Modelo Hyperledger Fabric¶

Esta seção descreve os principais recursos de design incorporados a Hyperledger Fabric que cumprem sua promessa de uma solução blockchain corporativa abrangente, mas personalizável:

Ativos (Assets) — Ativos permitem a troca de quase tudo com valor monetário na rede, de alimentos integrais, a carros antigos e futuros de moeda.
Chaincode — A execução do chaincode é particionado pela ordem das transações, limitando os níveis necessários de confiança e verificação nos nós e otimizando a escalabilidade e o desempenho da rede.
Livro-Razão — O livro-razão imutável compartilhado codifica todo o histórico de transações de cada canal e inclui recursos de consulta semelhantes a SQL para auditoria eficiente e resolução de disputas.
Privacidade — Canais e dados privados permitem transações multilaterais privadas e confidenciais, geralmente exigidas por empresas concorrentes e indústrias reguladas que trocam ativos em uma rede comum.
Serviços de Segurança e Associação — A associação permissionada fornece uma rede blockchain confiável, na qual os participantes sabem que todas as transações podem ser detectadas e rastreadas por reguladores e auditores autorizados.
Consenso — Uma abordagem única para o consenso permite a flexibilidade e a escalabilidade necessárias para a empresa.

Ativos (Assets)¶

Os ativos podem variar do tangível (imóveis e ferramentas) ao intangível (contratos e propriedade intelectual). A Hyperledger Fabric fornece a capacidade realizar operações nos ativos usando contratos inteligentes.

Os ativos são representados na Hyperledger Fabric como uma coleção de pares de chave-valor, com as alterações de estado registradas como transações no livro-razão do Canal (Channel). Os ativos podem ser representados no formato binário e/ou JSON.

Chaincode¶

Chaincode é um software que define um ativo ou ativos, e as instruções de transação para modificar o(s) ativo(s); em outras palavras, é a lógica de negócio. O Chaincode garante a aplicação das regras para ler ou alterar os pares de chave-valor ou outras informações do banco de dados de estado. As funções do Chaincode são executadas no banco de dados de estado atual do livro-razão e são iniciadas por meio de uma proposta de transação. O resultado da execução de um chaincode é um conjunto de atualizações de chave-valor que podem ser enviadas à rede e aplicadas ao livro-razão de todos os pares.

Livro-Razão (Ledger)¶

O livro-razão é o registro sequencial e resistente a violações de todas as transições de estado na Fabric. As transições de estado são resultado de invocações do chaincode (“transações”) enviadas pelas partes participantes. Cada transação resulta em um conjunto de pares de chave-valor referente a um ativo que são confirmados no livro-razão quando criados, atualizados ou excluídos.

O livro-razão é composto por uma cadeia de blocos (“chain”) para armazenar o registro imutável e sequenciado em blocos (“blockchain”), bem como um banco de dados de estado para manter o estado atual da Fabric. Há um livro-razão por canal. Cada par mantém uma cópia do livro-razão para cada canal do qual eles são membros.

Alguns recursos do livro-razão da Fabric:

Consulta e atualização do livro-razão usando pesquisas baseadas em chave, consultas de intervalo e consultas com chave composta
Consultas somente para leitura usando uma linguagem de consulta avançada (se estiver usando o CouchDB como banco de dados de estado)
Consultas somente para leitura do histórico — Consulta do histórico do livro-razão usando por uma chave, permitindo inspecionar a proveniência de dados
As transações consistem nas versões das chaves/valores que foram lidos no chaincode da chamada (conjunto de dados) e chaves/valores que foram gravados na chamada (conjunto da gravação)
As transações contêm as assinaturas de todos os pares endossantes e são enviadas para o serviço de ordem
As transações são ordenadas em blocos e são «entregues» por um serviço de pedidos aos pares em um canal
Os pares validam transações nas políticas de endosso e fazem cumprir as políticas
Antes de anexar um bloco, é realizada uma verificação da versão para garantir que os estados dos blocos ativos que foram lidos não tenham sido alterados desde o tempo de execução do chaincode
Se torna imutável uma vez que uma transação é validada e confirmada
O livro-razão de um canal contém um bloco de configuração que define suas políticas, listas de controle de acesso e outras informações pertinentes
Os canais possuem instâncias do Provedor de Serviço de Associação (MSP) permitindo que a criptografia possa ser derivada de diferentes autoridades certificadoras

Consulte o tópico Ledger para obter informações mais detalhadas sobre bancos de dados, estrutura de armazenamento e «capacidade de consulta».

