हाम्रो नेटवर्कमा युनिभर्सिटी ए र युनिभर्सिटी बीसँग सम्बन्धित दुईवटा संस्थाहरू छन्। प्रत्येक संस्थामा क्लाइन्ट एप्लिकेसन, साथै यसको आफ्नै प्रतिबद्धता र समर्थन गर्ने साथीहरू समावेश छन्। हामी साझा सेवाहरू अर्डरिङ सेवा, सदस्यता सेवा र प्रमाणीकरण प्राधिकरण पनि प्रयोग गर्छौं।

1) लेनदेन को शुरुवात

एक प्रयोगकर्ता अनुप्रयोग, Hyperledger Fabric SDK को प्रयोग गरेर, लेनदेन अनुरोध प्रारम्भ गर्दछ र स्मार्ट अनुबंध संग नोडहरूमा अनुरोध पठाउँछ। अनुरोध एक वितरित रजिस्ट्री (लेजर) बाट परिवर्तन वा पढ्नको लागि हुन सक्छ। यदि हामीले विश्वविद्यालयका विद्यार्थीहरूको लागि लेखाको लागि हाम्रो परीक्षण प्रणाली कन्फिगरेसनको उदाहरणलाई विचार गर्छौं भने, क्लाइन्ट एप्लिकेसनले A र B विश्वविद्यालयहरूको नोडहरूमा लेनदेन अनुरोध पठाउँछ, जुन स्मार्ट अनुबंध भनिने अनुमोदन नीतिमा समावेश छ। नोड ए एक नोड हो जुन विश्वविद्यालयमा अवस्थित छ जसले आगमन विद्यार्थीलाई दर्ता गर्दछ, र नोड बी अर्को विश्वविद्यालयमा अवस्थित नोड हो। लेनदेनलाई वितरित रजिस्ट्रीमा बचत गर्नको लागि, यो आवश्यक छ कि सबै नोडहरू जसले, व्यापार तर्क अनुसार, लेनदेन अनुमोदन गर्नुपर्छ, सफलतापूर्वक समान परिणामको साथ स्मार्ट अनुबंधहरू कार्यान्वयन गर्नुहोस्। नोड A प्रयोगकर्ता अनुप्रयोग, Hyperledger Fabric SDK उपकरणहरू प्रयोग गरेर, अनुमोदन नीति प्राप्त गर्दछ र कुन नोडहरूलाई लेनदेन अनुरोध पठाउने भनेर जान्दछ। यो वितरण गरिएको रजिस्ट्रीमा निश्चित डाटा पढ्न वा लेख्नको लागि एक विशिष्ट स्मार्ट अनुबंध (चेनकोड प्रकार्य) आह्वान गर्न अनुरोध हो। प्राविधिक रूपमा, क्लाइन्ट SDK ले सम्बन्धित प्रकार्य प्रयोग गर्दछ, जसको API ले लेनदेन प्यारामिटरहरूसँग एक निश्चित वस्तु पास गर्दछ, र ग्राहकको हस्ताक्षर पनि थप्छ र यो डाटालाई gRPC मा प्रोटोकल बफर मार्फत उपयुक्त नोडहरू (साथीहरूलाई समर्थन गर्दै) पठाउँदछ।

चित्र २. लेनदेन प्रारम्भ गर्दै

2) स्मार्ट अनुबंधको कार्यान्वयन

नोडहरू (अनुमोदन साथीहरू), लेनदेन सञ्चालन गर्न अनुरोध प्राप्त गरेपछि, ग्राहकको हस्ताक्षर जाँच गर्नुहोस् र यदि सबै कुरा ठीक छ भने, तिनीहरूले अनुरोध डेटाको साथ वस्तु लिन्छन् र स्मार्ट अनुबंध (चेनकोड प्रकार्य) को कार्यान्वयनको सिमुलेशन चलाउँछन्। यो डाटा। स्मार्ट सम्झौता भनेको लेनदेनको व्यापारिक तर्क, सर्तहरू र निर्देशनहरूको निश्चित सेट हो (हाम्रो अवस्थामा, यो विद्यार्थीको प्रमाणिकरण हो, यो नयाँ विद्यार्थी हो, वा त्यो पहिले नै दर्ता भइसकेको छ, उमेर प्रमाणीकरण, आदि)। स्मार्ट सम्झौता कार्यान्वयन गर्न, तपाईंलाई WorldState बाट डाटा पनि चाहिन्छ। एन्डोर्सिङ पियरमा स्मार्ट सम्झौता अनुकरणको परिणाम स्वरूप, डेटाको दुई सेटहरू प्राप्त हुन्छन् - सेट सेट र लेख्नुहोस्। पढ्नुहोस् र सेट लेख्नुहोस् मूल र नयाँ WorldState मानहरू हुन्। (नयाँ - एक स्मार्ट अनुबंध को सिमुलेशन को समयमा प्राप्त अर्थ मा)।

