尋夢新聞LINE@每日推播熱門推薦文章，趣聞不漏接❤️
一、區塊鏈的介紹和商品溯源的應用場景
區塊鏈簡介
區塊鏈是一種創建信任的技術機制，通過區塊鏈可以跨機構執行可信的交易。
區塊鏈包括三個基本概念：
交易：一次對帳本的操作，導致帳本狀態的一次改變，如添加一條轉帳記錄；
區塊：記錄一段時間內發生的所有交易和狀態結果，是對當前帳本狀態的一次共識；
鏈：由區塊按照發生順序串聯而成，是整個帳本狀態變化的日志記錄。
帳本底層的基本結構是一個線性的鏈表，這也是其名字「區塊鏈」的來源。鏈表有一個個「區塊」串聯組成，後續區塊記錄前導區塊的哈希值。新的數據要加入，必須放到一個新的區塊中。而這個塊是否合法，可以通過計算哈希值的方式快速檢驗出來。
商品溯源業務結合
作為零售行業的主管者，蘇寧致力於不斷為顧客提供更好的購物體驗。區塊鏈技術為商品深度溯源提供了一種解決方案，各個節點作為參與方接入聯盟鏈，可以方便的上傳自己的信息和獲取其他節點信息。聯盟內的成員可以方便的獲取商品的狀態和流向，共同為商品的信息做背書。作為消費者，可以獲取更多所購買商品的流轉信息，借以判斷商品的質量和真偽（比如生鮮食品是否過期；銷售終端是否為聯盟授權的節點）。
二、超級帳本項目的體系結構
Fabric調用邏輯
超級帳本（Hyperledger）是Linux基金會旗下的區塊鏈開發平台項目，致力於發展跨行業的商用區塊鏈平台技術。超級帳本項目中提出和做到了許多創新的設計和理念，包括完備的權限和審查管理，細粒度隱私保護，以及可拔插，可擴展的做到架構。
Fabric作為超級帳本的頂級項目，創新地引入權限管理支持，設計上支持可插拔，可擴展，是首個面向聯盟鏈場景的開源項目。
Fabric網路中存在以下4中不同種類的服務節點，彼此協作完成整個區塊鏈系統的功能。
背書節點（Endorser）:負責對交易的提案（proposal）進行檢查和背書，計算交易執行結果；
確認節點（Committer）：負責在接受交易結果前再次進行檢查合法性，接受合法交易對帳本的修改，並寫入區塊鏈解構；
排序節點（Orderer）：對所有發往網路中的交易進行排序，將排序後的交易按照配置中的約定整理為區塊，之後提交給確認節點進行處理；
證書節點（CA）：負責對網路中所有的證書進行管理，提供標準的PKI服務。
客戶端（Client）：客戶端應用使用SDK來跟Fabric網路打交道。客戶端是用戶和應用跟區塊鏈網路打交道的橋梁。客戶端主要包括兩大職能：
·操作Fabric網路：包括更新網路配置、啟停節點等；
·操作運行在網路中的鏈碼：包括安裝、實例化、發起交易調用鏈碼等。
共識來自於分布式系統領域，在fabric中，共識過程意味著多個peer節點對於某一批交易的發送順、合法性以及它們對帳本狀態的更新結果達成一致的觀點。Fabric中共識包括背書，排序和驗證三個環節的保障。
1、背書過程
背書（endorsement）是指背書節點對收到的來自客戶端的請求（交易提案）按照自身的邏輯進行檢查，以決策是否予以支持的過程。通常情況下，背書過程意味著背書節點對請求提案和造成的狀態變更（讀寫集）添加數字簽名。對於調用某個鏈碼的交易來講，它需要獲得一定條件的背書才被認為合法。例如必須是來自某些特定身份成員的一致同意；或者某個組織中超過一定數目的部分成員的支持；或者指定的某個成員個體的支持。這些規則由鏈碼的背書策略來指定。背書策略內容是比較靈活的，可以使用多種規則自由組合，並在鏈碼進行實例化（instantiate）的時候指定。
2、排序服務
排序服務（orderingservice）通常是由排序節點組成的集群來提供。排序，意味著對一段時間內的一批交易達成一個網路內全局一致的順序。目前，排序服務採用了可拔插的架構，除了用於測試的solo模式，後端還可以接入包括Kafka在內的CFT類型後端，或者支持第三方做到的BFT類型後端。排序服務除了負責達成一致順序外，並不執行其他操作，這就避免了它成為整個網路的處理瓶頸。同時，排序服務節點很容易進行橫向橫向擴展，以提高整個網路的吞吐率。
3、驗證過程
驗證（validation）是對排序後的一批交易進行提交到帳本之前最終檢查的過程。驗證過程包括檢查交易結構自身完整性，交易所帶背書簽名是否滿足預設的背書策略，並且交易的讀寫集是否滿足多版本並發控制（Multi-VersionConcurrencyControl，MVCC）的相關要求等。交易在驗證環節如果進行了狀態寫操作，則對應讀集合中所有狀態的當前版本必須要跟執行背書時一致。否則該交易會被標記為不合法（invalid），對應交易不會被執行，也不影響世界狀態。
