Hyperledger Fabric Ledger——帳本總帳

Ledger

Ledger（帳本）即全部的state transitions（狀態切換），是有序且不可篡改的。state transitions（狀態切換）是由參與方提交的chaincode（智能合約）調用（「transactions/事務」）的結果。每一個事務都將產生一組資產鍵值對，這些鍵值對做爲建立、更新或刪除而提交給Ledger（帳本）。

Ledger（帳本）由blockchain（區塊鏈）（「chain」）組成，區塊則用來存儲有序且不可篡改的記錄，以及保存當前狀態的state database（狀態數據庫）。在每個channel中都會存在一個Ledger（帳本）。每個peer都會維護它做爲其中成員的每個channel中的本地拷貝的Ledger（帳本）。

 

Chain

chain是一個事務日誌，是一個由hash連接的連接各個區塊的結構，其中每一個區塊都包含了N個事務的序列。區塊header包含了該區塊的事務的hash，以及上一個區塊頭的hash。這樣，全部在帳本上的交易都是按順序排列的，並以密碼方式連接在一塊兒。換句話說，在不破壞hash連接的狀況下篡改帳本數據是不可能的。最近的區塊的hash表明了之前的每一個事務，從而確保全部的peers都處於一致和可信的狀態。

chain存儲在peer文件系統（本地或附加存儲）上，有效地支持blockchain工做負載的應用程序的特性。

 

State Database

該帳本的當前狀態數據表示chain事務日誌中包含的全部鍵的最新值。因爲當前狀態表示channel所知道的全部最新鍵值，所以有時也稱爲「World State（世界狀態）」。

在chaincode調用對當前狀態數據執行操做的事務時，爲了使這些chaincode交互很是有效，全部鍵的最新值都存儲在一個狀態數據庫中。狀態數據庫只是一個索引視圖到chain的事務日誌中，所以能夠在任什麼時候候從chain中從新生成它。在事務被接受以前，狀態數據庫將自動恢復（或在須要時生成）。

狀態數據庫選項包括LevelDB和CouchDB。LevelDB是嵌入在peer進程中的默認狀態數據庫，並將chaincode數據存儲爲鍵/值對。CouchDB是一個可選的外部狀態數據庫，當你所寫的chaincode數據被建模爲JSON時，它提供了額外的查詢支持，容許對JSON內容進行豐富的查詢。

 

Transaction Flow

在高層業務邏輯處理上，transaction flow（事務處理流程）是由應用程序客戶端發送的事務協議，該協議最終發送到指定的背書節點。背書節點會驗證客戶端的簽名，並執行一個chaincode函數來模擬事務。最終返回給客戶端的是chaincode結果，即一組在chaincode（讀集）中讀取的鍵/值版本，以及在chaincode（寫集）中寫入的鍵/值集合，即返回該peer執行chaincode後模擬出來的讀寫集結果，同時還會附帶一個背書籤名。

客戶端將背書組合成一個事務payload，並將其廣播至一個ordering service（排序服務節點），ordering service（排序服務節點）爲當前channel上的全部peers提供排序服務並生成區塊。

實際上，客戶端在將事務廣播到排序服務以前，先將本次請求提交到peer，由peer來驗證事務。

首先，peer將檢查背書策略，以確保指定的peer的正確分配已經簽署告終果，而且他們將根據事務payload對簽名進行身份驗證。

其次，peer將對事務讀取集進行版本控制，以確保數據完整性，並防止諸如重複開銷之類的問題。Hyperledger Fabric具備併發控制，即事務容許並行執行（經過背書）來增長吞吐量，而且在提交（全部peer）的狀況下，每一個事務都通過驗證，以確保沒有其餘事務修改它已經讀取的數據。換句話說，它確保了在執行（批准）時間以後讀取的數據沒有發生變化，所以執行結果仍然有效，而且能夠提交到帳本狀態數據庫。若是讀取的數據被另外一個事務更改，則該區塊中的相同事務被標記爲無效，而且不該用於帳本狀態數據庫。客戶端應用程序被警告，而且能夠在適當的狀況下處理錯誤或重試。

（備註：上述最後一段話的邏輯理論上是正確的，即讀取本地版本而後根據本地版本發送廣播至排序服務，再由排序服務進行事務處理。但事務處理結果經過實際使用sdk開發，該結果並未即時返回給當前調用客戶端，即客戶端沒法實時獲取事務狀態，只能經過再次查詢來確認最終結果。後續版本sdk可能會修復此問題。）

 

請參閱Hyperledger Fabric Transaction Flow——事務處理流程、Hyperledger Fabric Read-Write set semantics——讀寫集和Hyperledger Fabric CouchDB as the State Database——使用CouchDB，以深刻了解事務結構、併發控制和狀態數據庫。