搭建Hyperledger Fabric 2.3.2開發環境及簡單案例運行

前言

在基于truffle框架實作以太坊公開拍賣智能合約中我們已經實作了以太坊智能合約的撰寫及部署，但其作業方式注定其只能應用于有限的業務場景中，相比之下，基于超級賬本的Fabric具有高可擴展性和高可定制性，能夠應用在更為復雜的商業場景中，但Fabric技術涉及很多新的概念，源代碼跟新速度快且各版本間兼容性差，對初學者很不友好，為了使大家能夠快速入門Fabric，本文基于其目前最新的2.3.2版本搭建了一套區塊鏈運行環境，在此之上部署了官方示例chaincode并對其進行互動除錯，最終整個環境及示例代碼能夠正常運行且得出預期結果，

基礎環境

可能你會很疑惑為什么網上幾乎所有的Fabric教程都是基于Ubuntu環境而不是Windows，其原因主要是Fabric的運行需要的Docker環境在Windows下表現不佳，此外Fabric許多官方檔案也是基于Ubuntu纂寫，在windows下運行可能會遇到難以解決的bug，所以本文也不例外的使用Ubuntu系統（CentOS也行）：

1. 安裝最新版本Git

   sudo apt install git
   

2. 安裝最新版本cURL

   sudo apt install curl
   

3. 安裝最新版本Docker
   1. 如果存在則移除舊的版本

      sudo apt remove docker docker-engine docker.io containerd runc
      

   2. 更新apt索引包并允許其使用HTTPS安裝

      sudo apt update
      sudo apt install \
          apt-transport-https \
          ca-certificates \
          curl \
          gnupg \
          lsb-release
      

   3. 添加Docker官方GPG密鑰

      curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg
      

   4. 添加Docker倉庫

      echo \
      "deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
      $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
      

   5. 安裝Docker引擎

      sudo apt update
      sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
      

   6. 安裝docker-compose

      sudo apt install docker-compose
      

4. 安裝Golang^[1]
5. 安裝jq

   sudo apt install jq
   

安裝Fabric

官方腳本安裝

為了幫助開發者快速搭建Fabric環境，官方創建了一個Fabric環境搭建的批處理工具bootstrap.sh，可以通過該工具直接安裝環境：

1. 下載批處理腳本

   wget https://raw.githubusercontent.com/hyperledger/fabric/master/scripts/bootstrap.sh
   

2. 為腳本添加可執行權限

   chmod +x bootstrap.sh
   

3. 運行腳本

   sudo ./bootstrap.sh
   

不出意外的話會看見腳本順利的環境安裝程序：

手動安裝

當然，直接使用官方腳本要會不出意外才是最大的意外（網路原因），在此我們可以通過手動安裝需要的各項環境，

安裝fabric-samples

fabric-samples是Fabric的官方Demo集合，其內部包含多個示例，每個示例有Golang、JavaScript、typescript、Java的鏈碼實作，并且這些鏈碼可以直接部署到對應的Fabric上，對初學者很有幫助，fabric-samples安裝非常簡單，使用git clone [email protected]:hyperledger/fabric-samples.git將專案原始碼克隆到本地即可，

安裝Fabric

Fabric是聯盟鏈的核心開發工具，包含了我們開發、編譯、部署程序中的所有命令，

1. 下載fabric 2.3.2并解壓

   sudo wget https://github.com/hyperledger/fabric/releases/download/v2.3.2/hyperledger-fabric-linux-amd64-2.3.2.tar.gz
   sudo mkdir /usr/local/fabric
   sudo tar -xzvf hyperledger-fabric-linux-amd64-2.3.2.tar.gz -C /usr/local/fabric
   

2. 下載fabric-ca 1.5.0并解壓

   wget https://github.com/hyperledger/fabric-ca/releases/download/v1.5.0/hyperledger-fabric-ca-linux-amd64-1.5.0.tar.gz
   sudo mkdir /usr/local/fabric-ca
   sudo tar -xzvf hyperledger-fabric-ca-linux-amd64-1.5.0.tar.gz -C /usr/local/fabric-ca
   

