Hyperledger Fabric channel配置交易

一个超级账本区块链网络里每个channel的共享配置都是存储在一个配置交易里。每个配置交易通常被简称为configtx。

Channel 配置有以下重要属性：

1、有版本标识：配置里的所有元素都有一个关联版本。每次更新配置，版本号都维持最新。另外，每个提交的配置会获得一个序列号。

2、有权限：配置里的每个元素都有一个关联策略，用来管理是否允许对这个元素进行修改。每一个保存有当前配置副本的实例，都会按照关联策略的内容对新收到的配置改动进行验证权限。

3、层次性：一个配置根组包含多个子组，并且层次中的每个组都有关联的值和策略。较低层次可以获取上层的策略。

配置分析

配置作为一个HeaderType_CONFIG类型的交易存储在一个不包含其他交易的区块中。这些区块被称为Configuration
Blocks，所有区块中的第一个区块称为genesis
block。

配置的样例存储在fabric/protos/common/configtx.proto。HeaderType_CONFIG类型的Envelope编码ConfigEnvelop信息作为Payload data的值。ConfigEnvelop定义如下：

message

ConfigEnvelope {

    Config

config = 1;

    Envelope

last_update = 2;

last_update字段在下面的更新配置中有定义，该字段仅用于验证配置。当前提交的配置存在config字段，包含一个Config消息。

message

Config {

    uint64

sequence = 1;

    ConfigGroup

channel_group = 2;

sequence的值在每次提交配置后加1,channel_group字段是包含该配置的根组。ConfigGroup是一个递归定义的结构，生成一个gruops树，每个组都包含值和策略。ConfigGroup的定义如下：

message

ConfigGroup {

    uint64

version = 1;

    map<string,ConfigGroup>

groups = 2;

    map<string,ConfigValue>

values = 3;

    map<string,ConfigPolicy>

policies = 4;

    string

mod_policy = 5;

因为ConfigGroup是一个递归结构，有层次概念。接下来我们用go语言例子来表示。

//

Assume the following groups are defined

var

root, child1, child2, grandChild1, grandChild2, grandChild3

*ConfigGroup

//

Set the following values

root.Groups["child1"]

= child1

root.Groups["child2"]

= child2

child1.Groups["grandChild1"]

= grandChild1

child2.Groups["grandChild2"]

= grandChild2

child2.Groups["grandChild3"]

= grandChild3

//

The resulting config structure of groups looks like:

//

root:

//

    child1:

//

        grandChild1

//

    child2:

//

        grandChild2

//

        grandChild3

在config层次结构中，每个组定义了一个层次，每个组有一系列关联的值和策略。值的定义如下：

message

ConfigValue {

    uint64

version = 1;

    bytes

value = 2;

    string

mod_policy = 3;

策略的定义如下：

message

ConfigPolicy {

    uint64

version = 1;

    Policy

policy = 2;

    string

mod_policy = 3;

注意值、策略和组都有一个version和mod_policy字段。一个元素的version在每次更改后递增。mod_policy用来管理修改元素的签名。对于组，更改就是添加或者移除Values、Policies、或者组地图（或者修改mod_policy）。对于Values和Policies，修改就是改变修改Value或者Policy字段（或者修改mod_policy)。每个元素的mod_policy在当前当前元素中有效

下面是一个定义在Channel.Groups["Application"]中的策略的示例（这里用的是golang语法，因此Channel.Groups["Application"].Policies["policy1"]表示根组Channel的子组Application的Policies里的policy1对应的策略）

policy1对应Channel.Groups["Application"].Policies["policy1"]
Org1/policy2对应Channel.Groups["Application"].Groups["Org1"].Policies["policy2"]
/Channel/policy3对应Channel.Policies["policy3"]

注意，如果mod_policy引用了一个不存在的策略，那么该元素不可修改。

Configuration updates / 更新配置

更新配置是提交一个HeaderType_CONFIG_UPDATE类型的Envelope消息，交易的Payload.data字段是序列化的ConfigUpdateEnvelope，其定义如下：

message

ConfigUpdateEnvelope {

    bytes

config_update = 1;                 // A marshaled ConfigUpdate

structure

    repeated

ConfigSignature signatures = 2; // Signatures over the config_update

其中signatures字段包含了授权更新配置的签名集，定义如下：

message

ConfigSignature {

    bytes

signature_header = 1; // A marshaled SignatureHeader

    bytes

signature = 2;        // Signature over the concatenation

signatureHeader bytes and config bytes

signature_header如标准交易所定义，而签名则是signature_header字节和ConfigUpdateEnvelope中的config_update字节的拼接。

