Hyperledger fabric-config 通道配置Go语言开发包

在这个教程中,我们将介绍如何使用fabric-config库进行通道配置的更新。 我们将提供一个基于fabric-config的示例程序,该程序可以更改Hyperledger Fabric的块切割参数。此外,教程还包括如何开始使用fabric-config库和函数 的指南,以便你可以在项目中快速增加通道配置功能。

用熟悉的语言和OS学习Hyperledger Fabric区块链开发:

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1、通道配置概述

Hyperledger Fabric网络由一些数据结构和过程构成,它们以及定义了如何与区块链 网络进行交互。其中,数据结构包括组织、对等节点、身份凭证、排序节点和CA等。

标识数据结构及其相应过程(即用于网络交互的管理指令)的数据包含在通道配置中。 这些配置又可以在已提交给通道帐本的区块中找到。因此,用于修改通道配置的过程 称为配置更新事务。下面列举了有关通道配置更新的一些常见需求:

  • 更新一个区块中可以包含的最大交易数量。
  • 更新在第一个交易到达之后切割区块之前需要继续等待交易的时间。
  • 更新Raft排序服务参数。
  • 更新区块签名的有效性要求。
  • 将新组织添加到已有的通道。
  • 将新组织添加到已经建立的联盟。

2、更新通道配置

迄今为止,官方推荐的更新通道配置的方法还是使用configtxlatorjq工具。使用这些工具更新通道配置时的步骤可以概括如下:

  1. 获取通道的最新配置区块。
  2. 将最新的配置区块从protobuf格式解码为JSON。
  3. 使用jq从JSON配置区块中删除不必要的元数据。
  4. 创建JSON配置区块的副本。
  5. 对复制的JSON配置区块进行相应的更新(例如,更新一个块允许的最大交易数)。
  6. 将JSON更新的配置区块重新编码为protobuf格式。
  7. 计算两个protobuf配置(即原始配置块和更新的配置块)之间的差异。这会生成包含增量配置的protobuf数据。
  8. 将增量数据解码回JSON。
  9. 将必要的头数据添加到JSON增量中,以便使用jq将其包装在信封消息中。
  10. 将JSON增量编码为protobuf。
  11. 签名配置更新交易。
  12. 通过对等节点将配置更新交易提交给排序服务。

尽管上述方法可行,但它非常繁琐且容易出错。例如,很容易忘记在解码最新的配置块后 剥离头数据(步骤3)或将头数据添加到增量块(步骤9)。另外,第5步很容易搞砸。在 使用文本编辑器(例如Visual Studio或Atom)或使用jq手动编辑JSON块时,可能会在 JSON文档的错误部分进行修改从而引入错误。另外,理想情况下,在对JSON块进行任何更改之前, 你应该对JSON模式有透彻的了解,但现实情况是,并不是每个人都拥有这一知识。因此, 我们希望有一种不易出错并且更加简单的更新信道配置的机制。更好的方案井盖使用类型 安全且经过编译的语言,例如Go。在下一节中,我们将介绍这种新机制。

值得一提的是,我们鼓励用户使用下面详细介绍的config更新过程来开发自己的工具, 并最终弃用configtxlator工具。这也是为什么你应该开始熟悉用于更新通道配置的 最新机制的另一个原因。

注意:提供使用configtxlator和jq工具的底层详细信息和说明超出了本文的范围。 有关此操作的完整详细信息,请参见更新通道配置

3、使用fabric-config库编辑通道配置

3.1 引入fabric-config库

Hyperledger fabric-config库引入了一种用于生成配置交易更新的替代方法,该方法消除了 前面描述的手动JSON解析过程中所需的许多繁琐且容易出错的步骤。fabric-config库被设计为独立的库, 它支持生成诸如应用程序和系统信道创建、通道配置更新操作等,并将背书签名附加到交易信封消息。 fabric-config库是用Go编写的,并提供了丰富的API 用于修改所提供的配置交易,以及计算现有配置和所需更新之间的增量(类似于configtxlator工具的功能)。

3.2 使用fabric-config库更新通道配置

请注意,fabric-config库不包含获取配置块的功能,你可以自己决定如何获取配置块以及如何向 网络提交配置更新交易。例如,你可以选择使用Fabric Peer CLI(Hyperledger Fabric二进制文件的一部分) 从通道中获取最新的配置块。如果你正在利用IBM区块链平台,那么还可以利用Ansible的IBM区块链 平台集合从通道中获取最新的配置块。

