HyperLedger示例部署和简单合约开发问题总结

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背景

HyperLedger从2015年12月发起，经过多年的发展，已经日渐成熟，到目前为止已经成为区块链领域企业级产品开发首选技术框架，虽然关于Hyperledger底层架构能否可以被称作真正的区块链技术，网络上有些异议。作为一个开发人员，如果要涉足区块链开发领域，HyperLedger是一个必须了解的技术框架。

今日，我在自己的Mac上部署并搭建了一套完整的HyperLedger区块链网络，然后开发了一个简单的智能合约，部署到自定义的一个HyperLedger Network上，虽然HyperLedger中的众多模块都是基于Docker做部署，但是由于HyperLedger架构存在众多的角色，整个网络如果想要完整运行，依赖多个配置文件，如果没有理解了架构中的组件，想要搭建一个自定义的Network，而不是仅限于跑一下官方的demo那么简单，中间还是会遇到很多问题，这篇文件，简单总结了我在部署和运行过程中遇到的一些问题。

本地部署流程

这是官方文档中Commercial Paper示例的一个交互图，在了解了基本的概念后，还需要知道在HyperLedger Fabric Network 中完成一笔交易需要哪些角色，整个流程是怎么进行的。

commercialpaper.application

我在本地部署的过程中除了部署官方demo中的Fabcar，Commercial Paper示例，还自己尝试着修改并搭建了一个简单的自定义fabric network，并部署了自己编写的合约。主要做了以下工作

  1. 参考fabic-sample目录下的first-network配置，创建了包含两个新的Org的network，涉及到了docker-compose-base.yaml，configtx.yraml，crypto-config.yaml等配置文件，其中configtx.yaml文件用于配置,crypto-config.yaml文件用于在crypto-config生成Org，Peer，Orderer等配置文件，configtx.yraml文件用于在chanel-artifacts目录下完成genesis block创建和channel 初始化等交易；以上动作都是在byfn.sh脚本中执行完成，我们只需要给出正确的配置文件即可。
  2. 参考fabcar的startFabric.sh文件，创建新network的启动脚本，修改脚本文件中docker相关参数，保证org，peer，mspId等与上一步的配置一致，否则可能会启动失败。
  3. 编写自己的合约，部署到fabic-sample/chaincode目录下，这个目录是在startFabric.sh中CC_SRC_PATH指定的，如果部署到了非当前目录，请确保volumes配置能争取映射
  4. 执行startFabric.sh，启动fabric network，install和instantiate chaincode，执行initLedger合约初始化函数调用，也可以通过peer chaincode invoke执行其他合约函数调用
  5. 参考fabcar java application代码，编写java application代码，接入到fabric network并执行合约函数的调用，测试合约是否正常运行
  6. 部署hyperLedger blockchain-explorer，参考官方github里面的部署过程，修改app/platform/fabric/connection-profile/connection-profile.json，确保channel和organizations，peers，certificateAuthorities配置
  7. 通过java application代码，执行合约函数调用，发起交易修改区块链上数据
  8. 通过hyperLedger blockchain-explorer查看链上数据

问题总结

其中在部署chaincode，执行合约调用，以及部署blockchain-explorer过程中会遇到很多问题，大部分都是由于配置缺失或者环境问题导致，下面是我遇到的一些难以解决的问题总结。

  1. grpc和http地址错误

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    getConfigBlock for channel mychannel failed with peer peer0.dwd.example.com.  Status FAILURE, details: Channel Channel{id: 5, name: dwd-channel} Sending proposal with transaction: c44ce1fad75cd6305cfe9d4540373d6100e78e3fa5c8363a4e2ff91f3486c7c4 to Peer{ id: 6, name: peer0.dwd.example.com, channelName: dwd-channel, url: grpc://localhost:7051, mspid: DwdMSP} failed because of: gRPC failure=Status{code=INTERNAL, description=http2 exception, cause=io.netty.handler.codec.http2.Http2Exception: First received frame was not SETTINGS. Hex dump for first 5 bytes: 1503010002