ConfigUpdateEnvelope中的config_update字段是序列化的ConfigUpdate，其定义为：

message

ConfigUpdate {

    string

channel_id = 1;     // Which channel this config update is for

    ConfigGroup

read_set = 2;  // ReadSet explicitly lists the portion of the config

which was read, this should be sparse with only Version set

    ConfigGroup

write_set = 3; // WriteSet lists the portion of the config which was

written, this should included updated Versions

其中channel_id是配置更新所对应的channel ID，该字段是必要，因为它界定了支持本次配置更新的所需的签名范围。

read_set是现有配置的一个子集，其中仅含version字段，ConfigValue.value和ConfigPolicy.policy等其他字段不包含在read_set中。ConfigGroup会map字段组成的子集，以便引用配置树的深层元素。例如，为使Applicationgroup包含到read_set，它的上层（Channelgroup）也必须包含到read_set中，但不必将Channelgroup中所有的key都包括进去，比如Orderer``group或者任何values或policies。

write_set指定了要被修改的那部分配置。由于配置的分层特性，修改深层元素就必须在write_set中包含其上层元素。write_set中的任意元素都会在read_set中指定相同版本的该元素。

例如，给出如下配置：

Channel:

(version 0)

    Orderer

(version 0)

    Appplication

(version 3)



 Org1

(version 2)

修改Org1提交的read_set应为：

Channel:

(version 0)



Application:

(version 3)

对应的write_set应是：

Channel:

(version 0)

    Application:

(version 3)



  Org1

(version 3)

When the CONFIG_UPDATE is received, the orderer computes the resulting CONFIG by doing the following:

接收到CONFIG_UPDATE后，orderer会通过以下步骤计算CONFIG结果：

校验channel_id和read_set，read_set中所有元素必须存在对应的版本。
收集read_set与write_set中版本不一致的元素，计算更新集。
校验更新集中的元素的版本号是否递增1
校验更新集中每个元素，ConfigUpdateEnvelope的签名满足mod_policy。
通过将更新集应用于当前配置，计算该配置的完整新版本
将新配置写成ConfigEnvelope作为CONFIG_UPDATE赋给last_update字段，新的配置赋给config字段，sequence字段自增。
将ConfigEnvelope写成CONFIG类型的Envelope，最终将此作为唯一交易写入配置区块。

当peer（或者任意其他接收Deliver者）接收到这个配置区块后，就会通过将last_update信息应用到当前配置并校验orderer计算的config字段是否包含正确的新配置，来验证该配置是否被正确校验。

Permitted configuration groups and values / 组和值得配置许可

有效的配置都是下面配置的子集。在此，用peer.<MSG>表示一个ConfigValue，其value字段是称为<MSG>的序列化后的信息，定义在fabric/protos/peer/configuration.proto。common.<MSG>，msp.<MSG>和orderer.<MSG>分别定义在fabric/protos/common/configuration.proto，fabric/protos/msp/mspconfig.proto和fabric/protos/orderer/configuration.proto。

Note, that the keys {{org_name}} and {{consortium_name}} represent arbitrary names, and indicate an element which may be repeated with different names.

注意，下面的{{org_name}} 和 {{consortium_name}}是任意的名字，表示可以重复使用不同名称的元素。

&ConfigGroup{

    Groups:

map<string, *ConfigGroup> {



"Application":&ConfigGroup{

            Groups:map<String,

*ConfigGroup> {



{{org_name}}:&ConfigGroup{



Values:map<string,

*ConfigValue>{



"MSP":msp.MSPConfig,



"AnchorPeers":peer.AnchorPeers,

},

},

},

},

        "Orderer":&ConfigGroup{

            Groups:map<String,

*ConfigGroup> {



{{org_name}}:&ConfigGroup{



Values:map<string,

*ConfigValue>{



"MSP":msp.MSPConfig,

},

},

},

            Values:map<string,

*ConfigValue> {



"ConsensusType":orderer.ConsensusType,



"BatchSize":orderer.BatchSize,



"BatchTimeout":orderer.BatchTimeout,



"KafkaBrokers":orderer.KafkaBrokers,

},

},



"Consortiums":&ConfigGroup{

            Groups:map<String,

*ConfigGroup> {



{{consortium_name}}:&ConfigGroup{



Groups:map<string,

*ConfigGroup> {



{{org_name}}:&ConfigGroup{



Values:map<string,

*ConfigValue>{



"MSP":msp.MSPConfig,

},

},

},



Values:map<string,

*ConfigValue> {



"ChannelCreationPolicy":common.Policy,

},

},

},

},

    Values:

map<string, *ConfigValue> {



"HashingAlgorithm":common.HashingAlgorithm,



"BlockHashingDataStructure":common.BlockDataHashingStructure,



"Consortium":common.Consortium,



"OrdererAddresses":common.OrdererAddresses,

},

Orderer system channel configuration / Order channel 配置

ordering系统channel定义了创建channel的ordering参数和consortiums。ordering service必须有一个ordering系统channel，这是被创建的第一个channel。建议不要在ordering系统channel初始配置中定义application部分，但是测试是可以这么做。注意，任何对ordering系统channel有读权限的成员都可以查看所有channel创建，因此channel的访问应受限制。