从相应的通道中获取最新的配置块后,可以使用Go语言编写如下代码,将该配置块读入内存:

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import (
...
cb "github.com/hyperledger/fabric-protos-go/common"
...
)

func getConfigFromBlock(blockPath string) *cb.Config {
blockBin, err := ioutil.ReadFile(blockPath)
if err != nil {
panic(err)
}

block := &cb.Block {}
err = proto.Unmarshal(blockBin, block)
if err != nil {
panic(err)
}

blockDataEnvelope := &cb.Envelope {}
err = proto.Unmarshal(block.Data.Data[0], blockDataEnvelope)
if err != nil {
panic(err)
}

blockDataPayload := &cb.Payload {}
err = proto.Unmarshal(blockDataEnvelope.Payload, blockDataPayload)
if err != nil {
panic(err)
}

config := &cb.ConfigEnvelope {}
err = proto.Unmarshal(blockDataPayload.Data, config)
if err != nil {
panic(err)
} return config.Config
}

getConfigFromBlock()函数从指定的路径读取先前获取的块,并返回指向该Config结构实例的指针。 上面的函数是完全通用的,这意味着无论你打算进行什么配置更新,都可以在代码中使用此函数 来读取配置块。注意,Config实例封装了配置块中包含的数据,格式为配置交易protobuf类型。 另外,请注意,这个Config不是fabric-config库中定义的结构。Configprotobuf是在 fabric-protos-go模块中定义的。

将配置块读入内存后,就可以创建ConfigTx实例了,如下所示:

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import (
...
"github.com/hyperledger/fabric-config/configtx"
...
)
...
baseConfig := getConfigFromBlock(blockPath)
configTx := configtx.New(baseConfig)
...

configtx.New()函数返回ConfigTx结构的实例,该实例在fabric-config库中定义。 ConfigTx实例是应用程序代码用于对配置块进行必要更新的主要入口点。请注意, 要获取ConfigTx实例,你需要提供使用getConfigFromBlock()方法读取的配置交易protobuf结构 作为参数。现在让我们展示如何利用ConfigTx结构来对配置块进行一些更新。 具体来说,我们将更改以下块切割参数:

  • absolute_max_bytes:块最大字节数,即任何区块都不应大于absolute_max_bytes。
  • max_message_count:区块可以包含的最大交易数,即一个区块的交易数不应超过max_message_count。
  • preferred_max_bytes:块的首选大小,即如果可以在preferred_max_bytes下构造一个块,则将尽早切割一个块,大于该尺寸的交易将出现在另一个块中。
  • batch_timeout:在第一个交易到达之后,在切割区块之前需要等待其他交易的时间。

注意:如果需要有关上述块切割参数的更多详细信息,请参阅Hyperledger Fabric官方文档中的 更新通道配置部分。

现在让我们定义一组变量来捕获上述参数:

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var (
batchSizeMaxMessage uint32
batchSizeAbsoluteMax uint32
batchSizePreferredMax uint32
batchTimeout uint32
)

在代码中,你可以为这些变量分别赋值。例如,可以从属性文件中读取它们,也可以将这些值作为 运行时参数传递给程序。无论如何向应用程序提供此类值,读取后就可以将它们分配给以下变量:

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batchSizeMaxMessage = ...
batchSizeAbsoluteMax = ...
batchSizePreferredMax = ...
batchTimeout = ...

完成此操作后,就可以继续使用fabric-config库中的以下API方法来更新配置块:

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// Obtain OrdererGroup instance from ConfigTx instance
ordererGrp := configTx.Orderer()

// Use setter methods in the OrdererGroup instance to make configuration changes
ordererGrp.SetBatchTimeout(time.Second * time.Duration(batchTimeout))

ordererGrp.BatchSize().SetAbsoluteMaxBytes(batchSizeAbsoluteMax)

ordererGrp.BatchSize().SetMaxMessageCount(batchSizeMaxMessage)

ordererGrp.BatchSize().SetPreferredMaxBytes(batchSizePreferredMax)

对块进行配置更新后,即可计算这些更改的增量:

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var (
channelName string
)
...
configUpdateBytes, err := configTx.ComputeMarshaledUpdate(channelName)
...

