联盟链初识以及Fabric环境搭建流程

这篇文章首先简单介绍了联盟链是什么,再详细的介绍了Fabric环境搭建的整个流程。

区块链分类

以参与方式分类,区块链可以分为:公有链、联盟链和私有链。

定义

我们知道区块链就是一个分布式的,去中心化的公共数据库(或称公共账本)。而联盟链是区块链的一个分支,所以它本身也是一个分布式的,去中心化的公共数据库,跟其他链的区别就是它是针对特定群体的成员和有限的第三方,其内部指定多个预选节点为记账人,其共识过程受到预选节点控制的区块链

本质

联盟链本质仍然是一种私有链,只不过它要比单个小组织开发的私有链更大,但是却没有公有链这么大的规模,可以理解为它是介于公有链和私有链的一种区块链。

联盟链的特点

  • 交易速度快
    我们知道对于公有链来说,要想达成共识,必须得由区块链中的所有节点来决定,本身公有链的节点数量就非常庞大,所以处理速度很慢。但对于联盟链来说,由于其节点不多的原因,而且只要当网络上2/3的节点达成共识,就可以完成交易,交易速度自然也就快很多。
  • 数据默认不会公开
    不同于公有链,联盟链上的信息并不是所有有访问条件的人就可以访问的,联盟链的数据只限于联盟里的机构及其用户才有权限进行访问。
  • 部分去中心化
    与公有链不同,联盟链某种程度上只属于联盟内部的所有成员所有,且很容易达成共识,因为其节点数毕竟是有限的。

联盟链项目

R3:由40多加银行参与的区块链联盟R3,包括世界著名的银行(如摩根大通、高盛、瑞信、伯克莱、汇丰银行等),IT巨头(如IBM、微软)。

超级账本(Hyperledger):由 Linux基金会在2015年12月主导发起该项目, 成员包括金融,银行,物联网,供应链,制造和科技行业的领头羊。

Fabric介绍

我们知道智能合约比较成功的就是以太坊了。以太坊主要是公有链,其实对企业应用来说并不是特别合适,而且本身并没有权限控制功能,面向企业的,主要还是HyperLedger Fabric,当然还有R3的Corda。这里我们主要是讲Fabric。
Fabric是一个面向企业应用的区块链框架,基于Fabric的开发可以粗略分为几个层面:

1. 参与Fabric的底层开发,这主要是fabric,fabric-ca和sdk等核心组件。
2. 参与Fabric周边生态的开发,如支持如支持fabric的工具explorer, composer等。
3. 利用fabric平台开发应用,这就是利用fabirc提供的各种sdk来为应用服务(应用开发)

大部分企业会参与2-3的内容,以3为主来服务应用场景,以2为辅。因为现在除了区块链核心功能尚未完善外,对区块链的管理,运维,监控,测试,优化,调试等工具非常匮乏。企业将不得不面对自己开发一些工作。

Fabric环境依赖

Fabric官方推荐的开发环境是基于docker搭建的,使用docker搭建需要一下前置条件:

  • docker一一Docker version 17.06.2-ce 或以上版本
  • Docker Compose一一1.14或以上版本
  • Go一一1.10或以上版本, Node.js一一8.9.x或以上版本
  • Python一一主要是python-pip

Fabric环境搭建具体步骤

这里使用的是Ubuntu 16.04.4版本

1.安装go及环境变量配置

(1)下载最新版本的go二进制文件

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$ wget https://dl.google.com/go/go1.9.2.linux-amd64.tar.gz

(2)解压文件

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$ sudo tar -C /usr/local -xzf go1.9.2.linux-amd64.tar.gz

(3)配置环境变量

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vim ~/.profile

添加以下内容:

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export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin
export GOROOT=/usr/local/go
export GOPATH=$HOME/go
export PATH=$PATH:$HOME/go/bin

编辑保存并退出vi后,记得使这些环境变量生效

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source ~/.profile

2.安装Docker

Fabric的chaincode是运行在docker里的。

(1) 由于apt官方库里的docker版本可能比较旧,所以先卸载可能存在的旧版本:

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sudo apt-get remove docker docker-engine docker-ce docker.io

(2) 更新apt包索引:

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sudo apt-get update

(3) 安装以下包以使apt可以通过HTTPS使用存储库(repository):