The ordering parameters are defined as the following subset of config:

ordering参数定义如下：

&ConfigGroup{

    Groups:

map<string, *ConfigGroup> {

        "Orderer":&ConfigGroup{

            Groups:map<String,

*ConfigGroup> {



{{org_name}}:&ConfigGroup{



Values:map<string,

*ConfigValue>{



"MSP":msp.MSPConfig,

},

},

},

            Values:map<string,

*ConfigValue> {



"ConsensusType":orderer.ConsensusType,



"BatchSize":orderer.BatchSize,



"BatchTimeout":orderer.BatchTimeout,



"KafkaBrokers":orderer.KafkaBrokers,

},

},

},

ordering中的每个组织都在Orderer组下有一个组元素，这个组定义了一个MSP参数，这个参数包含该组织的加密身份信息。Orderer组中的Values决定了ordering节点的功能。他们存在于每个channel中，所以像orderer.BatchTimeout就可在不同channel中指定不同值。

启动时，orderer面对含有很多channel信息的文件系统，orderer通过识别带有consortiums组定义的channel来标识系统channel。consortiums组结构如下。

&ConfigGroup{

    Groups:

map<string, *ConfigGroup> {



"Consortiums":&ConfigGroup{

            Groups:map<String,

*ConfigGroup> {



{{consortium_name}}:&ConfigGroup{



Groups:map<string,

*ConfigGroup> {



{{org_name}}:&ConfigGroup{



Values:map<string,

*ConfigValue>{



"MSP":msp.MSPConfig,

},

},

},



Values:map<string,

*ConfigValue> {



"ChannelCreationPolicy":common.Policy,

},

},

},

},

},

注意，每个consortium定义一组成员，就行ordering组织的组织成员一样。每个consortium也都定义了一个ChannelCreationPolicy，它是一种应用于授权channel创建请求的策略，通常这个值设为ImplicitMetaPolicy，要求channel的新成员签名授权channel创建。有关channel创建更信息的内容，请参阅文档后面的内容。

Application channel configuration / APP channel 配置

应用程序配置用于为应用类型交易设计的channel。其定义如下：

&ConfigGroup{

    Groups:

map<string, *ConfigGroup> {



"Application":&ConfigGroup{

            Groups:map<String,

*ConfigGroup> {



{{org_name}}:&ConfigGroup{



Values:map<string,

*ConfigValue>{



"MSP":msp.MSPConfig,



"AnchorPeers":peer.AnchorPeers,

},

},

},

},

},

就像Orderer部分，每个组织被编码为一个组。然而，app channel不仅有MSP身份信息，每个组织都附加了一个AnchorPeers列表。这个列表允许不同组织的节点彼此联系。

应用程序channel通过对orderer组织和共识选项的编码，以允许对这些参数进行确定性更新，因此包含了orderer系统channel配置的相同Orderer部分。但从应用角度看，这会在很大程度上被忽略。

Channel creation / 创建channel

当Orderer 接收到对一个不存在的channel的CONFIG_UPDATE信息时，orderer就会假设这是个创建channel的请求并执行以下操作：

通过查看高层组中的Consortium值，orderer标识所要执行创建channel请求的consortium（译注：这个词暂时不知翻译成什么好）。
orderer验证Application组中的组织是对应的consortium中组织的一部分，并验证ApplicationGroup的版本是1。
orderer验证consortium是否有成员，新的channel也会有application成员（创建没有成员的consortiums和channel只用于测试）。
orderer从ordering系统channel取得Orderer组，并创建一个包含新指定成员的Application组，并将其mod_policy指定为在consortium config中指定的ChannelCreationPolicy，从而创建一个模板配置。注意，这个策略（mod_policy）是基于新配置的上下文的，因此需要所有成员的策略就是要需要新channel中所有成员的签名，而不是consortium中的所有成员。
orderer用CONFIG_UPDATE更新这个模板配置。因为CONFIG_UPDATE用于Application组（其版本是1）的修改，所以配置码根据ChannelCreationPolicy验证这些更新。如果channel创建包含任何其它修改，例如修改单个组织的锚节点，则调用该元素的相应mod策略。
带有新channel配置的CONFIG交易被包装并通过order系统channel发送到ordering，ordering之后channel就创建完成。