在计算完增量之后,下一个可选的步骤是签名要进行的区块更新。在这样做之前, 让我们介绍下如何使用getSigningIdentity()函数来解析从本地MSP图区的身份信息:

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func getSigningIdentity(sigIDPath string) *configtx.SigningIdentity {
// Read certificate, private key and MSP ID from sigIDPath
var (
certificate *x509.Certificate
privKey crypto.PrivateKey
mspID string
err error
)

mspUser := filepath.Base(sigIDPath)

certificate, err = readCertificate(filepath.Join(sigIDPath, "msp", "signcerts", fmt.Sprintf("%s-cert.pem", mspUser)))
if err != nil {
panic(err)
}

privKey, err = readPrivKey(filepath.Join(sigIDPath, "msp", "keystore", "priv_sk"))
if err != nil {
panic(err)
}

mspID = strings.Split(mspUser, "@")[1] return &configtx.SigningIdentity{
Certificate: certificate,
PrivateKey: privKey,
MSPID: mspID,
}
}

以下是上述功能中使用的辅助方法。首先,让我们定义readCertificate()方法:

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func readCertificate(certPath string) (*x509.Certificate, error) {
certBytes, err := ioutil.ReadFile(certPath)
if err != nil {
return nil, err
}

pemBlock, _ := pem.Decode(certBytes)
if pemBlock == nil {
return nil, fmt.Errorf("no PEM data found in cert[% x]", certBytes)
}

return x509.ParseCertificate(pemBlock.Bytes)
}

然后定义readPrivKey()方法:

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func readPrivKey(keyPath string) (crypto.PrivateKey, error) {
privKeyBytes, err := ioutil.ReadFile(keyPath)
if err != nil {
return nil, err
}

pemBlock, _ := pem.Decode(privKeyBytes)
if pemBlock == nil {
return nil, fmt.Errorf("no PEM data found in private key[% x]", privKeyBytes)
}

return x509.ParsePKCS8PrivateKey(pemBlock.Bytes)
}

就像getConfigFromBlock()方法一样,getSigningIdentity()也可用于任何类型的方案。 因此,你可以将这个getSigningIdentity()功能添加到你的应用程序代码中并加以利用,而无需 进行任何配置更新。getSigningIdentity()方法的唯一参数是指向MSP根文件夹的路径, 该文件夹应具有一组子文件夹,其中包含MSP组织用户或管理员的相应证书和密钥。MSP根文件夹的 名称应遵循以下命名约定:<enrollment_id>@。例如,由OrdererMSP标识的Orderer组织的 Admin用户的身份材料应位于名为Admin@OrdererMSP的文件夹下。在子文件夹下找到的证书和密钥的 名称应如下所示:

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<enrollment_id>@<MSP ID>  // sigIDPath
└── msp
├── admincerts
│ │ // The public cert for the org administrator
│ └── admin-cert.pem
├── cacerts
│ │ // The public cert for the root CA
│ └── ca-cert.pem
├── tlscacerts
│ │ // The public cert for the root TLS CA
│ └── tlsca-cert.pem
├── keystore
│ │ // The private key for the identity
│ └── priv_sk
└── signcerts
│ // The public cert for the identity
└── <enrollment_id>@<MSP ID>-cert.pem

注意:如果你使用过cryptogen工具, 那么上面显示的文件夹结构应该看起来很熟悉。

请注意,getSigningIdentity()方法返回指向configtx.SigningIdentity结构实例的指针, 该实例也在fabric-config库中定义。

对于每个应该签名通道配置更新的身份,都应该调用getSigningIdentity()方法。 可以将调用此方法返回的身份标识存储在数组中。一旦拥有用于签名配置更新的所有必需身份, 就可以使用configtx.SigningIdentity结构的CreateConfigSignature()方法来创建相应的签名:

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configSignatures := []*cb.ConfigSignature{}
...
signingIdentity := getSigningIdentity(pathToSigningIdentity)
...
configSignature, err := signingIdentity.CreateConfigSignature(configUpdateBytes)
...
configSignatures = append(configSignatures, configSignature)

CreateConfigSignature方法将我们之前通过调用ComputeMarshaledUpdate()函数计算出的 增量作为参数,即configUpdateBytes。

生成必要的签名后,可以使用以下方法创建信封消息,其中包含配置更新以及签名:

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env, err := configtx.NewEnvelope(configUpdateBytes, configSignatures...)