    TLS handshake failed with error tls: first record does not look like a TLS handshake server=PeerServer remoteaddress=172.23.0.1:43812

    解决方案：修改原配置文件中peers，org等节点下的的grpc和http协议为grpcs和https

  2. blockchain-explorer无法连接fabric网络

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    2019-11-08T05:54:29.319Z - error: [FabricCAClientService.js]: Invalid enroll request, missing enrollmentID
    'Error instantiating FabricCAServices '
    2019-11-08T05:54:29.345Z - error: [Channel.js]: Error: No identity has been assigned to this client
    .......


    ************************************ initializeDetachClient *************************************************
    Error : Failed to connect client peer, please check the configuration and peer status
    Info :  Explorer will continue working with only DB data
    ************************************** initializeDetachClient ************************************************

    FabricUtils.createDetachClient


    Please open web browser to access ：http://localhost:8080/


    pid is 23715


    FabricConfig, this.config.channels  dwd-channel
    <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< Explorer Error >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
    Error :  [ 'Default client peer is down and no channel details available database' ]

    解决方案：需要在Organizations下面配置正确的adminPrivateKey和signedCert，例如

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    "organizations": {
            "Org1MSP": {
                    "mspid": "Org1MSP",
                    "fullpath": true,
                    "adminPrivateKey": {
                            "path": "/Users/jaryur/go/src/github.com/hyperledger/fabric-samples/first-network/crypto-config/peerOrganizations/org1.example.com/users/Admin@org1.example.com/msp/keystore/b8dbe986004cef4382c345ff9886d4e3d115ee7fb6344ef316dd7c9397933698_sk"
                    },
                    "signedCert": {
                            "path": "/Users/jaryur/go/src/github.com/hyperledger/fabric-samples/first-network/crypto-config/peerOrganizations/org1.example.com/users/Admin@org1.example.com/msp/signcerts/Admin@org1.example.com-cert.pem"
                    }
            }
    }

  3. node版本错误导致blockchain-explorer启动失败

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    { Error: Failed to load gRPC binary module because it was not installed for the current system
    Expected directory: node-v57-linux-x64-glibc
    Found: [node-v64-linux-x64-glibc]

    解决方案：blockchain-explorer文档中要求node版本是8.11.x，所以需要安装nvm，并修改当前node版本为8.11.x

  4. peer节点未全部启动导致合约函数执行失败

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    ENDORSEMENT_POLICY_FAILURE error on on invocation of chaincode functions

    解决方案：查看在执行peer chaincode instantiate 时候Endorsement Policy，如果是配置了多个peer，例如 -P “AND (‘Org1MSP.peer’,’Org2MSP.peer’) ，可以通过docker ps命令Org1和Org2和peer节点正常启动。因为peer chaincode instantiate 执行需要一段时间，有时候会卡住，导致未启动所有peer节点，最后交易得到无法验证

  5. java 合约部署失败

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    stat /root/chaincode-java/start: no such file or directory

    目前未解决，所以我后面合约用javaScript编写

两个配置文件

除了以上问题，还有其他一些因为配置问题出错导致的异常，为了便于定位问题，可以通过在docker命令中增加-e FABRIC_LOGGING_SPEC=DEBUG参数来修改日志级别。另外也可以通过commerial-paper示例中的monitordocker.sh 文件来查看所有docker container的日志

