Hyperledger Frabric(Key Concepts Part 1) - NomadJin/Blockchain-Study GitHub Wiki

소개

Hyperledger Fabric은 높은 수준의 기밀성, 탄력성, 유연성 및 확장성을 제공하는 모듈형 아키텍처를 기반으로 분산 원장 솔루션 플랫폼이다. 다양한 요소들의 픟러그형 구현을 지원하고 사업 경제 생태계 전반에 걸쳐 존재하는 복잡성을 수용하도록 설계되었다.

이를 처음 접하는 사람은 Blockchain이 어떻게 작동하는지와 Hyperledger Fabric의 특정 기능 및 구성 요소에 익숙해지기 위해 아래 소개 과정을 거치는 것이 좋다.

블록체인이란?

분산 원장

블록체인 네트워크의 중심에는 네트워크에서 발생하는 모든 트랜잭션을 기록하는 분산된 원장이 있다.

블록체인 원장은 유지 관리를 위해 서로 협력하는 많은 네트워크 참여자들을 걸쳐 복제되기 때문에 분산된 것으로 주로 설명된다. 우리는 분권과 협력이 기업들이 현실 세계에서 재화와 용역을 교환하는 방식을 반영하는 강력한 속성이라는 것을 알게 될 것이다.

스마트 컨트랙트

정보의 일관된 업데이트를 지원하고 전체 원장 기능(트랜잭션, 쿼리 등)을 가능하게하기 위해 블록체인 네트워크는 스마트 컨트랙트를 사용하여 원장에 대한 액세스를 제어한다.

스마트 컨트랙트는 정보를 캡슐화하고 네트워크 전체에서 단순하게 유지하는 핵심 메커니즘일 뿐만 아니라 참가자가 트랜잭션의 특정 측면을 자동으로 실행할 수 있도록 작성될 수 있다.

예를 들어, 스마트 컨트랙트는 물품이 얼마나 빨리 도착하는지에 따라 배송료가 달라지는 품목의 배송 비용을 규정하기 위해 작성될 수 있다. 양 당사자가 동의하고 원장에 서면으로 합의된 조건에 따라 물품을 수령하면 해당 자금은 자동으로 지불된다.

합의

네트워트워크 상에서 동기화된 상태의 원장 거래를 유지하는 프로세스 -- 적합한 참여자에 의해 승인된 거래만 원장을 업데이트하고 원장이 업데이트 할 때 동일한 순서, 동일한 트랜잭션으로 업데이트하는 것을 합의라고 한다.

원장, 스마트컨트랙트, 합의에 대해 더 많이 알게 될것이다. 지금은 블록체인을 스마트 컨트랙트를 통해 업데이트되고 합의라는 공동의 프로세스를 통해 지속적으로 동기화된 공유 복제 트랜잭션 시스템으로 생각해도 충분하다.

블록체인이 유용한 이유는?

오늘날의 기록 시스템

오늘날의 트랜잭션 네트워크는 비즈니스 기록이 보돤된 이후로 존재했던 네트워크에서 약간 업데이트된 버전이다. 비즈니스 네트워크의 구성원은 서로 거래하지만 그 기록을 별도로 유지 관리한다. 그리고 그들이 거래하는 것들은 -- 16세기 플랑드르 태피스트리든, 오늘날의 증권이든 간에 -- 아이템을 판매하는 사업체가 그것의 소유권을 확인하는 타이틀 체인을 가질 수 있도록 매도될 때마다 그들의 증명서가 확립되어야 한다.

남아있는 것은 다음과 같은 비즈니스 네트워크이다.

현대 기술은 석판, 종이 폴더에서 하드 드라이브 및 클라우드 플랫폼으로 이 프로세스를 가져 왔지만 근본적인 구조는 동일하다. 네트워크 참여자의 신원을 관리하기 위한 통합 시스템이 존재하지 않으며, 증명서를 확증하는 것이 어려워 증권 거래를 정리하는데 며칠이 걸리고(세계적으로 수조 달러에 달함), 계약은 수동으로 서명하고 실행해야 하며, 시스템의 모든 데이터베이스는 고유한 정보를 포함하므로 싱글 Faliure 포인트임을 나타낸다.

가시성과 신뢰성이 분명히 필요함에도 불구하고 오늘날의 정보와 프로세스 공유에 대한 분열된 방식으로는 비즈니스 네트워크 전반에 걸쳐 기록 시스템을 구축하는 것은 불가능하다.

블록체인의 차이점

현재의 트랜잭션 시스템으로 대표되는 비효율적인 쥐의 보금자리 대신 비즈니스 네트워크가 네트워크에서 신원을 확인하고, 트랜잭션을 실행하고, 데이터를 저장하는 표준 방법을 갖고 있다면 어떨가? 일단 작성되면 변경이 불가능하고 신뢰할 수 있는 거래 목록을 살펴봄으로써 자산의 출처를 결정할 수 있다면 어떨까?

그 비즈니스 네트워크는 다음과 같이 보인다.

