Що таке Hyperledger Fabric у блокчейні?
Hyperledger Fabric — це блокчейн-фреймворк з відкритим кодом, розроблений спеціально для корпоративного використання. Спочатку створений IBM, а пізніше внесений до проекту Hyperledger, що розміщується на Linux Foundation, він працює як авторизований блокчейн, де всі учасники мережі відомі, перевірені та підзвітні.
По суті, Hyperledger Fabric — це розподілена платформа реєстру, побудована на модульній архітектурі. Такий підхід дозволяє організаціям збирати мережу блокчейн з різних компонентів, замість того, щоб використовувати жорстку, універсальну систему. Як результат, Fabric забезпечує надійний баланс конфіденційності, масштабованості та продуктивності, що є важливим для реального бізнес-середовища.
Від управління ланцюгами поставок та фінансів до страхування та охорони здоров'я, Hyperledger Fabric стала однією з найбільш широко впроваджених корпоративних блокчейн-платформ у сучасному блокчейн-просторі.
У цій статті ми пояснюємо, як працює Hyperledger Fabric, окреслюємо його ключові функції та переваги, а також досліджуємо практичні випадки використання в підприємствах, зберігаючи при цьому технічні деталі зрозумілими та доступними.
Передумови проекту Hyperledger та походження корпоративного блокчейну
Проєкт Hyperledger був запущений Linux Foundation у грудні 2015 року для підтримки розвитку технології блокчейн корпоративного рівня та рішень розподіленого реєстру. На відміну від публічних блокчейн-платформ, таких як Ethereum, ініціативи Hyperledger зосереджені на авторизованих мережах, створених для співпраці між відомими організаціями.
Hyperledger Fabric спочатку був розроблений IBM та Digital Asset, а згодом перетворився на міжгалузевий проєкт, підтримуваний Linux Foundation. У березні 2017 року Fabric став першим блокчейном Hyperledger, який перейшов з інкубаційного стану в активний, що стало віхою, що сигналізувало про готовність до виробництва.
Модульна архітектура Hyperledger Fabric
Коли Hyperledger Fabric описується як модульна, це означає, що організації можуть налаштовувати спосіб побудови та експлуатації блокчейн-мережі. Замість того, щоб обмежувати кожного користувача одним і тим самим дизайном, Fabric дозволяє поєднувати різні механізми консенсусу, системи ідентифікації та моделі обробки транзакцій за потреби.
Ця модульна архітектура підтримує інтеграцію різних компонентів за принципом «підключи та працюй». Підприємства можуть повторно використовувати існуючі можливості, додавати нові з часом та адаптувати свої Fabric-мережі відповідно до змін бізнес-вимог. Ця гнучкість особливо важлива в корпоративних середовищах, де системи повинні розвиватися без частого редизайну.
Переваги Hyperledger Fabric для корпоративного блокчейну
Hyperledger Fabric — це блокчейн-фреймворк з відкритим кодом, що розміщується на базі Linux Foundation та підтримується великою, активною спільнотою розробників. Його відкритий характер сприяє прозорості, довгостроковій стабільності та постійному вдосконаленню.
Однією з головних переваг Hyperledger Fabric є її авторизована блокчейн-дизайн. Кожен учасник мережі має підтверджену особу, що забезпечує детальний контроль доступу та високий ступінь безпеки. Конфіденційні транзакції можна передавати лише авторизованим сторонам, що зменшує ризики витоку даних та недотримання вимог.
Fabric також розроблено для масштабованості та продуктивності. Різні вузли-партнери виконують різні обов'язки, що дозволяє обробці транзакцій виконуватися паралельно. На практиці це може призвести до швидшого розрахунку, зниження витрат на узгодження та чіткіших журналів аудиту порівняно з багатьма публічними блокчейн-системами.
Для корпоративних розробників Fabric пропонує гнучкість без шкоди для контролю. Налаштування шифрування, керування ідентифікацією та консенсусу можна налаштувати відповідно до нормативних, операційних та бізнес-вимог.
Мережа з дозволом, доступ до вузлів та корпоративний нагляд
Hyperledger Fabric створено для середовищ, де довіра та підзвітність є критично важливими. Доступ до мережі блокчейн здійснюється за допомогою цифрових посвідчень, виданих центром сертифікації Fabric. У мережі можуть брати участь лише схвалені організації, вузли-партнери та програми.
