区块链科普之“联盟链和Fabric”

超图集团 2022-07-17

编者按：随着新一代科技革命浪潮的到来，区块链(Blockchain)作为一项关键技术，在全球互联网领域内快速升温。在中国，区块链也被看作核心技术自主创新的重要突破口，各行业相继开始寻找区块链赋能本领域的方法，以求助力解决发展痛点和难点。区块链到底是什么？如何运作？它的价值又如何体现？我们将以GISer的视角，陆续推出「区块链」科普系列文章，为大家普及相关知识，分享区块链和IPFS的相关应用，后续更新敬请关注！

区块链目前可分为以下三类：

1、“公有链”，对所有人开放，任何人都可以参与；

2、“私有链”，对单独的个人或实体开放；

3、“联盟链”，对特定的组织团体开放。

其中，公有链有着其不可编辑的特点，这就使得公有链并不适合企业使用，毕竟如果某企业开发出一个区块链，无法受其主观控制，那对于他而言，则意义不大。但私有链虽然能够解决以上的问题，如果仅仅只是各个企业自己单独建立，那么还将是一个个孤岛。

将这两者结合，就是今天的主题：联盟链。

联盟链本质上仍然是一种私有链，只不过它比单个小组织开发的私有链更大，却又没有公有链这么大的规模，可以理解为它是介于私有链和公有链之间的一种区块链。

联盟区块链，是指其共识过程受到预选节点控制的区块链。例如，不妨想象一个有15个金融机构组成的共同体，每个机构都运行着一个节点，而且为了使每个区块生效需要获得其中10个机构的确认（2/3确认）。区块链或许允许每个人都可读取，或者只受限于参与者，或走混合型路线，例如区块的根哈希及其API（应用程序接口）对外公开，API可允许外界用来作有限次数的查询和获取区块链状态的信息。这些区块链可视为“部分去中心化”。

联盟链的特点

①部分去中心化

与公有链不一样，联盟链在某种程度上只属于联盟内部的成员所有，且很容易达成共识，因为毕竟联盟链的节点数是非常有限的。

②可控性较强

公有链是一旦区块链形成，将不可篡改，这主要源于公有链的节点一般是海量的，比如比特币节点太多，想要篡改区块数据，几乎不可能。而联盟链，只要所有机构中的大部分达成共识，即可将区块数据进行更改。

③数据不会默认公开

不同于公有链，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。

④交易速度很快

与私有链一样，联盟链本质上还是私有链，因此由于其节点不多的原因，达成共识容易，交易速度自然也就快很多。

Hyperledger Fabric

超级账本最重要的子项目是Hyperledger Fabric，被业内简称为Fabric。前面提到了联盟链的本意是面向企业，也是Fabric项目从一开始就确定的目标。对于企业用途，必须考虑一下五点：

社会身份可识别性
网络连接需要许可
高事物吞吐量性能
交易确认的低延迟
与商事交易相关的数据隐私保护

为此，Fabric分别从以下几个方向对其进行了解决。

①模块化

Fabric成功做到了模块化架构。无论是可插拔的共识、可插拔的身份管理协议(如LDAP或OpenID Connect)、密钥管理协议还是加密库，该平台的核心都经过精心设计，以满足企业需求的多样性。

②可插拔的共识

由于共识是模块化的，因此可以根据特定部署或解决方案以满足要求的信任假设。这种模块化的结构使得平台可以依赖完善的工具包进行CFT（崩溃容错）或BFT（拜占庭容错）排序。

③智能合约

智能合约在Fabric中被称为“链码”(chaincode)。Fabric是第一个支持在通用编程语言中创建智能合约的分布式账本平台，而不是受限制的应用于域的语言（如DSL）。这意味着大多数企业都掌握了开发智能合约的能力，而不需要额外学习新的语言。

在Fabric的1.1.0版本中，智能合约支持Go或者Node.js语言，而之后的版本中会继续加入新的流行编程语言，如Java。Fabric认为在区块链中运行的与订单共同执行的智能合约必须是确定性的，否则可能永远达不成共识。为了解决非确定性问题，许多平台要求智能合约以非标准或特定于域的语言编写，以便消除非确定性操作。这极大地阻碍了智能合约的广泛应用，因为开发人员在学习新语言编写智能合约时会经常地发生编程错误。Fabric支持多种语言的做法很大程度上缓解了类似问题。

④隐私与保密

Fabric是一个需要许可才能加入的平台，通过“通道”结构实现保密。简单地说，Fabric网络可以在应该被授权可见的参与者子集与特定交易集合间建立“通道”。只有那些加入“通道”中的节点，才有权查看智能合约和交易数据，同时保护了匿名性和隐私。Fabric还在开发零知识证明。尽管零知识证明需要耗费相当的时间和计算资源，但会对隐私保护起到了进一步的加强作用。

本文根据湖南智慧政务区块链科技有限公司《【科普讲堂】什么是联盟链》与中关村区块链产业联盟《联盟链：超级账本Hyperledger与Hyperledger Fabric》综合整理。