本文主要内容如下，爱看不看～
Fabric运作原理概述
说个小八卦。
我第一次在区块链相关的文章中看到Fabric这个词的时候，以为它是一个Python lib库。
我平时工作中Python用的比较多，而Fabric正好是一个以前我用到过的知名的运维相关的工具库。
在学习区块链的时候，突然看到Fabric，以为是用来做一些区块链维护工作的。后来才知道，原来区块链中的Fabric不是全称，前面还有一个Hyperledger。
下面，正式开始我们今天的学习之旅。
在正式动手执行计划前，有必要熟悉Fabric的运行原理。看看Fabric有何德何能来满足我们的需求。
原理概述
学习区块链技术，我认为最好的入门材料就是比特币。因为它涵盖了所有区块链所用到的核心技术，而业务逻辑又足够简单。
比特币的业务就两个---转账和挖矿。我带你回顾下这个过程先。
比特币交易过程概述
如下图，灰色圆圈代表比特币网络。
假设男人（A）向女人（B）转了一笔钱，余额足够的情况下，这笔交易会经历如下这几个步骤：
A发起转账交易，并向全网广播这笔交易（图中黑色细箭头）。
所有矿工节点收到交易，并将其加入到它的待执行交易池中。
矿工节点从它的待执行交易池中取出交易，然后按解锁脚本执行该交易，如果执行成功，则将其打包进区块中。
矿工节点完成打包后，开始计算符合要求的区块hash（挖矿）。
第一个计算出符合要求的hash的矿工节点，向全网广播区块（图中绿色细箭头）。
其他节点收到区块后，验证该区块和其中交易的有效性，随后将其添加到链的尾端。
完成转账。
下面，再来看看Fabric的交易过程，注意对比。
Fabric交易过程概述
先来看看Fabric的部署架构。
如上图，黑色实线框代表Fabric网络的参与者，圆圈代表运行的节点（程序）。
首先要明确的是：「Fabric的参与者均为组织」。Fabric的用户必须隶属于某一个组织，且该组织已经加入到Fabric网络中。
每个参与者（下文称为“组织”）贡献自己的节点组成基础网络。共有两种类型的节点：orderer和peer。业务相关的区块链存储在每个peer节点中。
在一个Fabric网络中有且仅有一个orderer集群（可以是单节点），该集群中的节点可以由一个组织管理，也可以由多个组织管理。为了简便，图中只将它们归属到组织C。
peer集群有1个或多个。除单独管理orderer集群的组织外，其他组织必须运行至少1个peer节点。
每个组织可以有多个客户端，用来发起交易。
所有的节点和用户均需要使用所在组织发放的PKI证书来连接和访问Fabric网络，可以使用CA对这些证书进行管理。
先对整个部署架构有个整体印象，后面会逐一分解它们。
下面，来讨论下，如果用Fabric实现和比特币同样的业务，那么上一节描述的转账的过程会经历以下这几个步骤：
如上图所示，这里就不指定具体的用户了，用户A和用户B可以是任意组织内的成员：
客户端向peer发起交易请求（可能需要向多个peer发送）。
peer收到请求后，运行相关智能合约代码，产生交易结果，并对结果签名。然后，返回给客户端。
客户端将收到的交易结果进行校验、比对，然后封装成交易消息并签名，发送到orderer集群。
orderer集群收集交易信息，按一定的策略（如：交易数量、数据大小或时间限制）将这些交易打包成新的区块。
orderer将新的区块分别发送给相关的peer集群。
区块在peer集群中通过gossip协议进行广播
peer节点收到区块后，对区块中的每一笔交易进行验证，如果交易有效，就标记为有效，否则标记为无效。
最后，将该区块添加到链的尾端。
通过这两个过程的对比，发现什么了吗？ Fabric除了不需要挖矿以外，做的事情其实和比特币差不多，只是顺序稍有不同。总结为以下几个步骤：
- 发起交易
- 执行交易
- 打包（排序）交易
- 广播交易
- 验证交易
- 更新区块链
去中心化、共识与挖矿
从上面两个图中很容易看出来，Fabric不像前面提到的公有区块链---每个节点都是对等的。
Fabric看上去并不是完全的去中心化，至少从基础架构上看不是的。
关于Fabric去中心化这个话题，等我们彻底弄懂它的原理后再回头来谈。
再说下挖矿这事。
设立挖矿机制的目的是要建立共识。什么是共识?