이것은 모든 참여자가 복제된 원장을 가지고 있는 블록체인 네트워크이다. 원장의 정보뿐 아니라 원장을 업데이트하는 프로세스도 공유된다. 참여자의 개인 프로그램이 개인 원장을 업데이트되는 오늘날의 시스템과 달리, 블로체인 시스템은 서로 공유된 원장을 업데이트하는 프로그램을 공유한다.

공유된 원장을 통한 비즈니스 네트워크 조정으로 블록체인 네트워크는 개인 정보 및 처리와 관련된 시간, 비용, 리스크를 줄이면서 신뢰와 가시성을 향상시킬 수 있다.

블록체인이 무엇인지, 왜 유용한지 알게되었다. 다른 중용한 세부 사항이 많이 있지만, 모두 정보와 프로세스에 공유에 대한 아이디어를 기본으로 하고 있다.

Hyperledger Fabric이란?

Linux Foundation은 업계 간 블록체인 기술 개발을 위해 2015년 Hyperledger 프로젝트를 설립했다. 단일 블록체인 표준을 선언하는 대신 시간이 지남에 따라 주요 표준을 채택하고 공개 개발을 장려하는 커뮤니티 프로세스 통해 블록체인 기술을 개발하기 위한 협업 접근 방식을 권장한다.

Hyperledger Fabric은 Hyperledger 내 프로젝트 중 하나이다. 다른 블록체인 기술과 마찬가지로, 원장을 가지고, 스마트 컨트랙트를 사용하며, 그들의 거래를 관리하는 참여자에 의한 시스템이다.

Hyperledger Fabric이 다른 블록체인 시스템과 분리되는 이유는 Private 과 permissioned 이다. 알 수 없는 ID가 네트워크에 참여하도록 허용하는 오픈 시스템 대신(트랜잭션의 승인과 네트워크 보안을 위해 "proof of work"와 같은 프로토콜이 필요하다), Hyperledger Fabric Network의 구성원은 신뢰된 Membership Service Provider(MSP)를 통해 등록된다.

Hyperledger Fabric은 여러가지 플러그형 옵션도 제공한다. 원장의 데이터는 여러 포맷으로 저장 가능하고, 합의 메커니즘을 전환할 수 있고, 다양한 MSP가 제공된다.

또한 Hyperledger Fabric은 참여자 그룹이 별도의 트랜잭션 원장을 만들수 있는 채널을 생성할 수 있는 기능을 제공한다. 이는 일부 참여자가 경쟁자일수도 있고 모든 거래를 원하는 않는 -- 예를 들어, 일부 참가자에게 특별한 가격을 제공할 때 -- 네트워크에 특히 중요한 옵션이다. 두 명의 참가자가 한 채널을 구성하면, 해당 참가자는 물론 다른 참가자는 해당 채널에 대한 원장의 복사본을 가진다.

공유 원장

Hyperledger Fabric에는 world state와 트랜잭션 로그 두 가지 요소로 구성된 원장 서브시스템을 가지고 있다. 각 참여자는 자신이 속한 모든 Hyperledger Fabric 네트워크에 대한 원장 사본을 가지고 있다.

World state 해당 시점의 원장 상태를 나타내는 구성 요소이다. 원장의 데이터베이스이다. 트랜잭션 로그는 world state의 현재 값을 발생한 모든 트랜잭션을 기록한다. 이는 world state에 대한 업데이트 기록으로 따라서 원장은 world state 데이터베이스와 트랜잭션 로그 기록으로 구성되어 있다.

원에는 world state 를 대체할 수 있는 데이터 저장소를 가지고 있다. 기본적으노 이것은 LevelDB로 key - value 구조의 데이터베이스이다. 트랜잭션 로그는 플러그형일 필요가 없다. 블록체인 네트워크에 의해 사용되고 있는 원장 데이터베이스의 전후 값을 간단히 기록한다.

스마트 컨트랙트

Hyperledger Fabric 스마트 컨트랜트는 체인코드로 작성되며 해당 응용 프로그램이 원장과 상호 작용이 있을 때 블록체인 외부 응용 프로그램에 의해 호출된다. 대부분의 경우 체인코드는 트랜잭션 로그가 아닌 world state와만 상호작용한다.

체인코드는 여러 프로그래밍 언어로 구현될 수 있다. 현재는 Go와 Node가 지원된다.

Privacy

네트워크의 요구사항에 따라, 기업 간(B2B) 네트워크 참여자들은 그들이 얼마나 많은 양의 정보를 공유하는지에 대해 극도로 민감할 수 있다. 다른 네트워크의 경우 개인 정보가 주요 관심사는 아니다.

Hyperledger Fabric은 프라이버시(채널을 사용하는)가 주요한 운영 요구사항뿐만 아니라 비교적 개방된 네트워크를 지원한다.

합의

트랜잭선은 네트워크 내 서로 다른 참여자들 사이에 있더라도 발생 순서에 따라 원장에 기록되어야 한다.

