区块链的介绍和商品溯源的应用场景
区块链简介
区块链是一种创建信任的技术机制，通过区块链可以跨机构执行可信的交易。
区块链包括三个基本概念：
交易：一次对账本的操作，导致账本状态的一次改变，如添加一条转账记录；
区块：记录一段时间内发生的所有交易和状态结果，是对当前账本状态的一次共识；
链：由区块按照发生顺序串联而成，是整个账本状态变化的日志记录。
账本底层的基本结构是一个线性的链表，这也是其名字“区块链”的来源。链表有一个个“区块”串联组成，后续区块记录前导区块的哈希值。新的数据要加入，必须放到一个新的区块中。而这个块是否合法，可以通过计算哈希值的方式快速检验出来。
商品溯源业务结合
作为零售行业的领导者，苏宁致力于不断为顾客提供更好的购物体验。区块链技术为商品深度溯源提供了一种解决方案，各个节点作为参与方接入联盟链，可以方便的上传自己的信息和获取其他节点信息。联盟内的成员可以方便的获取商品的状态和流向，共同为商品的信息做背书。作为消费者，可以获取更多所购买商品的流转信息，借以判断商品的质量和真伪（比如生鲜食品是否过期；销售终端是否为联盟授权的节点）。
超级账本项目的体系结构
Fabric调用逻辑
超级账本（Hyperledger）是Linux基金会旗下的区块链开发平台项目，致力于发展跨行业的商用区块链平台技术。超级账本项目中提出和实现了许多创新的设计和理念，包括完备的权限和审查管理，细粒度隐私保护，以及可拔插，可扩展的实现架构。
Fabric作为超级账本的顶级项目，创新地引入权限管理支持，设计上支持可插拔，可扩展，是首个面向联盟链场景的开源项目。
Fabric网络中存在以下4中不同种类的服务节点，彼此协作完成整个区块链系统的功能。
背书节点（Endorser）:负责对交易的提案（proposal）进行检查和背书，计算交易执行结果；
确认节点（Committer）：负责在接受交易结果前再次进行检查合法性，接受合法交易对账本的修改，并写入区块链解构；
排序节点（Orderer）：对所有发往网络中的交易进行排序，将排序后的交易按照配置中的约定整理为区块，之后提交给确认节点进行处理；
证书节点（CA）：负责对网络中所有的证书进行管理，提供标准的PKI服务。
客户端（Client）：客户端应用使用SDK来跟Fabric网络打交道。客户端是用户和应用跟区块链网络打交道的桥梁。客户端主要包括两大职能：
·操作Fabric网络：包括更新网络配置、启停节点等；
·操作运行在网络中的链码：包括安装、实例化、发起交易调用链码等。
共识来自于分布式系统领域，在fabric中，共识过程意味着多个peer节点对于某一批交易的发送顺、合法性以及它们对账本状态的更新结果达成一致的观点。Fabric中共识包括背书，排序和验证三个环节的保障。
1、背书过程
背书（endorsement）是指背书节点对收到的来自客户端的请求（交易提案）按照自身的逻辑进行检查，以决策是否予以支持的过程。通常情况下，背书过程意味着背书节点对请求提案和造成的状态变更（读写集）添加数字签名。对于调用某个链码的交易来讲，它需要获得一定条件的背书才被认为合法。例如必须是来自某些特定身份成员的一致同意；或者某个组织中超过一定数目的部分成员的支持；或者指定的某个成员个体的支持。这些规则由链码的背书策略来指定。背书策略内容是比较灵活的，可以使用多种规则自由组合，并在链码进行实例化（instantiate）的时候指定。
2、排序服务
排序服务（orderingservice）通常是由排序节点组成的集群来提供。排序，意味着对一段时间内的一批交易达成一个网络内全局一致的顺序。目前，排序服务采用了可拔插的架构，除了用于测试的solo模式，后端还可以接入包括Kafka在内的CFT类型后端，或者支持第三方实现的BFT类型后端。排序服务除了负责达成一致顺序外，并不执行其他操作，这就避免了它成为整个网络的处理瓶颈。同时，排序服务节点很容易进行横向横向扩展，以提高整个网络的吞吐率。
3、验证过程
验证（validation）是对排序后的一批交易进行提交到账本之前最终检查的过程。验证过程包括检查交易结构自身完整性，交易所带背书签名是否满足预设的背书策略，并且交易的读写集是否满足多版本并发控制（Multi-VersionConcurrencyControl，MVCC）的相关要求等。交易在验证环节如果进行了状态写操作，则对应读集合中所有状态的当前版本必须要跟执行背书时一致。否则该交易会被标记为不合法（invalid），对应交易不会被执行，也不影响世界状态。