另外，在通过java调用合约函数过程中发现，fabcar示例中的network-config.yml和connection.json文件缺少某些配置信息，导致无法invoke 合约函数，java application中fabric-gateway-java 依赖版本是1.4.0，下面给出测试成功的network-config.yml和connection.json配置。

network-config.yml文件

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#network-config.yml配置
name: test-network
version: 1.0.0


channels:
  # name of the channel
  test-channel:

client:
  organization: TestOrg1
  connection:
    timeout:
      peer:
        endorser: '300'
organizations:
  TestOrg1:
    mspid: TestOrg1MSP
    peers:
    - peer0.testOrg1.example.com
    - peer1.testOrg1.example.com
    certificateAuthorities:
    - ca.testOrg1.example.com
  TestOrg2:
    mspid: TestOrg2MSP
    peers:
    - peer0.testOrg2.example.com
    - peer1.testOrg2.example.com
    certificateAuthorities:
    - ca.testOrg2.example.com
peers:
  peer0.testOrg1.example.com:
    url: grpcs://127.0.0.1:7051
    tlsCACerts:
      pem: |

    grpcOptions:
      ssl-target-name-override: peer0.testOrg1.example.com
      hostnameOverride: peer0.testOrg1.example.com
  peer1.testOrg1.example.com:
    url: grpcs://127.0.0.1:8051
    tlsCACerts:
      pem: |

    grpcOptions:
      ssl-target-name-override: peer1.testOrg1.example.com
      hostnameOverride: peer1.testOrg1.example.com
  peer0.testOrg2.example.com:
    url: grpcs://127.0.0.1:7056
    tlsCACerts:
      pem: |

    grpcOptions:
      ssl-target-name-override: peer0.testOrg2.example.com
      hostnameOverride: peer0.testOrg2.example.com
  peer1.testOrg2.example.com:
    url: grpcs://127.0.0.1:8056
    tlsCACerts:
      pem: |

    grpcOptions:
      ssl-target-name-override: peer1.testOrg2.example.com
      hostnameOverride: peer1.testOrg2.example.com
certificateAuthorities:
  ca.testOrg1.example.com:
    url: https://127.0.0.1:7054
    caName: ca-testOrg1
    tlsCACerts:
      pem: |

    httpOptions:
      verify: false

  ca.testOrg2.example.com:
    url: http://127.0.0.1:8054
    caName: ca-testOrg2
    tlsCACerts:
      pem: |