Hyperledger Fabric 기능

Hyperledger Fabric은 모듈형 블록체인 구조로 엔터프라이즈급의 네트워크 보안, 확장성, 기밀성 및 성능을 제공하는 분산 원장 기술(DLT)을 구현한 것이다. 다음과 같은 블록체인 네트워크 기능들을 제공한다. 이를 위해서는 거래 순서를 정하고, 오류(또는 악의적으로) 발생된 거래를 거부하는 방법을 마련해야한다.

이것은 컴퓨터 과학에서 면밀하게 연구된 분야이고, 이를 달성하는 많은 방법들이 있다. 예를 들어, PBFT(Practical Byzantine Falut Tolerance)는 파일 복제본이 서로 통신할 수 있는 메커니즘을 제공하여 손상이 발생한 경우에도 각 복사본을 일관되게 유지할 수 있다. 대신 비트코인은 모든 프로세스의 다음 빌드 순서를 정의하는 암호화 퍼즐을 해결하기 위해 경쟁하는 마이닝이라 불리는 프로세스를 통해 수행된다.

Hyperledger Fabric은 네트워크 시작자가 참여자 사이에 존재하는 관계를 가장 잘 대표하는 합의 알고리즘을 선택할 수 있도록 설계되었다. 프라이버시와 같이, 그들의 더 peer-to-peer 관계에서 고도로 구조화된 네트워크까지 다양한 요구사항이 있다.

ID 관리

허용된 네트워크를 사용할 수 있도록 Hyperledger Fabric은 사용자 ID 관리 및 네트워크의 모든 참여자를 인증하는 Membership ID 서비스를 제공한다. 접근 제어 목록은 특정 네트워크 작업의 권한 부여를 통해 추가적인 권한 계층을 제공하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정 사용자 ID는 체인코드 어플리케이션을 호출할 수 있지만 새로운 체인코드를 배포하는 것은 차단될 수 있다.

개인 정보 및 기밀 유지

Hyperledger Fabric은 경쟁 업체의 비즈니스 이익과 기밀 거래가 필요한 그룹이 동일하게 허가된 네트워크에서 공존이 가능하게 한다. Private 채널은 네트워크 구성원의 특정 하위 집합에 대한 트랜잭션 개인 정보 보호 및 기밀성을 제공하는데 사용할 수 있는 제한된 메시징 경로이다. 채널의 트랜잭션, 멤버 및 채널 정보를 포함한 모든 데이터는 보이지 않으며 명시적으로 채널에 대한 접근이 허가되지 않은 네트워크 멤버가 접근할 수 없다.

효율적인 처리

Hyperledger Fabric은 노드 유형별로 네트워크 역할을 할당한다. 네트워크의 동시성과 병렬성을 제공하기 위해 트랙잭션 실행은 트랜잭션 ordering 과 commitment로 구분된다. 트랜잭션을 순서화하기 전에 실행하면 각 피어 노드가 여러 트랜잭션을 동시에 처리할 수 있다. 이러한 동시 실행은 각 피어의 처리 효율성을 높이고 ordering 서비스로의 트랜잭션 전송을 가속화 한다.

병렬 프로세스을 가능하게 하는 것 외에도, 업무 분장은 트랜잭션 실행 및 원장 유지 보수 요구에서 ordering 노드 부담하지 않으며 피어 노드는 ordering(합의) 작업 부하에서 자유로워진다. 이러한 역할 분기는 권한 부여와 인증에 필요한 처리도 제한한다. 모든 피어 노드는 모든 ordering 노드를 신뢰할 필요가 없으며, 그 반대도 마찬가지로 한 노드의 프로세스는 다른 노드의 검증과 독립적으로 실행할 수 있다.

Chaincode 기능

체인코드 어플리케이션은 채널의 특정 트랜잭션 유형에 의해 호출되는 로직을 인코딩한다. 예를 들어 소유권 변경 매개 변수를 정의하는 체인코드는 소유권을 이전하는 모든 트랜잭션이 동일한 규칙 및 요구 사항을 적용하도록 보장한다. 시스템 체인코드는 전체 채널에 동작하는 매개 변수를 정의하는 체인코드로 구분된다. 라이프사이클 및 Configuraion 시스템 체인코드는 채널에 대한 규칙을 정의하고, 승인 및 검증 시스템 체인코드는 트랜잭션을 승인하고 검증하기 위한 요구 사항을 정의한다.

모듈형 설계

Hyperledger Fabric은 네트워크 설계자에게 기능적 선택을 제공하는 모듈형 아키텍쳐를 구현한다. 예를 들어 ID, Ordering(합의) 및 암호화를 위한 특정 알고리즘은 모든 Hyperledger Fabric 네트워크에 연결할 수 있다. 그 결과 모든 산업 또는 공공 도메인이 채택할 수 있는 범용 블록체인 구조로, 시장과 규제 및 지리적 경계를 넘어서는 상호운용이 가능한 네트워크를 보장한다.

Hyperledger Fabric 모델

자산

체인코드

원장 특징

개인정보보호

보안 및 멤버십 서비스

합의