首先，共识是2个以上个体为达成某一个共同目标才会有的事。一个人可以自己说了算，自己干自己的。
其次，共识是整个群体必须遵守的约定。你跟你老婆都不愿意洗碗，但碗又不得不洗，也只能你们其中一个洗。
那就约定，谁做饭谁就可以不洗碗，不管饭做得多难吃。
你俩都同意。达成共识！
再比如，两家人为争夺利益而争吵，吵到法院去了。
法官判了，都服了，都得照着判决执行。达成共识！
「共识是协作的基础。」
说回正题，比特币的共识就是：谁先算出符合要求的随机值（挖矿），并且他生成的新块能通过验证，这个块就是有效的。
而Fabric的共识就是，orderer生成的新块就是有效的块，无论这个块是以什么样的策略和规则生成的。然后由peer经过一套有效性验证算法来决定交易是否有效。
既然挖矿的目的是建立共识，那挖矿为什么还要设立奖励机制--谁挖到了就奖励一些比特币呢？
答：这个问题与技术无关。
比特币是要建立一个完全去中心化的电子货币支付系统，那谁来提供计算资源？
由一个人或一个组织提供？那又变成中心化了。
那两个呢？这两家会不会有勾结？
谁都不信任谁，谁提供都不放心，那就让参与者自己提供吧。
参与者越多，中心化可能性就越小。
为了吸引更多的节点来参与和维持整个系统运作，于是设置了电子货币奖励机制，这是其一。
其二，通过挖矿这种方式，完成货币的发行。
挖矿这种方式，最令人诟病的就是，为了赢得奖励而消耗了很多无谓的资源。
在中国，两大矿场所在地，一个是贵州，一个是鄂尔多斯。为啥？
因为这里气候凉爽，电费便宜。尤其是鄂尔多斯，除了气候凉爽，便宜的电力，还有广袤的土地，以及良好的基础设施，使得它很快成为世界比特币矿业中心。直接带动当地经济第二次起飞（第一次是因为煤炭）。
所以，能耗高是好是坏也不能一概而论。看站在哪个层面讲。不过，如果有能耗更小、效率更高的解决方案，这肯定会是大家首选的方案。
Fabric在这方面没有要主动吸引更多参与者的考虑，而且在共识上采用非竞争的算法（但在orderer集群中也是有竞争的，采用raft算法）。
另外，电子货币并不作为Fabric内置的一种资产。所以，挖矿这种事，在Fabric中不存在的。
为什么要排序交易
为什么在Fabric中打包交易要叫排序（ordering）？
答：你知道“双花问题”吗？
在比特币中，一笔钱如果同时转给2个以上的人，也就是针对一笔钱同时发起多笔交易。只有最先被打包进「有效区块」，或者是在区块中排在最前面的那笔交易才生效。你说交易顺序重不重要？
同样的，Fabric中也有同样的问题。如果同时修改一个数字资产，到底哪次修改才是有效的呢？排在最前面那个。
不同的是，比特币用的是UTXO模型，而Fabric采用的是版本号。这个我们后面再细说。
小结
谈到区块链，最为人称道的两个特性就是：不可篡改和去中心化。
但这是技术人员关心的问题，而普通民众更关心挖矿和炒币。
这样看起来，Fabric跟我们印象中的区块链很不一样，既没让人称道的去中心化，又没令人兴奋的电子货币，没意思啊！
作为一个技术人员，币圈的事我就不掺和了。
但Fabric真的是中心化的吗？上面的过程太过简单粗略，其实Fabric和其他流行的公链在设计思想上就已经有很大差别了。这些，后面再慢慢体会。
怎么样？想知道更多具体的实现细节吗？请您接着往下看～
我是2流程序员，我们下次再贱！
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