Hyperledger Fabric 技术内幕：架构设计与实现原理 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:李鑫著

出品人:

页数:634

译者:

出版时间:2019-3

价格:113.20元

装帧:平装

isbn号码:9787111618560

丛书系列:

图书标签:

区块链
Hyperledger Fabric
区块链
架构设计
分布式系统
技术内幕
实现原理
企业级应用
共识机制
智能合约
微服务

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具体描述

近年来的企业实践表明，联盟链是极具重要应用前景与潜力的区块链落地技术方案，而超级账本Hyperledger Fabric已经成为联盟链领域中具有国际影响力的主流技术。

本书深入分析了Hyperledger Fabric的源代码，从宏观上分析了Hyperledger Fabric的整体架构、设计逻辑和运行机制，从微观上剖析了各核心模块的设计理念与实现原理，同时兼顾区块链系统底层架构研发者和上层应用开发者的需求，帮助读者掌握Hyperledger Fabric的精髓。

全书一共7章，以系统运行的流程为主线展开分析：

第1章主要介绍了区块链的核心技术、典型平台，以及Hyperledger Fabric的基本概念、部署流程、实验环境搭建、系统架构和源代码分析思路，是阅读全书的基础。

第2~7章详细分析和解读了Orderer排序节点、Peer节点、Endorser背书节点、Committer记账节点、Gossip消息模块、公共功能模块等核心功能和模块的设计理念、实现原理与运行机制，同时从应用角度阐释其难点及其优化细节。

区块链技术前沿：分布式账本的演进与实践图书简介：本书旨在为技术爱好者和专业开发者提供一个全面且深入的视角，探索区块链技术从概念诞生到实际落地的完整脉络。我们将重点聚焦于分布式账本技术（DLT）的核心原理、关键挑战，以及支撑现代企业级应用落地的技术路线图。第一部分：数字信任的基石——区块链基础理论本部分将系统梳理区块链技术的基础概念，帮助读者建立起坚实的理论框架。我们首先会深入探讨信息学中的去中心化范式，解析为什么分布式存储和共识机制是构建可信系统的关键。随后，我们将详细剖析密码学在区块链中的应用，不仅仅停留在哈希函数和非对称加密的表面介绍，而是深入讲解如何利用零知识证明（Zero-Knowledge Proofs, ZKP）来平衡隐私保护与数据透明度，这是未来合规性应用中不可或缺的一环。我们随后转向数据结构与存储机制，对比分析传统的Merkle树与更复杂的如Directed Acyclic Graph（DAG）结构在不同应用场景下的性能权衡。关键在于理解区块的组织方式如何影响系统的可扩展性和最终一致性。在共识机制方面，本书将超越工作量证明（PoW）的经典叙事，着重分析权益证明（PoS）及其变种的内在逻辑与经济激励模型。我们会详细对比拜占庭容错（BTP）算法的理论极限，并探讨在许可型（Permissioned）环境中，如实用拜占庭容错（pBFT）如何通过牺牲部分去中心化程度来换取更高的交易吞吐量和更快的最终确认速度。第二部分：从公链到联盟链：生态系统的分化与治理区块链生态并非铁板一块，其应用场景决定了其架构的差异性。本部分将聚焦于公有链（Public Ledger）与联盟/私有链（Consortium/Private Ledger）的本质区别。对于公有链，我们将探讨其代币经济学（Tokenomics）的设计哲学，分析激励层如何驱动网络参与者行为，并深入研究扩容难题（Scalability Trilemma）的不同解决方案，包括Layer 2技术如状态通道（State Channels）和侧链（Sidechains）的架构原理。在联盟链领域，本书将侧重于身份管理与权限控制的复杂性。企业级应用要求参与者身份必须是可验证且可撤销的，因此，我们将详细介绍基于PKI（公钥基础设施）和特定身份层（Identity Layer）的设计模式。此外，联盟链的治理模型是其稳定运行的核心，我们将分析不同利益相关方（如理事会成员、验证节点）在决策制定和协议升级中的角色与投票机制。第三部分：智能合约的生命周期与安全工程智能合约是区块链上业务逻辑的载体，其安全性和可靠性至关重要。本部分将深入智能合约的编译、部署与执行环境。我们不会停留在对高级语言（如Solidity）的语法介绍，而是侧重于虚拟机（Virtual Machine）的设计哲学，例如EVM（以太坊虚拟机）的操作码（Opcodes）级别的工作原理，以及如何优化合约的执行效率以降低Gas消耗。安全是本部分的核心。我们将系统回顾近年来发生的重大智能合约漏洞类型，包括重入攻击（Reentrancy）、算术溢出（Arithmetic Overflow/Underflow）等。更重要的是，本书将介绍形式化验证（Formal Verification）的方法论，指导开发者如何使用工具链来数学上证明合约代码的正确性，而非仅仅依赖于单元测试。我们还会讨论合约升级机制的设计，因为在生产环境中，不可变的代码必须具备预案以应对未知风险。第四部分：企业级应用场景与跨链互操作性区块链的真正价值在于其在特定业务场景中的落地。本部分将通过案例分析，展示DLT如何重塑供应链金融、数字身份和数据溯源等领域。在供应链管理中，我们将探讨如何设计一个多方参与的数据共享模型，平衡企业间的竞争性数据保护与行业间的透明度需求。对于数字身份（SSI），我们将深入研究去中心化标识符（DIDs）和可验证凭证（VCs）的技术栈，以及它们如何在保护用户主权数据的同时满足监管要求。最后，也是当前技术热点之一，是跨链互操作性（Interoperability）。区块链孤岛现象限制了其大规模应用。本书将详细分析目前主流的跨链通信协议（如Relay机制、原子交换Atomic Swaps的局限性），并展望如哈希时间锁合约（HTLCs）等技术在构建多链生态系统中的关键作用。我们将探讨如何设计一个高效、安全的跨链资产转移框架，确保数据和价值能够在异构区块链网络之间自由流动。目标读者：本书适合具有一定编程基础，渴望深入理解区块链底层架构、共识机制、智能合约安全以及企业级落地方案的软件工程师、系统架构师、技术顾问以及对DLT有浓厚兴趣的研究人员。