Ця модель мережі з дозволом особливо цінна в регульованих галузях, таких як банківська справа, логістика, охорона здоров'я та страхування, де аудит та управління є обов'язковими, а не необов'язковими.
З відкритим кодом Hyperledger Fabric, що розміщується на базі Linux Foundation
Як частина проєкту Hyperledger, що розміщується на базі Linux Foundation, Hyperledger Fabric має повністю відкритий вихідний код. Організації можуть перевіряти вихідний код, змінювати його та створювати власні блокчейн-додатки без прив'язки до певного постачальника.
Модульний та налаштовуваний дизайн у мережах Hyperledger Fabric
Дизайн Fabric дозволяє налаштувати майже кожен рівень системи. Механізми консенсусу, політики схвалення, служби членства та правила безпеки можна налаштувати відповідно до конкретних випадків використання в підприємстві. Ця можливість налаштування є ключовою причиною широкого використання Fabric у різних галузях.
Обробка та підтвердження транзакцій у Hyperledger Fabric
Hyperledger Fabric використовує модель «виконай-наряд-зафіксуй» для обробки транзакцій. Спочатку пропозицію транзакції виконують вузли-індосанти. Після достатнього схвалення транзакція впорядковується на блоки, а потім вузли-індосанти закріплюють її в розподіленому реєстрі. Ця модель покращує масштабованість та продуктивність порівняно з багатьма публічними блокчейн-платформами.
Як працює Hyperledger Fabric у дозволеній блокчейн-мережі
Hyperledger Fabric — це розподілена платформа реєстру, розроблена для відомих учасників, які працюють у мережі блокчейн з повноваженнями. Такі організації, як банки, виробники та постачальники логістичних послуг, можуть співпрацювати, зберігаючи суворий контроль над видимістю даних.
На відміну від публічних блокчейн-мереж, де кожен вузол бачить кожну транзакцію, Fabric дозволяє вибірково обмінюватися даними. Це дає змогу створювати корпоративні блокчейн-рішення, не розкриваючи конфіденційну бізнес-інформацію всім учасникам.
Hyperledger Fabric у блокчейні: технічний огляд
Hyperledger Fabric — один із найпоширеніших блокчейн-фреймворків в екосистемі блокчейну Hyperledger. Його архітектура розділяє обов'язки між різними типами вузлів для покращення масштабованості та продуктивності.
Однорангові вузли виконують логіку смарт-контрактів, перевіряють транзакції та ведуть реєстр. Вузли-замовники встановлюють порядок транзакцій та створюють блоки. Таке розділення дозволяє мережам Fabric ефективно масштабуватися зі зростанням обсягу транзакцій.
Канали додають ще один рівень ізоляції. Кожен канал функціонує як окрема мережа блокчейну з власним реєстром, політиками та учасниками. Таким чином, одна мережа Hyperledger Fabric може підтримувати кілька незалежних мереж блокчейну одночасно.
Архітектура Hyperledger Fabric: вузли-партнери та основні компоненти
Мережа Hyperledger Fabric складається з кількох організацій, також відомих як учасники. Кожна організація керує своїми ідентифікаторами за допомогою центру сертифікації Fabric та експлуатує один або кілька вузлів-партнерів.
Активи в мережі блокчейн Hyperledger Fabric
Активи представляють собою цінні речі в мережі блокчейн. Це можуть бути фізичні товари, цифрові записи або фінансові інструменти. У Hyperledger Fabric активи зберігаються як пари ключ-значення, зазвичай у форматі JSON, і кожне оновлення записується як транзакція реєстру.
Бізнес-логіка Chaincode та смарт-контрактів
Chaincode — це реалізація функціональності смарт-контрактів у Hyperledger Fabric. Він визначає бізнес-логіку, яка керує процесом створення, оновлення та передачі активів. Chaincode виконується вузлами-партнерами та має бути схвалений перед записом змін до реєстру.
Розподілений реєстр у Hyperledger Fabric
Реєстр — це спільний, захищений від несанкціонованого доступу запис усіх транзакцій у мережі. Він доступний лише для додавання та призначений для цілей аудиту та забезпечення відповідності. Fabric зберігає як повну історію транзакцій, так і поточний стан світу.