就像CreateConfigSignature, configUpdateBytes从ComputeMarshaledUpdate()函数调用中返回的 配置增量一样,configSignatures数组则包含所有必要的签名(即,指向ConfigSignature结构实例的指针)。 对于我们在本文中讨论的示例情况(即,切割参数的更改),只需要订购服务组织的管理员的签名。

你可能还希望使用将交易提交到排序节点的身份对从NewEvelope()函数返回的信封消息进行签名。 在我们的示例中,此身份也是排序服务机构的管理员。你还可以通过调用getSigningIdentity() 方法来获得此标识实例,正如我们已经提到的,该方法返回该configtx.SigningIdentity结构的实例:

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envelopeSigningIdentity := getSigningIdentity(pathToEnvelopeSigningIdentity)

err = envelopeSigningIdentity.SignEnvelope(env)

最后,我们将签名的信封写入文件系统:

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envelopeBytes, err := proto.Marshal(env)
if err != nil {
panic(err)
}
err = ioutil.WriteFile(outputPath, envelopeBytes, 0640)

现在,你有了一个配置更新交易,其中包含更改和[签名],可以将 其提交给网络进行处理!作为参考,下面是示例程序的完整源代码:

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package main

import (
"crypto"
"crypto/x509"
"encoding/pem"
"fmt"
"io/ioutil"
"path/filepath"
"strings"
"time"

"github.com/golang/protobuf/proto"
"github.com/hyperledger/fabric-config/configtx"
cb "github.com/hyperledger/fabric-protos-go/common"
)

func main() {

var (
batchSizeMaxMessage uint32
batchSizeAbsoluteMax uint32
batchSizePreferredMax uint32
batchTimeout uint32
blockPath string
channelName string
pathToSigningIdentity string
pathToEnvelopeSigningIdentity string
outputPath string
)

// Update variables as needed for your use case
batchSizeMaxMessage = 10
batchSizeAbsoluteMax = 103809024
batchSizePreferredMax = 524288
batchTimeout = 4
blockPath = "<blockPath>"
channelName = "<channelName>"
pathToSigningIdentity = "<pathToSigningIdentity>"
pathToEnvelopeSigningIdentity = "<pathToEnvelopeSigningIdentity>"
outputPath = "<outputPath>"

// Read configuration block into memory
baseConfig := getConfigFromBlock(blockPath)
configTx := configtx.New(baseConfig)

// Obtain OrdererGroup instance from ConfigTx instance
ordererGrp := configTx.Orderer()
// Use setter methods in the OrdererGroup instance to make configuration changes
ordererGrp.SetBatchTimeout(time.Second * time.Duration(batchTimeout))
ordererGrp.BatchSize().SetAbsoluteMaxBytes(batchSizeAbsoluteMax)
ordererGrp.BatchSize().SetMaxMessageCount(batchSizeMaxMessage)
ordererGrp.BatchSize().SetPreferredMaxBytes(batchSizePreferredMax)

// Compute delta
configUpdateBytes, err := configTx.ComputeMarshaledUpdate(channelName)
if err != nil {
panic(err)
}

// Attach signature
signingIdentity := getSigningIdentity(pathToSigningIdentity)
configSignature, err := signingIdentity.CreateConfigSignature(configUpdateBytes)
if err != nil {
panic(err)
}

// Create envelope
env, err := configtx.NewEnvelope(configUpdateBytes, configSignature)

// Sign envelope
envelopeSigningIdentity := getSigningIdentity(pathToEnvelopeSigningIdentity)
err = envelopeSigningIdentity.SignEnvelope(env)
envelopeBytes, err := proto.Marshal(env)
if err != nil {
panic(err)
}

