Hyperledger Fabric Ledger—

Ledger

Ledger（账本）即所有的state transitions（状态切换），是有序且不可篡改的。state transitions（状态切换）是由参与方提交的chaincode（智能合约）调用（“transactions/事务”）的结果。每个事务都将产生一组资产键值对，这些键值对作为创建、更新或删除而提交给Ledger（账本）。

Ledger（账本）由blockchain（区块链）（“chain”）组成，区块则用来存储有序且不可篡改的记录，以及保存当前状态的state database（状态数据库）。在每一个channel中都会存在一个Ledger（账本）。每一个peer都会维护它作为其中成员的每一个channel中的本地拷贝的Ledger（账本）。

Chain

chain是一个事务日志，是一个由hash链接的链接各个区块的结构，其中每个区块都包含了N个事务的序列。区块header包含了该区块的事务的hash，以及上一个区块头的hash。这样，所有在账本上的交易都是按顺序排列的，并以密码方式链接在一起。换句话说，在不破坏hash链接的情况下篡改账本数据是不可能的。最近的区块的hash代表了以前的每个事务，从而确保所有的peers都处于一致和可信的状态。

chain存储在peer文件系统（本地或附加存储）上，有效地支持blockchain工作负载的应用程序的特性。

State Database

该账本的当前状态数据表示chain事务日志中包含的所有键的最新值。由于当前状态表示channel所知道的所有最新键值，因此有时也称为“World State（世界状态）”。

在chaincode调用对当前状态数据执行操作的事务时，为了使这些chaincode交互非常有效，所有键的最新值都存储在一个状态数据库中。状态数据库只是一个索引视图到chain的事务日志中，因此可以在任何时候从chain中重新生成它。在事务被接受之前，状态数据库将自动恢复（或在需要时生成）。

状态数据库选项包括LevelDB和CouchDB。LevelDB是嵌入在peer进程中的默认状态数据库，并将chaincode数据存储为键/值对。CouchDB是一个可选的外部状态数据库，当你所写的chaincode数据被建模为JSON时，它提供了额外的查询支持，允许对JSON内容进行丰富的查询。

Transaction Flow

在高层业务逻辑处理上，transaction flow（事务处理流程）是由应用程序客户端发送的事务协议，该协议最终发送到指定的背书节点。背书节点会验证客户端的签名，并执行一个chaincode函数来模拟事务。最终返回给客户端的是chaincode结果，即一组在chaincode（读集）中读取的键/值版本，以及在chaincode（写集）中写入的键/值集合，即返回该peer执行chaincode后模拟出来的读写集结果，同时还会附带一个背书签名。

客户端将背书组合成一个事务payload，并将其广播至一个ordering service（排序服务节点），ordering service（排序服务节点）为当前channel上的所有peers提供排序服务并生成区块。

实际上，客户端在将事务广播到排序服务之前，先将本次请求提交到peer，由peer来验证事务。

首先，peer将检查背书策略，以确保指定的peer的正确分配已经签署了结果，并且他们将根据事务payload对签名进行身份验证。

其次，peer将对事务读取集进行版本控制，以确保数据完整性，并防止诸如重复开销之类的问题。Hyperledger Fabric具有并发控制，即事务允许并行执行（通过背书）来增加吞吐量，并且在提交（所有peer）的情况下，每个事务都经过验证，以确保没有其他事务修改它已经读取的数据。换句话说，它确保了在执行（批准）时间之后读取的数据没有发生变化，因此执行结果仍然有效，并且可以提交到账本状态数据库。如果读取的数据被另一个事务更改，则该区块中的相同事务被标记为无效，并且不应用于账本状态数据库。客户端应用程序被警告，并且可以在适当的情况下处理错误或重试。

（备注：上述最后一段话的逻辑理论上是正确的，即读取本地版本然后根据本地版本发送广播至排序服务，再由排序服务进行事务处理。但事务处理结果通过实际使用sdk开发，该结果并未即时返回给当前调用客户端，即客户端无法实时获取事务状态，只能通过再次查询来确认最终结果。后续版本sdk可能会修复此问题。）

请参阅Hyperledger Fabric Transaction Flow——事务处理流程、Hyperledger Fabric Read-Write set semantics——读写集和Hyperledger Fabric CouchDB as the State Database——使用CouchDB，以深入了解事务结构、并发控制和状态数据库。