超级账本Fabric的系统结构
整体架构图
Fabric为应用提供了gRPCAPI，以及封装API的SDK供应用调用。应用可以通过SDK访问Fabric网络中的多种资源，包括账本、交易、链码、事件、权限管理等。应用开发者只需要跟这些资源打交道即可，无需关心如何实现。其中，账本是最核心的结构，负责记录应用信息，应用则通过发起交易来向账本中记录数据。交易执行的逻辑通过链码来承载。整个网络运行中发生的事件可以被应用访问，以触发外部流程甚至其他系统。权限管理则负责整个过程中的访问控制。
账本和交易进一步地依赖核心的区块链结构、数据库、共识机制等技术；链码则依赖容器、状态机等技术；权限管理利用了已有的PKI体系、数字证书、加解密算法等诸多安全技术。
底层由多个节点组成P2P网络，通过gRPC通道进行交互，利用Gossip协议进行同步。
链码（chaincode）
目前超级账本Fabric项目中提供了用户链码和系统链码。前者运行在单独的容器中，提供对上层应用的支持，后者则嵌入在系统内，提供对系统进行配置、管理的支持。
通道（channel）
通道与绑定到该通道上的配置和数据（包括交易、账本、链码实例、实例、成员身份等），一起构成了一条完整的区块链（Chain）。这些数据只会被加入到通道内的组织成员所感知和访问到，通道外的成员无法访问到通道内数据。由于通道与链结构是一一对应的，有时候两者概念可以混用。
目前，通道包括应用通道（ApplicationChannel）和系统通道（SystemChannel）两种类型，前者供用户应用使用，负责承载各种交易；后者则负责对应用通道进行管理。
Gossip协议
在Fabric网络中，节点会定期地利用Gossip协议发送它看到的账本的最新数据，并对发送消息进行签名认证。通过使用该协议，主要实现如下功能：
·通道内成员的探测：新加入通道的节点可以获知其他节点的信息，并发送Alive信息宣布在线；离线节点经过一段时间后可以被其他节点感知。
·节点之间同步数据：多个节点之间彼此同步数据，保持一致性。另外，Leader节点从Orderer拉取区块数据后，也可以通过Gossip传播给通道内其他节点。
gRPC消息协议
Fabric中大量采用了gRPC消息在不同组件之间进行通信交互，主要包括如下几种情况：客户端访问Peer节点，客户端和Peer访问Orderer节点，链码容器跟Peer节点之间，以及多个Peer节点之间的通信。简单理解，接口之间的调用都是通过gRPC协议。
Fabric账本结构
账本包括区块链（blockchain）结构，以及多个数据库结构。
·StateDatabase：状态数据库，由区块链结构中交易执行推演而成，记录最新的世界状态；
·HistoryDatabase：历史数据库，存放各个状态的历史变化记录；
·IndexDatabase：索引数据库，存放索引信息，例如从Hash、编号索引到区块，从ID索引到交易等。
从数据库的角度看，区块链结构记录的是状态变更的历史，状态数据库记录的是变更的最终结果。每一次对账本状态的变更通过交易导致的读写集合来进行表达。因此，发生交易实际上就是对一个读写集合进行接受的过程。
Fabric在苏宁中的应用
联盟接入方式
苏宁作为联盟链的发起方，负责联盟链的基础服务的搭建。其他参与方，根据自身情况，可以自主选择接入联盟链的方式：
1）通过API平台和苏宁系统交互，由苏宁节点负责入链；
2）通过手机APP进行数据的上传，后台由苏宁节点负责入链；
3）通过苏宁商品溯源门户网站，注册为供应商，进行溯源操作；
4）独立部署节点，申请加入联盟，通过自身几点进行入链；
5）租用苏宁的baas平台，申请加入联盟，通过自身几点进行入链。
业务系统架构
系统架构如下（其中baas平台还在搭建中）：
目前整体的应用架构如下：
实践中优化点
Fabric实现中的优化处理：
1、针对fabric-sdk进行封装，并开发图形界面，进行可视化操作
2、通过集群化部署水平扩展和并行化处理，提升TPS，提高处理速度
3、针对docker容器进行数据映射，保证重启后，数据无影响
4、K8进行容器的自动化部署
5、权限的进一步完善，根据业务场景定制角色权限
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