3. 設定環境變數，在/etc/profile末尾添加

   #Fabric
   export FABRIC=/usr/local/fabric
   export FABRICCA=/usr/local/fabric-ca
   export PATH=$PATH:$FABRIC/bin:$FABRICCA/bin
   

4. 更新環境變數source /etc/profile

安裝Docker鏡像依賴

Fabric相關鏡像均可以在DockerHub官方鏡像網站進行下載，搜索需要的鏡像則可獲取安裝方法，本試驗用到的所有鏡像為：

sudo docker pull hyperledger/fabric-tools:2.3.2
sudo docker pull hyperledger/fabric-peer:2.3.2
sudo docker pull hyperledger/fabric-orderer:2.3.2
sudo docker pull hyperledger/fabric-ccenv:2.3.2
sudo docker pull hyperledger/fabric-baseos:2.3.2
sudo docker pull hyperledger/fabric-ca:1.5.0

使用sudo docker images命令查看安裝完成后鏡像：

hyperledger/fabric-tools     2.3.2     a206a1593b4c   3 months ago    448MB
hyperledger/fabric-peer      2.3.2     85c825d4769f   3 months ago    54.2MB
hyperledger/fabric-orderer   2.3.2     7cad713cbfea   3 months ago    37.8MB
hyperledger/fabric-ccenv     2.3.2     627c556b15ca   3 months ago    514MB
hyperledger/fabric-baseos    2.3.2     e50ea411d694   3 months ago    6.86MB
hyperledger/fabric-ca        1.5.0     24a7c19a9fd8   5 months ago    70.8MB

示例代碼中使用的鏡像標簽都為latest，但如果在pull時直接選擇latest可能會報錯，因此我們在上面鏡像拉取完成后手動使用以下命令為鏡像打上latest標簽：

# docker tag IMAGEID(鏡像id) REPOSITORY:TAG（倉庫：標簽）
sudo docker tag a206a1593b4c hyperledger/fabric-tools:latest
sudo docker tag 85c825d4769f hyperledger/fabric-peer:latest
sudo docker tag 7cad713cbfea hyperledger/fabric-orderer:latest
sudo docker tag 627c556b15ca hyperledger/fabric-ccenv:latest
sudo docker tag e50ea411d694 hyperledger/fabric-baseos:latest
sudo docker tag 24a7c19a9fd8 hyperledger/fabric-ca:latest

最終的鏡像為：

運行測驗

啟動fabric網路

1. 進入fabric-sample的test-network目錄

   cd fabric-samples/test-network
   

2. 運行sudo ./network.sh up 啟動網路

   Creating network "fabric_test" with the default driver
   Creating volume "docker_orderer.example.com" with default driver
   Creating volume "docker_peer0.org1.example.com" with default driver
   Creating volume "docker_peer0.org2.example.com" with default driver
   Creating peer0.org1.example.com ... done
   Creating orderer.example.com    ... done
   Creating peer0.org2.example.com ... done
   Creating cli                    ... done
   CONTAINER ID   IMAGE                               COMMAND             CREATED                  STATUS
   PORTS
               NAMES
   7738c1e84751   hyperledger/fabric-tools:latest     "/bin/bash"         Less than a second ago   Up Less than a second                   cli
   1f24de2c6cd5   hyperledger/fabric-peer:latest      "peer node start"   2 seconds ago            Up Less than a second   0.0.0.0:9051->9051/tcp, :::9051->9051/tcp, 0.0.0.0:19051->19051/tcp, :::19051->19051/tcp                peer0.org2.example.com
   bfc48b20360c   hyperledger/fabric-orderer:latest   "orderer"           2 seconds ago            Up Less than a second   0.0.0.0:7050->7050/tcp, :::7050->7050/tcp, 0.0.0.0:7053->7053/tcp, :::7053->7053/tcp, 0.0.0.0:17050->17050/tcp, :::17050->17050/tcp   orderer.example.com
   b9a61fdaf47a   hyperledger/fabric-peer:latest      "peer node start"   2 seconds ago            Up Less than a second   0.0.0.0:7051->7051/tcp, :::7051->7051/tcp, 0.0.0.0:17051->17051/tcp, :::17051->17051/tcp                peer0.org1.example.com
   

