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Hyperledger （超級賬本）是一組開源工具，旨在構(gòu)建一個強(qiáng)大的、業(yè)務(wù)驅(qū)動的區(qū)塊鏈框架。

Hyperledger （超級賬本）是區(qū)塊鏈行業(yè)中最大的項目之一，它由一組開源工具和多個子項目組成。該項目是由 Linux 基金會主辦的一個全球協(xié)作項目，其中包括一些不同領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者們，這些領(lǐng)導(dǎo)者們的目標(biāo)是建立一個強(qiáng)大的、業(yè)務(wù)驅(qū)動的區(qū)塊鏈框架。

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)主要有三種類型：公共區(qū)塊鏈、聯(lián)盟或聯(lián)合區(qū)塊鏈，以及私有區(qū)塊鏈。Hyperledger 是一個區(qū)塊鏈框架，旨在幫助公司建立私人或聯(lián)盟許可的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中，多個組織可以共享控制和操作網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點的權(quán)限。

因為區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€透明的，基于不可變模式的安全的去中心化系統(tǒng)，所以它被認(rèn)為是傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈行業(yè)改變游戲規(guī)則的一種解決方案。它可以通過以下方式支持有效的供應(yīng)鏈系統(tǒng)：

• 跟蹤整個區(qū)塊鏈中的產(chǎn)品
• 校驗和驗證區(qū)塊鏈中的產(chǎn)品
• 在供應(yīng)鏈參與者之間共享整個區(qū)塊鏈的信息
• 提供可審核性

本文通過食品供應(yīng)鏈的例子來解釋 Hyperledger 區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾胃淖儌鹘y(tǒng)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的。

食品行業(yè)供應(yīng)鏈

傳統(tǒng)供應(yīng)鏈效率低下的主要原因是由于缺乏透明度而導(dǎo)致報告不可靠和競爭上的劣勢。

在傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈模式中，有關(guān)實體的信息對該區(qū)塊鏈中的其他人來說并不完全透明，這就導(dǎo)致了不準(zhǔn)確的報告和缺乏互操作性問題。電子郵件和印刷文檔提供了一些信息，但它們不可能包含完整詳細(xì)的可見性數(shù)據(jù)，因為很難在整個供應(yīng)鏈中去追蹤產(chǎn)品。這也使消費者幾乎不可能知道產(chǎn)品的真正價值和來源。

食品行業(yè)的供應(yīng)鏈環(huán)境復(fù)雜，多個參與者需要協(xié)作將貨物運(yùn)送到最終目的地 —— 客戶手中。下圖顯示了食品供應(yīng)鏈（多級）網(wǎng)絡(luò)中的主要參與者。

典型的食品供應(yīng)鏈

該區(qū)塊鏈的每個階段都會引入潛在的安全問題、整合問題和其他低效問題。目前食品供應(yīng)鏈中的主要威脅仍然是假冒食品和食品欺詐。

基于 Hyperledger 區(qū)塊鏈的食品跟蹤系統(tǒng)可實現(xiàn)對食品信息全面的可視性和和可追溯性。更重要的是，它以一種不變但可行的方式來記錄產(chǎn)品細(xì)節(jié)，確保食品信息的真實性。最終用戶通過在不可變框架上共享產(chǎn)品的詳細(xì)信息，可以自我驗證產(chǎn)品的真實性。

Hyperledger Fabric

Hyperledger Fabric 是 Hyperledger 項目的基石。它是基于許可的區(qū)塊鏈，或者更準(zhǔn)確地說是一種分布式分類帳技術(shù)（DLT），該技術(shù)最初由 IBM 公司和 Digital Asset 創(chuàng)建。分布式分類帳技術(shù)被設(shè)計為具有不同組件的模塊化框架（概述如下）。它也是提供可插入的共識模型的一種靈活的解決方案，盡管它目前僅提供基于投票的許可共識（假設(shè)今天的 Hyperledger 網(wǎng)絡(luò)在部分可信賴的環(huán)境中運(yùn)行）。

鑒于此，無需匿名礦工來驗證交易，也無需用作激勵措施的相關(guān)貨幣。所有的參與者必須經(jīng)過身份驗證才能參與到該區(qū)塊鏈進(jìn)行交易。與以太坊一樣，Hyperledger Fabric 支持智能合約，在 Hyperledger 中稱為 Chaincodes鏈碼，這些合約描述并執(zhí)行系統(tǒng)的應(yīng)用程序邏輯。