Ідентифікація, центр сертифікації та мережева безпека
Hyperledger Fabric використовує інфраструктуру відкритих ключів та постачальників послуг членства для керування ідентифікаторами. Кожен вузол, розробник та додаток повинні пройти автентифікацію перед участю в мережі. Цей рівень ідентифікації забезпечує точний контроль доступу як на рівні мережі, так і на рівні каналу.
Конфіденційність та ізоляція даних у тканинних мережах
Конфіденційність є основною особливістю Hyperledger Fabric. Канали ізолюють транзакції між вибраними учасниками, тоді як приватні колекції даних дозволяють обмінюватися конфіденційною інформацією лише між затвердженими вузлами, а криптографічні хеші зберігаються в реєстрі.
Механізм консенсусу в Hyperledger Fabric
Hyperledger Fabric не залежить від єдиного глобального механізму консенсусу. Натомість він розділяє виконання транзакцій, упорядкування та перевірку. Сучасні Fabric-мережі зазвичай використовують Raft для упорядкування, тоді як більш просунуті розгортання можуть інтегрувати Byzantine, стійкі до відмов, опції.
Консенсус у Fabric включає схвалення, упорядкування та зобов'язання. Підтверджуючі вузли виконують ланцюговий код, вузли-упорядники упорядковують транзакції, а підтверджуючі вузли оновлюють реєстр.
Модель програмування розробника для корпоративних блокчейн-застосунків
Hyperledger Fabric розроблено з урахуванням потреб корпоративних розробників. Розумні контракти можна писати на Go, JavaScript або Java, без вивчення спеціалізованої мови програмування, такої як Solidity. Додатки взаємодіють з мережею блокчейн через SDK та чітко визначені API.
Функціональність смарт-контракту з використанням Chaincode
Розумні контракти в Hyperledger Fabric, відомі як ланцюжковий код, можуть працювати як довготривалі сервіси або виконуватися на вимогу. Розгортання включає встановлення ланцюжкового коду на вибраних вузлах-партнерах та затвердження його визначення через систему управління мережею.
Сценарії використання Hyperledger Fabric для підприємств
Hyperledger Fabric широко використовується в мережах ланцюгів поставок для покращення відстеження транзакцій у складних багатосторонніх середовищах. Він також застосовується у фінансах, охороні здоров'я та страхуванні, де конфіденційність, відповідність вимогам та цілісність даних є важливими.
У страхуванні Fabric підтримує багатосторонні суброгаційні позови та автоматизовані розрахунки за допомогою смарт-контрактів. У торгівлі та передачі активів він забезпечує безпаперові робочі процеси між організаціями, які не повністю довіряють одна одній.
Ключові характеристики корпоративного блокчейну Hyperledger Fabric
Ключові особливості Hyperledger Fabric включають модульну конструкцію, мережі з дозволом, надійне управління ідентифікацією, масштабовану обробку транзакцій та гнучкі опції консенсусу. Разом ці можливості роблять Fabric провідною блокчейн-платформою корпоративного рівня.
Обмеження Hyperledger Fabric у корпоративному блокчейні
Незважаючи на свої сильні сторони, Hyperledger Fabric має обмеження. Налаштування та управління мережею можуть бути складними, сумісність з іншими блокчейн-платформами обмежена, а також необхідно враховувати експлуатаційні витрати. Fabric найкраще підходить для корпоративного середовища, а не для випадків використання відкритих публічних блокчейнів.
Практичний приклад корпоративної блокчейн-мережі
Розглянемо виробника, який продає продукцію за різними цінами в різних регіонах. За допомогою Hyperledger Fabric дані про ціни можна передавати лише відповідним учасникам мережі, зберігаючи конфіденційність та водночас ведучи спільний реєстр записів.
Блокчейн-платформи Hyperledger Fabric проти Hyperledger Sawtooth
Як Fabric, так і Sawtooth є блокчейн-фреймворками Hyperledger, але вони відрізняються підходом. Fabric зосереджується на корпоративних мережах з дозволом та смарт-контрактами на основі ланцюгового коду, тоді як Sawtooth пропонує альтернативні моделі консенсусу та сімейства транзакцій.
Hyperledger Fabric у просторі корпоративного блокчейну
Після циклу ажіотажу навколо криптовалют, корпоративні блокчейн-платформи були оцінені більш критично. Hyperledger Fabric продемонструвала свою цінність не через спекуляції, а завдяки забезпеченню контрольованої міжгалузевої співпраці за допомогою технології блокчейн.