最終出現以上輸出日志則表示網路啟動成功，每個加入Fabric網路的Node和User都需要隸屬于某個組織，以上網路中包含了兩個平行組織————peer0.org1.example.com和peer0.org2.example.com，它還包括一個作為ordering service維護網路的orderer.example.com，

創建channel

上節已經在機器上運行了peer節點和orderer節點，現在可以使用network.sh為Org1和Org2之間創建channel，channel是特定網路成員之間的私有通道，只能被屬于該通道的組織使用，并且對網路的其他成員是不可見的，每個channel都有一個單獨的區塊鏈賬本，屬于該通道的組織可以讓其下peer加入該通道，以讓peer能夠存盤channel上的帳本并驗證賬本上的交易，
使用以下命令創建自定義通道testchannel：

sudo ./network.sh createChannel -c testchannel

部署chaincode

{{< notice warning >}}
建議部署操作全部在root賬戶下進行，否則可能發生未知錯誤，以下流程為筆者在非root用戶下所遇問題，最終重建虛擬機全部指令在root賬戶下才完成部署，
{{< /notice >}}

創建通道后，您可以開始使用智能合約與通道賬本互動，智能合約包含管理區塊鏈賬本上資產的業務邏輯，由成員運行的應用程式網路可以在賬本上呼叫智能合約創建，更改和轉讓這些資產，可以通過./network.sh deployCC命令部署智能合約，但本程序可能會出現很多問題，
使用以下命令部署chaincode：

./network.sh deployCC -c testchannel -ccn basic -ccp ../asset-transfer-basic/chaincode-go -ccl go

此命令執行后可能會出現錯誤：scripts/deployCC.sh: line 114: log.txt: Permission denied，很明顯這是權限不足所致，加上sudo試試：

sudo ./network.sh deployCC -c testchannel -ccn basic -ccp ../asset-transfer-basic/chaincode-go -ccl go

加上sudo后出現新的錯誤：deployCC.sh: line 59: go: command not found，檢查本用戶go命令可用，檢查root用戶go命令可用，單單sudo后不能用，查閱資料后發現這是因為linux系統為了安全，限制在使用sudo時會清空自定義的環境變數，最簡單的解決方法是在/etc/sudoers檔案中直接將該限制注釋^[2]：

加上注釋后重新執行上條命令，又出現了新的錯誤：

go: github.com/golang/[email protected]: Get "https://proxy.golang.org/github.com/golang/protobuf/@v/v1.3.2.mod": dial tcp 172.217.160.81:443: i/o timeout

很明顯這是因為本地網路無法訪問proxy.golang.org所致，在命令列輸入go env -w GO111MODULE=on && go env -w GOPROXY=https://goproxy.cn,direct命令配置國內代理^[3]后再次執行，令人意外的是錯誤不變，設定的代理沒有生效？手動使用go get github.com/golang/protobuf手動下載安裝后再次運行錯誤還是不變，此時檢查本地GOPATH目錄下已有github.com/golang/protobuf包，為什么沒有識別到？此時靈機一動，使用sudo go env查看GOPATH環境變數，發現與本地用戶不一致，原來sudo命令會使用root的go環境變數，而之前設定的代理、下載的包都只能在本地用戶下生效，因此這個問題最終的解決方案是直接切換到root用戶下重新配置go代理并運行，成功運行后可看見如下結果：