चित्र 3. एक स्मार्ट सम्झौताको कार्यान्वयन

3) ग्राहक अनुप्रयोगमा डेटा फिर्ता गर्दै

स्मार्ट अनुबंधको सिमुलेशन सञ्चालन गरेपछि, अनुमोदन गर्ने साथीहरूले मूल डाटा र सिमुलेशनको नतिजा, साथै RW सेट, ग्राहकको आवेदनमा उनीहरूको प्रमाणपत्रद्वारा हस्ताक्षर गरेको फिर्ता गर्छन्। यस चरणमा, वितरित रजिस्ट्रीमा कुनै परिवर्तनहरू छैनन्। क्लाइन्ट एप्लिकेसनले एन्डोर्सिङ पियरको हस्ताक्षर जाँच गर्छ, र पठाइएको मूल लेनदेन डाटा र फिर्ता गरिएको डाटा (अर्थात्, लेनदेन सिमुलेट गरिएको मूल डाटा विकृत भएको छ कि छैन भनेर जाँच गर्छ)। यदि लेनदेन रजिस्ट्रीबाट डाटा पढ्नको लागि मात्र हो भने, ग्राहक अनुप्रयोगले तदनुसार आवश्यक रिड सेट प्राप्त गर्दछ र यसले सामान्यतया वितरित रजिस्ट्री परिवर्तन नगरी सफलतापूर्वक लेनदेन पूरा गर्दछ। लेनदेनको अवस्थामा जुन रजिस्ट्रीमा डाटा परिवर्तन गर्नुपर्छ, क्लाइन्ट एप्लिकेसनले एन्डोर्सिङ नीतिको कार्यान्वयन पनि जाँच गर्छ। यो सम्भव छ कि ग्राहकको आवेदनले अनुमोदन नीति कार्यान्वयनको नतिजा जाँच गर्दैन, तर हाइपरलेजर फेब्रिक प्लेटफर्मले यस मामलामा रजिस्ट्रीमा लेनदेन थप्ने चरणमा नोडहरू (कमिटिङ पियर्स) मा नीतिहरू जाँच गर्न प्रदान गर्दछ।

चित्र 4. ग्राहक अनुप्रयोगमा डेटा फिर्ता गर्दै

४) अर्डर गर्ने साथीहरूलाई RW सेटहरू पठाउँदै

क्लाइन्ट एप्लिकेसनले लेनदेनको साथमा डेटा अर्डरिङ सेवामा पठाउँछ। यसमा RW सेट, साथीहरूको हस्ताक्षर, र च्यानल ID समावेश छ।

अर्डरिङ सेवा - नाममा आधारित, यस सेवाको मुख्य कार्य सही क्रममा आगमन लेनदेनहरू व्यवस्थित गर्नु हो। साथै वितरण गरिएको रजिस्ट्रीको नयाँ ब्लकको गठन र सबै कमिटिङ्ग नोडहरूमा नयाँ उत्पन्न ब्लकहरूको ग्यारेन्टी वितरण, यसरी वितरित रजिस्ट्री (कमिटिङ पियरहरू) समावेश भएका सबै नोडहरूमा डेटा स्थिरता सुनिश्चित गर्ने। एकै समयमा, अर्डर सेवा आफैले कुनै पनि तरिकाले रजिस्ट्री परिवर्तन गर्दैन। अर्डरिङ सेवा प्रणालीको एक महत्त्वपूर्ण भाग हो, त्यसैले यो धेरै नोडहरूको क्लस्टर हो। अर्डरिङ सेवाले वैधताको लागि लेनदेन जाँच गर्दैन, यसले केवल एक निश्चित च्यानल पहिचानकर्तासँग लेनदेन स्वीकार गर्दछ, आगमन लेनदेनहरू निश्चित क्रममा व्यवस्थित गर्दछ र तिनीहरूबाट वितरित रजिस्ट्रीको नयाँ ब्लकहरू बनाउँछ। एक अर्डर सेवाले एकै साथ धेरै च्यानलहरू सेवा गर्न सक्छ। अर्डरिङ सेवाले काफ्का क्लस्टर समावेश गर्दछ, जसले सही (अपरिवर्तनीय) लेनदेन लाइनलाई कायम राख्छ (बिन्दु 7 हेर्नुहोस्)।