作者简介

李鑫

资深区块链技术专家，专注于区块链关键技术和行业解决方案的研究，对Hyperledger Fabric等联盟链技术有非常深入的研究，同时参与并积极推动超级账本开源社区的发展。

目前是国防科技大学的研究人员，研究兴趣包括分布式计算与区块链、容器云等新兴技术，长期参与高性能计算、863计划、国家自然科学基金等项目的研发与管理工作，曾获部级科技进步三等奖一项，发表学术论文十余篇，参与译著一部。

目录信息

前言
第1章　区块链基础与Hyperledger Fabric架构1
1.1　区块链背景、概念与现状1
1.1.1　区块链产生的背景及研究热潮1
1.1.2　区块链概念与核心技术6
1.1.3　区块链典型平台现状及趋势12
1.2　Hyperledger Fabric基本概念与架构15
1.2.1　基本概念15
1.2.2　Hyperledger Fabric架构22
1.2.3　安装基础环境与部署Fabric系统25
1.2.4　Fabric初始化启动流程30
1.2.5　Fabric交易处理流程58
1.3　Hyperledger Fabric源码分析说明60
1.3.1　源码分析思路60
1.3.2　配置机制64
1.4　小结66
第2章　Orderer排序节点67
2.1　功能概述68
2.2　Orderer节点启动流程70
2.2.1　加载orderer.yaml配置文件71
2.2.2　初始化日志与本地MSP组件73
2.2.3　启动Orderer排序节点74
2.3　Broadcast交易广播服务92
2.3.1　概述92
2.3.2　Broadcast服务消息处理93
2.4　Orderer共识排序服务（配置交易消息）102
2.4.1　概述102
2.4.2　Solo共识组件103
2.4.3　Kafka共识组件110
2.5　Orderer共识排序服务（普通交易消息）122
2.5.1　概述122
2.5.2　Solo共识组件123
2.5.3　Kafka共识组件126
2.6　Deliver区块分发服务131
2.6.1　概述132
2.6.2　Deliver服务消息处理133
2.6.3　Deliver服务客户端140
2.7　小结150
第3章　Peer节点151
3.1　功能概述152
3.1.1　链码生命周期管理152
3.1.2　系统链码155
3.1.3　用户链码156
3.2　Peer节点启动流程157
3.2.1　启动流程概述157
3.2.2　定义、注册命令与初始化配置157
3.2.3　初始化本地MSP组件159
3.2.4　执行启动Peer节点命令161
3.3　peer channel通道子命令183
3.3.1　定义注册channel子命令183
3.3.2　创建通道命令create189
3.3.3　Peer节点加入通道命令join193
3.3.4　获取区块命令fetch198
3.3.5　获取区块链信息getinfo201
3.3.6　获取已加入通道列表list205
3.3.7　签名配置交易文件signconfigtx207
3.3.8　更新通道配置update210
3.4　peer chaincode链码子命令212
3.4.1　定义注册chaincode子命令213
3.4.2　安装链码命令install216
3.4.3　实例化链码命令instantiate224
3.4.4　调用链码命令invoke232
3.4.5　查询链码命令query237
3.4.6　升级链码命令upgrade239
3.4.7　查询链码列表命令list244
3.4.8　打包链码命令package250
3.4.9　签名链码包命令signpackage254
3.5　其他子命令257
3.5.1　状态查询子命令257
3.5.2　版本子命令257
3.5.3　日志子命令257
3.6　小结258