超級帳本Fabric的系統結構
整體架構圖
Fabric為應用提供了gRPCAPI，以及封裝API的SDK供應用調用。應用可以通過SDK訪問Fabric網路中的多種資源，包括帳本、交易、鏈碼、事件、權限管理等。應用開發者只需要跟這些資源打交道即可，無需關心如何做到。其中，帳本是最核心的結構，負責記錄應用信息，應用則通過發起交易來向帳本中記錄數據。交易執行的邏輯通過鏈碼來承載。整個網路運行中發生的事件可以被應用訪問，以觸發外部流程甚至其他系統。權限管理則負責整個過程中的訪問控制。
帳本和交易進一步地依賴核心的區塊鏈結構、數據庫、共識機制等技術；鏈碼則依賴容器、狀態機等技術；權限管理利用了已有的PKI體系、數字證書、加解密算法等諸多安全技術。
底層由多個節點組成P2P網路，通過gRPC通道進行交互，利用Gossip協議進行同步。
鏈碼（chaincode）
目前超級帳本Fabric項目中提供了用戶鏈碼和系統鏈碼。前者運行在單獨的容器中，提供對上層應用的支持，後者則嵌入在系統內，提供對系統進行配置、管理的支持。
通道（channel）
通道與綁定到該通道上的配置和數據（包括交易、帳本、鏈碼實例、實例、成員身份等），一起構成了一條完整的區塊鏈（Chain）。這些數據只會被加入到通道內的組織成員所感知和訪問到，通道外的成員無法訪問到通道內數據。由於通道與鏈結構是一一對應的，有時候兩者概念可以混用。
目前，通道包括應用通道（ApplicationChannel）和系統通道（SystemChannel）兩種類型，前者供用戶應用使用，負責承載各種交易；後者則負責對應用通道進行管理。
Gossip協議
在Fabric網路中，節點會定期地利用Gossip協議發送它看到的帳本的最新數據，並對發送消息進行簽名認證。通過使用該協議，主要做到如下功能：
·通道內成員的探測：新加入通道的節點可以獲知其他節點的信息，並發送Alive信息宣布在線；離線節點經過一段時間後可以被其他節點感知。
·節點之間同步數據：多個節點之間彼此同步數據，保持一致性。另外，Leader節點從Orderer拉取區塊數據後，也可以通過Gossip傳播給通道內其他節點。
gRPC消息協議
Fabric中大量採用了gRPC消息在不同組件之間進行通信交互，主要包括如下幾種情況：客戶端訪問Peer節點，客戶端和Peer訪問Orderer節點，鏈碼容器跟Peer節點之間，以及多個Peer節點之間的通信。簡單理解，接口之間的調用都是通過gRPC協議。
Fabric帳本結構
帳本包括區塊鏈（blockchain）結構，以及多個數據庫結構。
·StateDatabase：狀態數據庫，由區塊鏈結構中交易執行推演而成，記錄最新的世界狀態；
·HistoryDatabase：歷史數據庫，存放各個狀態的歷史變化記錄；
·IndexDatabase：索引數據庫，存放索引信息，例如從Hash、編號索引到區塊，從ID索引到交易等。
從數據庫的角度看，區塊鏈結構記錄的是狀態變更的歷史，狀態數據庫記錄的是變更的最終結果。每一次對帳本狀態的變更通過交易導致的讀寫集合來進行表達。因此，發生交易實際上就是對一個讀寫集合進行接受的過程。
三、Fabric在蘇寧中的應用
聯盟接入方式
蘇寧作為聯盟鏈的發起方，負責聯盟鏈的基礎服務的搭建。其他參與方，根據自身情況，可以自主選擇接入聯盟鏈的方式：
1）通過API平台和蘇寧系統交互，由蘇寧節點負責入鏈；
2）通過手機APP進行數據的上傳，後台由蘇寧節點負責入鏈；
3）通過蘇寧商品溯源門戶網站，註冊為供應商，進行溯源操作；
4）獨立部署節點，申請加入聯盟，通過自身幾點進行入鏈；
5）租用蘇寧的baas平台，申請加入聯盟，通過自身幾點進行入鏈。
業務系統架構
系統架構如下（其中baas平台還在搭建中）：
目前整體的應用架構如下：
實踐中優化點
Fabric做到中的優化處理：
1、針對fabric-sdk進行封裝，並開發圖形界面，進行可視化操作
2、通過集群化部署水平擴展和並行化處理，提升TPS，提高處理速度
3、針對docker容器進行數據映射，保證重啟後，數據無影響
4、K8進行容器的自動化部署
5、權限的進一步完善，根據業務場景定制角色權限