// Write envelope to file system
err = ioutil.WriteFile(outputPath, envelopeBytes, 0640)
}

func getConfigFromBlock(blockPath string) *cb.Config {
blockBin, err := ioutil.ReadFile(blockPath)
if err != nil {
panic(err)
}

block := &cb.Block{}
err = proto.Unmarshal(blockBin, block)
if err != nil {
panic(err)
}

blockDataEnvelope := &cb.Envelope{}
err = proto.Unmarshal(block.Data.Data[0], blockDataEnvelope)
if err != nil {
panic(err)
}

blockDataPayload := &cb.Payload{}
err = proto.Unmarshal(blockDataEnvelope.Payload, blockDataPayload)
if err != nil {
panic(err)
}

config := &cb.ConfigEnvelope{}
err = proto.Unmarshal(blockDataPayload.Data, config)
if err != nil {
panic(err)
}

return config.Config
}

func getSigningIdentity(sigIDPath string) *configtx.SigningIdentity {
// Read certificate, private key and MSP ID from sigIDPath
var (
certificate *x509.Certificate
privKey crypto.PrivateKey
mspID string
err error
)
mspUser := filepath.Base(sigIDPath)

certificate, err = readCertificate(filepath.Join(sigIDPath, "msp", "signcerts", fmt.Sprintf("%s-cert.pem", mspUser)))
if err != nil {
panic(err)
}
privKey, err = readPrivKey(filepath.Join(sigIDPath, "msp", "keystore", "priv_sk"))
if err != nil {
panic(err)
}
mspID = strings.Split(mspUser, "@")[1]
return &configtx.SigningIdentity{
Certificate: certificate,
PrivateKey: privKey,
MSPID: mspID,
}
}

func readCertificate(certPath string) (*x509.Certificate, error) {
certBytes, err := ioutil.ReadFile(certPath)
if err != nil {
return nil, err
}
pemBlock, _ := pem.Decode(certBytes)
if pemBlock == nil {
return nil, fmt.Errorf("no PEM data found in cert[% x]", certBytes)
}
return x509.ParseCertificate(pemBlock.Bytes)
}

func readPrivKey(keyPath string) (crypto.PrivateKey, error) {
privKeyBytes, err := ioutil.ReadFile(keyPath)
if err != nil {
return nil, err
}
pemBlock, _ := pem.Decode(privKeyBytes)
if pemBlock == nil {
return nil, fmt.Errorf("no PEM data found in private key[% x]", privKeyBytes)
}
return x509.ParsePKCS8PrivateKey(pemBlock.Bytes)
}

4、注意事项

尽管fabric-config库极大地改进了更新通道配置的过程,但是仍然需要考虑一些注意事项。

尽管您可以使用这个库来更新任何版本的Hyperledger Fabric的通道配置,但由于 不支持某些被弃用的配置项,因此强烈建议你将其用于更新Hyperledger Fabric v2通道或 迁移到Hyperledger Fabric v2。

由于fabric-config库是用Go语言编写的,因此该库只能由使用Go语言编写工具的开发者使用。 可以通过创建通用工具(例如命令行界面)来避免这种情况,这些通用工具不直接嵌入目标 应用程序中。这种方法将允许在外部使用该库来生成配置更新交易。或者,可以设置用Go语言编写 的服务器,该服务器用于可从输入配置块生成配置交易更新的端点。

Hyperledger Fabric的现有用户可能已经有稳定的方法来更新配置交易。因此,他们可能不愿意 修改现有的自动化过程。但是,随着在通道配置周围添加新功能,最终将难以维护当前的通道配置 方法。无需手动更新零散的解决方法代码,使用此库将成为通过简单扩展来采用新功能的一致方法。

5、结论

如本文所示,Hyperledger fabric-config库提供了一种可靠的机制来生成配置更新交易, 同时消除了手动进行此类更改时出现的机械步骤和易于出错的步骤。因此,fabric-config库 使你能够以可靠且一致的方式自动执行配置更新交易。

尽管未在本教程中显示,fabric-config库还支持生成用于应用程序和系统通道创建的配置 包络以及修改应用程序和通道功能。用Go语言编写的fabric-config库为此类操作提供了类型 安全且经过编译的选项。

我们鼓励你查看fabric-config库的官方GoDoc 文档,以便熟悉其直观且易于使用的API, 并查看其他示例和代码段。利用本文中共享的指导和功能,你可以立即在下一个项目中利用fabric-config库!


原文链接:Leveraging the Hyperledger fabric-config library for channel configuration updates

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