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sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

(4) 添加Docker官方的GPG密钥:

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curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
备注:可验证秘钥指纹 9DC8 5822 9FC7 DD38 854A E2D8 8D81 803C 0EBF CD88
使用如下命令验证:
sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88

(5) 使用下面的命令来设置stable存储库:

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sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

(6) 再更新一下apt包索引:

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sudo apt-get update

(7) 安装最新版本的Docker CE:

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sudo apt-get install -y docker-ce
注意:在生产系统上,可能会需要应该安装一个特定版本的Docker CE,而不是总是使用最新版本:
列出可用的版本:apt-cache madison docker-ce
选择要安装的特定版本,第二列是版本字符串,第三列是存储库名称,它指示包来自哪个存储库,以及扩展它的稳定性级别。要安装一个特定的版本,将版本字符串附加到包名中,并通过等号(=)分隔它们:
sudo apt-get install docker-ce=<VERSION>

(8) 测试是否安装成功

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docker --version

(9) 使用阿里提供的镜像,否则后面下载Fabric镜像会非常慢
cd到/etc/docker目录下,创建文件daemon.json,输入下面的内容:

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{
"registry-mirrors": ["https://obou6wyb.mirror.aliyuncs.com"]
}

保存并退出,接着执行:

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sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

(10) 查看docker服务是否启动:

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systemctl status docker

(11) 若未启动,则启动docker服务:

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sudo service docker start或者sudo systemctl start docker

3.安装最新版本的Docker-compose

(1) Docker-compose是支持通过模板脚本批量创建Docker容器的一个组件。在安装Docker-Compose之前,需要安装Python-pip,运行脚本:

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sudo apt-get install python-pip

(2) 安装Docker-compose:

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pip install docker-compose

(3) 验证是否成功:

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sudo docker-compose --version

安装Docker还可以参考此篇文章

4.Fabric源码下载

(1) 新建存放测试、部署代码的目录。

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mkdir -p ~/go/src/github.com/hyperledger/

(2) cd到刚创建的目录

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cd ~/go/src/github.com/hyperledger

(3) 下载Fabric,这里使用使用git命令下载源码:

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git clone https://github.com/hyperledger/fabric.git

特别注意这里:
直接使用上面的git clone下载会非常慢,因为github.global.ssl.fastly.Net域名被限制了。只要找到这个域名对应的ip地址,然后在hosts文件中加上ip–>域名的映射,刷新DNS缓存就可以了。
解决办法:
步骤【1】:查询域名global-ssl.fastly.Netgithub.com 公网地址
可以使用https://www.ipaddress.com/ 这个查。
分别查找下面这两个域名的ip地址:

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github.global.ssl.fastly.net
github.com

步骤【2】:将ip地址添加到hosts文件

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sudo vim /etc/hosts

在文件下方输入下面内容并保存,前面两个ip就是我们刚才上面查找到的ip:

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2
151.101.185.194 github.global.ssl.fastly.net
192.30.253.113 github.com

步骤【3】:修改完hosts还不会立即生效,你需要刷新DNS缓存,告诉电脑我的hosts文件已经修改了。
输入指令:
sudo /etc/init.d/networking restart 即可,如果不行也可以尝试重启一下电脑。
接下来再去git clone就快很多了。

(4) 由于Fabric一直在更新,新版本的并不稳定,所有我们并不需要最新的源码,需要切换到v1.0.0版本的源码:

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git checkout v1.0.0

5.下载Fabric Docker镜像

(1) 前面步骤4下载完成后,我们可以看到当前工作目录(~/go/src/github.com/hyperledger/)下多了一个fabric的文件夹,
接下来我们cd到~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli目录下执行:

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source download-dockerimages.sh -c x86_64-1.0.0 -f x86_64-1.0.0

(注:一定要下载完所有镜像并且镜像版本要和Fabric版本一致如何没有下载问继续执行source download-dockerimages.sh命令直到在完如图所有镜像),执行完所有会用到的Fabric docker镜像都会下载下来了。
运行以下命令检查下载的镜像列表:

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docker images

注意:如果下载时遇到权限问题,需要切换到root用户下:su root
(2) 重启Docker

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service docker restart

6.测试Fabric环境是否成功

在~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli下执行如下命令启动测试

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./network_setup.sh up

这个指令具体进行了如下操作:

  1. 编译生成Fabric公私钥、证书的程序,程序在目录:fabric/release/linux-amd64/bin
  2. 基于configtx.yaml生成创世区块和通道相关信息,并保存在channel-artifacts文件夹。基于configtx.yaml生成创世区块和通道相关信息,并保存在channel-artifacts文件夹。
  3. 基于crypto-config.yaml生成公私钥和证书信息,并保存在crypto-config文件夹中。基于crypto-config.yaml生成公私钥和证书信息,并保存在crypto-config文件夹中。
  4. 基于docker-compose-cli.yaml启动1Orderer+4Peer+1CLI的Fabric容器。基于docker-compose-cli.yaml启动1Orderer+4Peer+1CLI的Fabric容器。
    在CLI启动的时候,会运行scripts/script.sh文件,这个脚本文件包含了创建Channel,加入Channel,安装Example02,运行Example02等功能。

运行完如果出现下图所示,说明整个Fabric网络已经通了。
在这里插入图片描述

这里记录本人测试Fabric环境是否成功时遇到的问题

1. 如果发现运行 ./network_setup.sh up命令 后提示在…fabric/release/linux-amd64/bin文件夹下找不到指定文件
解决办法
可以在~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/scripts文件下找到 bootstrap.1.0.0.sh文件,手动运行它 ./bootstrap.1.0.0.sh, 此时可以在当前文件夹生成一个bin文件夹,bin里面的文件就是我们需要的,将它拷贝到前面的…fabric/release/linux-amd64/bin文件夹下

2. 如果出现:Error on outputBlock: Error writing genesis block: open ./channel-artifacts/genesis.block: is a directory不能生成创世块的错误。
解决办法:
可以在~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli/channel-artifacts目录下,将genesis.block这个目录删除,rm -rf genesis.block/

3. 如果出现:.ERROR: for orderer.example.com Cannot start service orderer.example.com: b’OCI runtime create failed: container_linux.go:348: starting container process caused “process_linux.go:402: container init caused \“rootfs_linux.go:58:
解决办法:
执行./network_setup.sh down 清除网络后再启动即可

测试Fabric网络

接下来我们手动测试下Fabric网络,Fabric提供了SDK和CLI两种交互方式,这里我们使用的是CLI。
这里我们使用官方提供的小例子进行测试,在官方例子中,channel名字是mychannel,链码(智能合约)的名字是mycc。
首先要登录到CLI这个容器中,才能执行Fabric的CLI命令:

1
docker exec -it cli bash

这时用户名变为root@caa22f87a5bf,当前目录变为/opt/go/src/github.com/hyperledger/fabric/peer#,接着可执行peer命令,体验区块链的命令行使用方式。

1.查看a账户的余额

1
peer chaincode query -C mychannel -n mycc -c '{"Args":["query","a"]}'

此时我们可以看到控制台输出有:

1
Query Result: 90

这里90就是a账户的余额

2.调用链码,转账

这里我们让b账户向a账户转账10:

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peer chaincode invoke -o orderer.example.com:7050  --tls true --cafile /opt/go/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/ordererOrganizations/example.com/orderers/orderer.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.example.com-cert.pem  -C mychannel -n mycc -c '{"Args":["invoke","b","a","10"]}'

转账成功后,我们可以看到有输出如下提示:

1
DEBU 009 ESCC invoke result: version:1 response:<status:200 message:"OK"

接下来我们使用前面的命令继续查看a账户的余额,输出结果如下:

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Query Result: 100

很明显我们已经转账成功了。

退出cli容器:

直接执行

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exit

最后如果我们要关闭Fabric网络,cd到~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli下(注意这里的路径按自己前面创建的,不一定要和我一样),执行:

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./network_setup.sh down

参考文章

https://blog.csdn.net/github_34965845/article/details/80610060
https://www.cnblogs.com/preminem/p/7729497.html
https://www.cnblogs.com/gao90/p/8692642.html
https://blog.csdn.net/so5418418/article/details/78355868
https://blog.csdn.net/iflow/article/details/77951610
https://blog.csdn.net/vivian_ll/article/details/79966210

本文的作者是lgy

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