第4章　Endorser背书节点259
4.1　功能概述259
4.2　Endorser背书服务261
4.3　预处理签名提案消息264
4.3.1　验证消息格式与签名合法性265
4.3.2　检查是否为允许外部调用的系统链码266
4.3.3　检查签名提案消息的唯一性266
4.3.4　检查是否满足通道的访问权限策略267
4.4　模拟执行提案268
4.4.1　检查实例化策略270
4.4.2　启动链码容器概述271
4.4.3　准备启动链码容器276
4.4.4　启动系统链码inprocContainer容器285
4.4.5　启动用户链码Docker容器290
4.4.6　消息处理核心函数300
4.4.7　请求链码执行311
4.4.8　停止链码容器321
4.4.9　处理模拟执行结果323
4.5　对模拟执行结果签名背书326
4.6　小结330
第5章　Committer记账节点331
5.1　功能概述332
5.2　创建与调用Committer功能模块333
5.2.1　创建Committer功能模块333
5.2.2　调用Committer功能模块335
5.3　交易验证器341
5.3.1　验证交易数据的合法性342
5.3.2　VSCC验证交易背书策略353
5.4　账本提交器370
5.4.1　验证与准备数据374
5.4.2　提交账本数据388
5.5　小结397
第6章　Gossip消息模块398
6.1　功能概述399
6.2　Gossip消息模块启动流程402
6.2.1　创建与初始化Gossip服务器实例402
6.2.2　初始化通道上的Gossip服务模块410
6.3　Gossip消息通信与处理机制418
6.3.1　Gossip消息概述418
6.3.2　Gossip消息通信与处理机制420
6.3.3　Gossip服务实例中的消息处理462
6.3.4　state模块中的数据消息处理485
6.3.5　state模块中的远程状态与隐私数据消息处理490
6.3.6　Fetcher组件中的隐私数据请求与响应消息处理494
6.3.7　election选举模块中的主节点选举消息处理499
6.4　Gossip节点管理机制501
6.4.1　管理新加入Peer节点501
6.4.2　选举Leader主节点503
6.4.3　更新节点相关信息机制508
6.5　Gossip数据分发与状态同步机制513
6.5.1　分发区块数据流程513
6.5.2　分发隐私数据流程515
6.5.3　更新通道状态信息521
6.5.4　更新数据消息522
6.6　Gossip反熵算法523
6.6.1　获取当前最大的账本高度523
6.6.2　分批发送远程状态请求消息525
6.6.3　处理远程状态请求消息527
6.7　小结530
第7章　公共功能模块531
7.1　账本数据存储模块531
7.1.1　Peer节点账本532
7.1.2　idStore数据库541
7.1.3　区块数据文件与隐私数据库542
7.1.4　区块索引数据库565
7.1.5　状态数据库565
7.1.6　历史数据库579
7.1.7　transient隐私数据库580
7.2　安全服务模块600
7.2.1　MSP（成员关系服务模块）600
7.2.2　BCCSP（区块链密码服务模块）609
7.3　Events事件模块611
7.3.1　创建事件服务器611
7.3.2　订阅与发布事件613
7.3.3　注册与注销事件616
7.4　小结618
附录A　Hyperledger Fabric配置文件619
附录B　e2e_cli示例相关文件情况628
参考文献633