2021-08-15 00:45:54.064 PDT [chaincodeCmd] ClientWait -> INFO 001 txid [ebeb8df6904f45b81fb30714f7eecb30b4bbfd32f4acc809f34f7c660e396eb8] committed with status (VALID) at localhost:7051
2021-08-15 00:45:54.144 PDT [chaincodeCmd] ClientWait -> INFO 002 txid [ebeb8df6904f45b81fb30714f7eecb30b4bbfd32f4acc809f34f7c660e396eb8] committed with status (VALID) at localhost:9051
Chaincode definition committed on channel 'testchannel'
Using organization 1
Querying chaincode definition on peer0.org1 on channel 'testchannel'...
Attempting to Query committed status on peer0.org1, Retry after 3 seconds.
+ peer lifecycle chaincode querycommitted --channelID testchannel --name basic
+ res=0
Committed chaincode definition for chaincode 'basic' on channel 'testchannel':
Version: 1.0, Sequence: 1, Endorsement Plugin: escc, Validation Plugin: vscc, Approvals: [Org1MSP: true, Org2MSP: true]
Query chaincode definition successful on peer0.org1 on channel 'testchannel'
Using organization 2
Querying chaincode definition on peer0.org2 on channel 'testchannel'...
Attempting to Query committed status on peer0.org2, Retry after 3 seconds.
+ peer lifecycle chaincode querycommitted --channelID testchannel --name basic
+ res=0
Committed chaincode definition for chaincode 'basic' on channel 'testchannel':
Version: 1.0, Sequence: 1, Endorsement Plugin: escc, Validation Plugin: vscc, Approvals: [Org1MSP: true, Org2MSP: true]
Query chaincode definition successful on peer0.org2 on channel 'testchannel'
Chaincode initialization is not required

合約互動

在安裝fabric中我們已經設定了fabric可執行檔案的環境變數，需保證可以成功在test-network目錄下使用peer命令，

1. 設定FABRIC_CFG_PATH變數，其下需包含core.yaml檔案

   export FABRIC_CFG_PATH=$PWD/../config/
   # export FABRIC_CFG_PATH=/usr/local/fabric/config/
   

2. 設定其它Org1組織的變數依賴

   # Environment variables for Org1
   export CORE_PEER_TLS_ENABLED=true
   export CORE_PEER_LOCALMSPID="Org1MSP"
   export CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=${PWD}/organizations/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/ca.crt
   export CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=${PWD}/organizations/peerOrganizations/org1.example.com/users/[email protected]/msp
   export CORE_PEER_ADDRESS=localhost:7051
   

   CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE和CORE_PEER_MSPCONFIGPATH環境變數指向Org1的organizations檔案夾中的身份證書，
3. 初始化chaincode

   peer chaincode invoke -o localhost:7050 --ordererTLSHostnameOverride orderer.example.com --tls --cafile ${PWD}/organizations/ordererOrganizations/example.com/orderers/orderer.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.example.com-cert.pem -C testchannel -n basic --peerAddresses localhost:7051 --tlsRootCertFiles ${PWD}/organizations/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/ca.crt --peerAddresses localhost:9051 --tlsRootCertFiles ${PWD}/organizations/peerOrganizations/org2.example.com/peers/peer0.org2.example.com/tls/ca.crt -c '{"function":"InitLedger","Args":[]}'
   

   
4. 查詢賬本資產串列

   peer chaincode query -C testchannel -n basic -c '{"Args":["GetAllAssets"]}'
   

   
5. 修改賬本資產

   peer chaincode invoke -o localhost:7050 --ordererTLSHostnameOverride orderer.example.com --tls --cafile ${PWD}/organizations/ordererOrganizations/example.com/orderers/orderer.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.example.com-cert.pem -C testchannel -n basic --peerAddresses localhost:7051 --tlsRootCertFiles ${PWD}/organizations/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/ca.crt --peerAddresses localhost:9051 --tlsRootCertFiles ${PWD}/organizations/peerOrganizations/org2.example.com/peers/peer0.org2.example.com/tls/ca.crt -c '{"function":"TransferAsset","Args":["asset6","Christopher"]}'
   

   
6. 關閉網路

   ./network.sh down
   

   該命令將停止并洗掉節點和鏈碼容器、組織加密材料、洗掉之前運行的通道專案和docker卷，并從Docker Registry移除鏈碼鏡像，
   {{< notice note >}}
   因為asset-transfer (basic)鏈碼的背書策略需要交易同時被Org1和Org2簽名，所以鏈碼呼叫指令需要使用--peerAddresses標簽來指向peer0.org1.example.com和peer0.org2.example.com；因為網路的TLS被開啟，指令也需要用--tlsRootCertFiles標簽指向每個peer節點的TLS證書，
   {{< /notice >}}

參考

標籤：其他

上一篇：尋路演算法之A*演算法詳解

下一篇：K8S原來如此簡單（五）Metrics Server與HPA