    httpOptions:
      verify: false

connection.json 配置文件（blockchain-explorer配置文件与此文件类似）

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{
    "name": "test-network",
    "version": "1.0.0",
    "client": {
        "tlsEnable": true,
        "adminUser": "admin",
        "adminPassword": "adminpw",
        "enableAuthentication": false,
        "organization": "TestOrg1",
        "connection": {
            "timeout": {
                "peer": {
                    "endorser": "300"
                },
            "orderer": "300"
            }
        }
    },
    "channels":{
        "test-channel": {
            "orderers": ["orderer.example.com"],
            "peers": {
                "peer0.testOrg1.example.com": {},
                "peer1.testOrg1.example.com": {},
                "peer0.testOrg2.example.com": {},
                "peer1.testOrg2.example.com": {}
            }
        }
    },
    "orderers":{
       "orderer.example.com": {
           "url": "grpcs://127.0.0.1:7050",
           "tlsCACerts": {
                "path": "/Users/jaryur/go/src/github.com/hyperledger/fabric-samples/test-network/crypto-config/ordererOrganizations/example.com/tlsca/tlsca.example.com-cert.pem"
            },
            "grpcOptions": {
                "ssl-target-name-override": "orderer.example.com",
                "hostnameOverride": "orderer.example.com"
            }
       }
    },
    "client": {
        "organization": "TestOrg1",
        "connection": {
            "timeout": {
                "peer": {
                    "endorser": "300"
                }
            }
        }
    },
    "organizations": {
        "TestOrg1": {
            "mspid": "TestOrg1MSP",
            "peers": [
                "peer0.testOrg1.example.com",
                "peer1.testOrg1.example.com"
            ],
            "certificateAuthorities": [
                "ca.testOrg1.example.com"
            ]
        },
        "TestOrg2": {
            "mspid": "TestOrg2MSP",
            "peers": [
                "peer0.testOrg2.example.com",
                "peer1.testOrg2.example.com"
            ],
            "certificateAuthorities": [
                "ca.testOrg2.example.com"
            ]
        }
    },
    "peers": {
        "peer0.testOrg1.example.com": {
            "url": "grpcs://127.0.0.1:7051",
            "tlsCACerts": {
                "path": "/Users/jaryur/go/src/github.com/hyperledger/fabric-samples/test-network/crypto-config/peerOrganizations/testOrg1.example.com/peers/peer0.testOrg1.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.testOrg1.example.com-cert.pem"
            },
            "grpcOptions": {
                "ssl-target-name-override": "peer0.testOrg1.example.com",
                "hostnameOverride": "peer0.testOrg1.example.com"
            }
        },
        "peer1.testOrg1.example.com": {
            "url": "grpcs://127.0.0.1:8051",
            "tlsCACerts": {
                "path": "/Users/jaryur/go/src/github.com/hyperledger/fabric-samples/test-network/crypto-config/peerOrganizations/testOrg1.example.com/peers/peer1.testOrg1.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.testOrg1.example.com-cert.pem"
            },
            "grpcOptions": {
                "ssl-target-name-override": "peer1.testOrg1.example.com",
                "hostnameOverride": "peer1.testOrg1.example.com"
            }
        },
        "peer0.testOrg2.example.com": {
            "url": "grpcs://127.0.0.1:9051",
            "tlsCACerts": {
                "path": "/Users/jaryur/go/src/github.com/hyperledger/fabric-samples/test-network/crypto-config/peerOrganizations/testOrg2.example.com/peers/peer0.testOrg2.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.testOrg2.example.com-cert.pem"
            },
            "grpcOptions": {
                "ssl-target-name-override": "peer0.testOrg2.example.com",
                "hostnameOverride": "peer0.testOrg2.example.com"
            }
        },
        "peer1.testOrg2.example.com": {
            "url": "grpcs://127.0.0.1:10051",
            "tlsCACerts": {
                "path": "/Users/jaryur/go/src/github.com/hyperledger/fabric-samples/test-network/crypto-config/peerOrganizations/testOrg2.example.com/peers/peer1.testOrg2.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.testOrg2.example.com-cert.pem"
            },
            "grpcOptions": {
                "ssl-target-name-override": "peer1.testOrg2.example.com",
                "hostnameOverride": "peer1.testOrg2.example.com"
            }
        }
    },
    "certificateAuthorities": {
        "ca.testOrg1.example.com": {
            "url": "https://127.0.0.1:7054",
            "caName": "ca-testOrg1",
            "tlsCACerts": {
                "path": "/Users/jaryur/go/src/github.com/hyperledger/fabric-samples/test-network/crypto-config/peerOrganizations/testOrg1.example.com/tlsca/tlsca.testOrg1.example.com-cert.pem"
            },
            "httpOptions": {
                "verify": false
            }
        },
        "ca.testOrg2.example.com": {
            "url": "https://127.0.0.1:8054",
            "caName": "ca-testOrg2",
            "tlsCACerts": {
                "path": "/Users/jaryur/go/src/github.com/hyperledger/fabric-samples/test-network/crypto-config/peerOrganizations/testOrg2.example.com/tlsca/tlsca.testOrg2.example.com-cert.pem"
            },
            "httpOptions": {
                "verify": false
            }
        }
    }
}

总结

在整个学习过程中，我基本都是通过官方文档了解HyperLedger的基本架构和概念，然后通过Developing Applications 和Tutorials 部分熟悉了启动fabric网络和部署，实例化，执行合约等这些过程是怎么发生，然后自己编写自己的chaincode，java application并启动运行，在其中遇到了很多问题，也通过解决问题对HyperLedger有了更清晰的认识，但是如果要深入到底层实现原理，需要对源码进行研究。

HyperLedger和传统区块链中的Bitcoin和Ethereum在架构上都有较大的区别，因此HyperLedger更多的适用于企业级联盟链的开发，尤其是实现“无币区块链”，目前国内在政策的号召下，区块链可能会成为一个新的技术热点，但是目前相关开发人员还是相对较少，这对我们来说也是一个新的机遇。