Privacidade¶

A Hyperledger Fabric emprega um livro-razão imutável por canal e também um código (“chaincode”) que pode manipular e modificar o estado atual dos ativos (ou seja, atualizar pares de chave-valor). Um livro-razão existe no escopo de um canal - ele pode ser compartilhado em toda a rede (assumindo que todos os participantes operam em um canal comum) - ou pode ser segregado para incluir apenas um conjunto específico de participantes.

No último cenário, o participantes criariam um canal separado e, assim, isolariam/segregariam suas transações e o livro-razão. Para resolver cenários que desejam preencher a lacuna entre total transparência e privacidade, o chaincode pode ser instalado apenas nos pares que precisam acessar os estados do ativo para executar leituras e gravações (em outras palavras, se um chaincode não estiver instalado em um par), ele não poderá interagir adequadamente com o livro-razão).

Quando um subconjunto de organizações em um canal precisa manter seus dados de transação confidenciais, um conjunto privado de dados (coleção) é usado para segregar esses dados em um banco de dados privado, logicamente separando o livro-razão do canal, sendo acessível apenas pelo subconjunto autorizado de organizações.

Assim, os canais mantêm as transações privadas da rede mais ampla, enquanto as coleções mantêm os dados privados entre subconjuntos de organizações no canal.

Para ofuscar ainda mais os dados, os valores no chaincode podem ser criptografados (em parte ou no total) usando algoritmos criptográficos comuns, como o AES, antes de enviar as transações para o serviço de ordem e anexar os blocos ao livro-razão. Depois que os dados criptografados são gravados no razão, eles podem ser descriptografados apenas pelo usuário que possui a chave correspondente que foi usada para gerar o texto criptografado.

Consulte o tópico Private Data para ter mais detalhes sobre como obter privacidade em sua rede blockchain.

Serviços de Segurança e Associação¶

A Hyperledger Fabric suporta uma rede transacional em que todos os participantes têm identidades conhecidas (“permissionada”). A infraestrutura de chave pública é usada para gerar certificados criptográficos vinculados às organizações, componentes de rede e usuários finais ou aplicativos clientes. Como resultado, o controle de acesso a dados pode ser manipulado e controlado em uma rede ampla e nos níveis de canal. Essa noção «permissionada» da Hyperledger Fabric, juntamente com a existência e os recursos dos canais, ajuda a lidar com cenários em que a privacidade e a confidencialidade são preocupações fundamentais.

Consulte o tópico Membership Service Providers (MSP) para entender melhor as implementações criptográficas e a abordagem de assinatura, verificação e autenticação usada na Hyperledger Fabric.

Consenso¶

Na tecnologia de livro-razão distribuído, o consenso tornou-se recentemente sinônimo de um algoritmo específico, dentro de uma única função. No entanto, o consenso abrange mais do que simplesmente concordar com a ordem das transações, e essa diferenciação é destacada na Hyperledger Fabric por seu papel fundamental em todo o fluxo da transação, desde a proposta e endosso, até a ordem, validação e registro. Em poucas palavras, o consenso é processo completo de verificar a validade e coerência de um conjunto de transações de um bloco.

Finalmente, o consenso é alcançado quando a ordem e os resultados das transações de um bloco atendem às verificações explícitas dos critérios da política. Essas verificações e resultados ocorrem durante o ciclo de vida de uma transação e incluem o uso das políticas de endosso para determinar quais membros especificamente devem endossar uma determinada classe de transação, bem como os chaincodes que garantem que essas políticas sejam aplicadas e mantidas. Antes da gravação, os pares empregarão esses chaincodes para garantir que há confirmações o suficiente dos demais pares e que elas foram derivadas das entidades apropriadas. Além disso, ocorrerá uma verificação da versão atual do livro-razão, da qual poderá ser válida ou não, antes que quaisquer blocos contendo transações sejam anexados ao livro-razão. Essa verificação final fornece proteção contra operações com registro duplicado e outras ameaças que possam comprometer a integridade dos dados e permite que funções sejam executadas em variáveis não estáticas.

Além das inúmeras verificações de endosso, validade e versão que ocorrem, também existem verificações de identidade ativa em todas as direções do fluxo da transação. As listas de controle de acesso são implementadas nas camadas hierárquicas da rede (serviço de ordem até os canais) e os dados transferidos são repetidamente assinados, verificados e autenticados à medida que uma proposta de transação passa pelos diferentes componentes da arquitetura. Para concluir, o consenso não se limita apenas à ordem acordada de um lote de transações, pelo contrário, é uma caracterização abrangente que é obtida como um subproduto das verificações em andamento que ocorrem durante a jornada de uma transação, da proposta ao registro.

Confira o diagrama Fluxo da Transação para uma representação visual de consenso.