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排体现了极高的匠心，逻辑链条衔接得异常自然流畅。从网络成员的发现和身份认证开始，逐步过渡到交易的背书、排序和上链的全过程，每一步的铺垫都为后续更复杂的概念打下了坚实的基础。我特别欣赏它对P2P网络拓扑结构和消息传播机制的细致描摹，这部分内容往往是许多入门读物会略过或一带而过的关键环节。然而，正是这些底层通信的效率和健壮性，决定了整个平台的性能上限。通过这本书的阅读，我仿佛亲身参与了一次从零开始搭建高性能分布式系统的过程，每一个网络广播、每一个哈希校验，都变得有迹可循。这种沉浸式的学习体验，极大地提升了我对整个技术栈的掌控力，使得构建复杂场景的应用不再是遥不可及的梦想。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容之扎实，简直让人爱不释手，对于任何想深入理解分布式账本技术的人来说，这都是一份不可多得的财富。作者没有满足于停留在表面概念的阐述，而是真正地深入到了底层的机制之中，剖析了各个模块是如何协同工作的。我尤其欣赏它对共识机制的详细解读，它不像其他书籍那样只是简单介绍几个名词，而是循序渐进地展示了如何在复杂的网络环境中确保数据的一致性和不可篡改性。从区块的生成到交易的排序，每一个环节的逻辑都被描绘得清晰透彻。读完后，我对一个成熟的、企业级的区块链平台如何应对现实世界的挑战有了更深刻的认识，这不仅仅是技术知识的积累，更是一种解决实际问题的思维方式的塑造。可以说，它为读者搭建了一个从宏观到微观的全景图，让那些曾经晦涩难懂的抽象概念变得触手可及，极大地增强了我的实践信心。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我之前对某些底层数据结构的理解一直停留在模糊的层面，但阅读此书后，那些困扰已久的问题迎刃而解。作者在阐述数据如何在节点间传输和持久化存储时，展现出了极高的专业水准。特别是关于状态数据库的选型和优化策略的讨论，提供了大量可以立即应用到生产环境中的宝贵经验。它不仅仅是描述了“是什么”，更深入探究了“为什么是这样设计”，这才是区分优秀技术书籍和一般参考资料的关键所在。这种对设计哲学和权衡取舍的深刻探讨，使得整本书的价值远超出了单纯的技术手册范畴。它教会了我如何以系统工程的眼光去看待区块链的构建，而不是孤立地看待某一个组件，这种全面的视角提升是极其宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它提供了一种批判性的视角来看待现有技术。作者在介绍标准实现的同时，也毫不避讳地指出了某些设计在特定场景下的局限性，并探讨了可能的改进方向。这种开放和客观的讨论态度，让读者在学习知识的同时，也培养了独立思考和创新探索的精神。比如，书中对于数据隐私保护机制的探讨，不仅仅停留在理论层面，还结合了实际的加密算法应用场景进行了深入剖析，这种理论与实践紧密结合的深度，是我在其他同类书籍中很少看到的。总而言之，这本书不仅是一份详尽的技术指南，更像是一张通往下一代分布式应用架构的路线图，它激发了我对未来技术发展的无限遐想，强烈推荐给所有致力于构建可信赖数字化未来的专业人士。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述方式非常具有启发性，它没有采用那种枯燥的教科书式的语言，而是更像一位经验丰富的工程师在与同行交流心得。行文中穿插的案例分析和代码片段都恰到好处，它们不是简单的堆砌，而是紧密地服务于对核心原理的阐释。特别是关于链码（智能合约）的生命周期管理和权限控制的章节，处理得尤为精妙。它细致地解释了不同角色的权限是如何在网络中动态生效的，这对于构建真正需要高安全性和合规性的业务系统至关重要。通过这本书，我开始理解为什么某些设计决策在特定的业务场景下是必然的选择，这种“知其所以然”的洞察力是单纯阅读官方文档难以获得的。作者对细节的把握令人钦佩，这种深度和广度兼备的讲解，无疑能帮助读者快速跨越从初学者到高级开发者的鸿沟。

评分☆☆☆☆☆