चित्र 5. अर्डर गर्ने साथीहरूलाई RW सेटहरू पठाउँदै

5) कमिटिङ पियरमा उत्पन्न ब्लकहरू पठाउँदै

अर्डरिङ सेवामा उत्पन्न भएका ब्लकहरू सबै नेटवर्क नोडहरूमा प्रसारण (प्रसारण) हुन्छन्। प्रत्येक नोडले, नयाँ ब्लक प्राप्त गरेपछि, यसलाई अनुमोदन नीतिको अनुपालनको लागि जाँच गर्दछ, जाँच गर्दछ कि सबै अनुमोदन साथीहरूले स्मार्ट अनुबंध सिमुलेशनको परिणामको रूपमा समान परिणाम (लेखन सेट) प्राप्त गरे, र यो पनि जाँच गर्दछ कि मूल मानहरू छन् कि छैनन्। लेनदेन प्रारम्भ भएको क्षण देखि परिवर्तन (अर्थात, सेट पढ्नुहोस् - WorldState बाट स्मार्ट अनुबंध द्वारा पढिएको डेटा)। यदि सबै सर्तहरू पूरा भएमा, लेनदेनलाई वैधको रूपमा चिन्ह लगाइन्छ, अन्यथा, लेनदेनले अवैध स्थिति प्राप्त गर्दछ।

चित्र 6. कमिटिङ पियरलाई उत्पन्न ब्लकहरू पठाउँदै

6) रजिस्ट्रीमा ब्लक थप्दै

प्रत्येक नोडले वितरित रजिस्ट्रीको स्थानीय प्रतिलिपिमा लेनदेन थप्छ, र यदि लेनदेन मान्य छ भने, राइट सेट WorldState (वर्तमान स्थिति) मा लागू हुन्छ, र तदनुसार, वस्तुहरूको नयाँ मानहरू जुन प्रभावित थिए। लेनदेन लेखिएको छ। यदि लेनदेनले टोकन प्राप्त गर्यो जुन मान्य छैन (उदाहरणका लागि, एउटै ब्लक भित्र एउटै वस्तुहरूसँग दुई लेनदेनहरू भए, त्यसपछि लेनदेनहरू मध्ये एउटा अमान्य हुनेछ, किनकि मूल मानहरू पहिले नै अर्कोद्वारा परिवर्तन भइसकेका छन्। लेनदेन)। यो लेनदेन पनि अवैध टोकनको साथ वितरित खातामा थपिएको छ, तर यो लेनदेनको लेखन सेट हालको WorldState मा लागू हुँदैन र, तदनुसार, लेनदेनमा सहभागी वस्तुहरूलाई परिवर्तन गर्दैन। यस पछि, प्रयोगकर्ता अनुप्रयोगमा एक अधिसूचना पठाइन्छ कि लेनदेन स्थायी रूपमा वितरित रजिस्ट्रीमा थपिएको छ, साथै लेनदेनको स्थिति, यो मान्य छ वा छैन ...

चित्र 7. रजिस्ट्रीमा ब्लक थप्दै

अर्डरिङ सेवा

अर्डरिङ सेवाले काफ्का क्लस्टरसँग सम्बन्धित ZooKeeper नोडहरू र अर्डरिङ सर्भिस नोडहरू (OSN) समावेश गर्दछ, जुन अर्डरिङ सेवा ग्राहकहरू र काफ्का क्लस्टर बीच खडा हुन्छ। काफ्का क्लस्टर एक वितरित, दोष-सहिष्णु प्रवाह (सन्देश) व्यवस्थापन प्लेटफर्म हो। काफ्कामा प्रत्येक च्यानल (विषय) रेकर्डहरूको अपरिवर्तनीय अनुक्रम हो जसले नयाँ रेकर्ड थप्न मात्र समर्थन गर्दछ (अवस्थितलाई मेटाउन सम्भव छैन)। विषय संरचनाको दृष्टान्त तल देखाइएको छ। यो काफ्काको सम्पत्ति हो जुन ब्लकचेन प्लेटफर्म निर्माण गर्न प्रयोग गरिन्छ।

kafka.apache.org बाट लिइएको

• तस्वीर ८. अर्डरिङ सेवा विषय संरचना*

उपयोगी लिङ्कहरू

Youtube - Hyperledger परियोजना संग व्यापार को लागी एक blockchain निर्माण
हाइपरलेजर कपडा कागजात
हाइपरलेजर कपडा: अनुमति प्राप्त ब्लकचेनहरूको लागि एक वितरित अपरेटिङ सिस्टम

स्वीकार

यो लेख तयार गर्न सहयोग गर्ने मेरा सहकर्मीहरूलाई म गहिरो कृतज्ञता व्यक्त गर्न चाहन्छु:
निकोले मारिन
इगोर खापोभ
दिमित्री गोर्बाचेभ
अलेक्जेन्डर Zemtsov
एकटेरिना गुसेवा

स्रोत: www.habr.com