然而，與以太坊不同，Hyperledger Fabric 不需要昂貴的挖礦計算來提交交易，因此它有助于構(gòu)建可以在更短的延遲內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)展的區(qū)塊鏈。

Hyperledger Fabric 不同于以太坊或比特幣這樣的區(qū)塊鏈，不僅在于它們類型不同，或者說是它與貨幣無關(guān)，而且它們在內(nèi)部機(jī)制方面也不同。以下是典型的 Hyperledger 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵要素：

• 賬本Ledgers：存儲了一系列塊，這些塊保留了所有狀態(tài)交易的所有不可變歷史記錄。
• 節(jié)點Nodes：區(qū)塊鏈的邏輯實體。它有三種類型：
  • 客戶端Clients：是代表用戶向網(wǎng)絡(luò)提交事務(wù)的應(yīng)用程序。
  • 對等體Peers：是提交交易并維護(hù)分類帳狀態(tài)的實體。
  • 排序者Orderers 在客戶端和對等體之間創(chuàng)建共享通信渠道，還將區(qū)塊鏈交易打包成塊發(fā)送給遵從的對等體節(jié)點。

除了這些要素，Hyperledger Fabric 還有以下關(guān)鍵設(shè)計功能：

• 鏈碼Chaincode：類似于其它諸如以太坊的網(wǎng)絡(luò)中的智能合約。它是用一種更高級的語言編寫的程序，在針對分類帳當(dāng)前狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫執(zhí)行。
• 通道Channels：用于在多個網(wǎng)絡(luò)成員之間共享機(jī)密信息的專用通信子網(wǎng)。每筆交易都在一個只有經(jīng)過身份驗證和授權(quán)的各方可見的通道上執(zhí)行。
• 背書人Endorsers 驗證交易，調(diào)用鏈碼，并將背書的交易結(jié)果返回給調(diào)用應(yīng)用程序。
• 成員服務(wù)提供商Membership Services Providers（MSP）通過頒發(fā)和驗證證書來提供身份驗證和身份驗證過程。MSP 確定信任哪些證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)（CA）去定義信任域的成員，并確定成員可能扮演的特定角色（成員、管理員等）。

如何驗證交易

探究一筆交易是如何通過驗證的是理解 Hyperledger Fabric 在底層如何工作的好方法。此圖顯示了在典型的 Hyperledger 網(wǎng)絡(luò)中處理交易的端到端系統(tǒng)流程：

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Hyperledger 交易驗證流程

首先，客戶端通過向基于 Hyperledger Fabric 的應(yīng)用程序客戶端發(fā)送請求來啟動交易，該客戶端將交易提議提交給背書對等體。這些對等體通過執(zhí)行由交易指定的鏈碼（使用該狀態(tài)的本地副本）來模擬該交易，并將結(jié)果發(fā)送回應(yīng)用程序。此時，應(yīng)用程序?qū)⒔灰着c背書相結(jié)合，并將其廣播給排序服務(wù)Ordering Service。排序服務(wù)檢查背書并為每個通道創(chuàng)建一個交易塊，然后將其廣播給通道中的其它節(jié)點，對的體驗證該交易并進(jìn)行提交。

Hyperledger Fabric 區(qū)塊鏈可以通過透明的、不變的和共享的食品來源數(shù)據(jù)記錄、處理數(shù)據(jù)，及運(yùn)輸細(xì)節(jié)等信息將食品供應(yīng)鏈中的參與者們連接起來。鏈碼由食品供應(yīng)鏈中的授權(quán)參與者來調(diào)用。所有執(zhí)行的交易記錄都永久保存在分類帳中，所有參與者都可以查看此信息。

Hyperledger Composer

除了 Fabric 或 Iroha 等區(qū)塊鏈框架外，Hyperledger 項目還提供了 Composer、Explorer 和 Cello 等工具。 Hyperledger Composer 提供了一個工具集，可幫助你更輕松地構(gòu)建區(qū)塊鏈應(yīng)用程序。 它包括：

• CTO，一種建模語言
• Playground，一種基于瀏覽器的開發(fā)工具，用于快速測試和部署
• 命令行界面（CLI）工具

Composer 支持 Hyperledger Fabric 的運(yùn)行時和基礎(chǔ)架構(gòu)，在內(nèi)部，Composer 的 API 使用底層 Fabric 的 API。Composer 在 Fabric 上運(yùn)行，這意味著 Composer 生成的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)可以部署到 Hyperledger Fabric 執(zhí)行。