8. 系统扩展¶
8.1. 准入机制¶
目标¶
- 节点加入准入机制;
- 添加账户权限, 服务端与节点建立通信, 需要特定账户, 必须使用密钥.
方案¶
网络配置¶
配置网络，以确保永远不会丢失1/3或更多验证器。如果超过1/3的验证器停止参与，则不再创建新块，网络将停滞。一旦节点重新启动，恢复可能需要很长时间。
最低节点数量: 4
最高节点数量: 32
节点许可¶
确认节点数量,比如4个,这里的节点与机构(医院)对等
生成key和pubkey密钥文件
├── genesis.json └── keys ├── 0x4c1cac51f35d844fbcdcd39e58607bad9220da57 │ ├── key │ └── key.pub ├── 0xac859b0fc658f326fa39e0fac1dd085c05e1ecd4 │ ├── key │ └── key.pub ├── 0xd56107077aca91e0f8e792a42816aeb38d0d9f52 │ ├── key │ └── key.pub └── 0xed176a37eef24de4affee204a1a89f0103d25dad ├── key └── key.pub将4个节点分发至各个机构中, 比如: /Node-1/data/ 目录下
启动任一节点, 启动后生成引导节点, 后续节点采取连接引导节点的方式启动
最后查看每个节点的日志, 判断是否参与共识.
备注: 只有通过同一genesisFile生成的密钥, 分发到机构中, 节点才可以参与到共识网络中.
账户许可¶
- 现有:
- 当下账户转账(存证事务),不需要消耗gas, 也就是创建一个账户(account和privateKey)即可发起交易, 并会被节点识别并打包至区块中,并广播至全网.
- 修改:
- 节点启动时禁止使用命令: –min-gas-price=0
- 创世区块中配置alloc账户及余额,使用genesis.json初始化后,删除alloc账户信息,确保安全,选择外部账户管理器进行管理授权
- 交易设置:
- gasPrice=0L –> gasPrice=21000
- 创建账户管理器, 管理账户
- 创建钱包 –> 根据助记词生成account与privateKey –> 记录
- 授权新的account
- 获取授权状态
- 通过新的account, 发起交易(事务:存证、取证、区块信息、交易信息)
8.2. 隐私网络设计¶
背景¶
企业以太坊中的隐私指的是在交易当事人之间保持交易秘密的能力。其他方无法访问交易内容、发送方或参与方列表。
目标¶
- 通道隔离
- 使用私有交易管理器来实现隐私网络
方案¶
隐私网络部署图¶
具体流程:
- 部署4个区块链节点(准入机制)
- 部署4个Tessera节点,使用命令确认隐私组部署是否成功
- 创建隐私组
- 服务端指定端口与区块链节点建立通信
- 调用隐私组内成员提供的rpc服务,确认隐私交易只在组中生效
隐私交易流程¶
- 使用eea_sendRawTransaction提交私人交易。已签名的事务包括特定于私人事务的事务参数，包括：
- privateFor或privacyGroupId，指定收件人列表。
- privateFrom，它指定了发件人。
- restriction，该指定交易仅限于交易参与者。
- JSON-RPC端点将私有事务传递给私有事务处理程序。
- 私人事务处理程序将私人事务发送到Tessera。
- Tessera将私有交易直接（即点对点）分发给privateFor中指定的Tessera节点或属于privacyGroupId标识的隐私组。所有收件人Tessera节点都存储事务。Tessera将存储的事务与事务散列和隐私组ID相关联。
- Tessera将事务散列返回给私人事务处理程序。
- 私有事务处理程序为私有事务创建PMT。私有事务处理程序使用devP2P以与任何其他公共以太坊事务相同的方式传播PMT。
- Besu将PMT挖掘成一个块，PMT分布到网络中的所有以太坊节点。
- Mainnet事务处理器以与任何其他公共事务相同的方式处理PMT。在包含PMT属性中指定的隐私预编译合同的节点上，Mainnet事务处理器将PMT传递给隐私预编译合同。
- 隐私预编译合同使用事务散列查询Tessera的私有事务和隐私组ID。
- 隐私预编译合同将私人事务传递给私人事务处理器。隐私组ID指定要使用的私人世界状态。
- 私有事务处理器执行事务。私人交易处理器可以读写给私人世界状态，并从公共世界状态读取
性能测试报告¶
| Method | Name | # Requests | # Fails | Average (ms) | Min (ms) | Max (ms) | Average size (bytes) | RPS | Failures/s |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| POST | /pri-net/sendPriTransaction | 10038 | 2 | 67 | 36 | 433 | 268 | 16.3 | 0.0 |
| Aggregated | 10038 | 2 | 67 | 36 | 433 | 268 | 16.3 | 0.0 |
- 开源平台: locust
- 语言版本: python3.9
- 测试方式: 启动10、20、50个线程
- 测试结果: 测试1万条数据,大概写入性能在16tx/s左右,TPS为16
8.3. 隐私网络部署¶
必要条件:¶
创建节点目录¶
IBFT-Network/
├── Node-1
│ ├── data
├── Node-2
│ ├── data
├── Node-3
│ ├── data
└── Node-4
├── data
创建配置文件¶
{
"genesis": {
"config": {
"chainId": 1337,
"muirglacierblock": 0,
"ibft2": {
"blockperiodseconds": 2,
"epochlength": 30000,
"requesttimeoutseconds": 4
}
},
"nonce": "0x0",
"timestamp": "0x58ee40ba",
"gasLimit": "0x47b760",
"difficulty": "0x1",
"mixHash": "0x63746963616c2062797a616e74696e65206661756c7420746f6c6572616e6365",
"coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
"alloc": {
"fe3b557e8fb62b89f4916b721be55ceb828dbd73": {
"privateKey": "8f2a55949038a9610f50fb23b5883af3b4ecb3c3bb792cbcefbd1542c692be63",
"comment": "private key and this comment are ignored. In a real chain, the private key should NOT be stored",
"balance": "0xad78ebc5ac6200000"
},
"627306090abaB3A6e1400e9345bC60c78a8BEf57": {
"privateKey": "c87509a1c067bbde78beb793e6fa76530b6382a4c0241e5e4a9ec0a0f44dc0d3",
"comment": "private key and this comment are ignored. In a real chain, the private key should NOT be stored",
"balance": "90000000000000000000000"
},
"f17f52151EbEF6C7334FAD080c5704D77216b732": {
"privateKey": "ae6ae8e5ccbfb04590405997ee2d52d2b330726137b875053c36d94e974d162f",
"comment": "private key and this comment are ignored. In a real chain, the private key should NOT be stored",
"balance": "90000000000000000000000"
}
}
},
"blockchain": {
"nodes": {
"generate": true,
"count": 4
}
}
}
创建节点密钥和创世文件¶
生成节点密钥:
> besu operator generate-blockchain-config --config-file=ibftConfigFile.json --to=networkFiles --private-key-file-name=key
复制genesis.json 至 IBFT-Network 目录中¶
复制节点私钥到节点目录中¶
IBFT-Network/
├── genesis.json
├── Node-1
│ ├── data
│ │ ├── key
│ │ ├── key.pub
├── Node-2
│ ├── data
│ │ ├── key
│ │ ├── key.pub
├── Node-3
│ ├── data
│ │ ├── key
│ │ ├── key.pub
├── Node-4
│ ├── data
│ │ ├── key
│ │ ├── key.pub
节点准备工作已完毕, 接下来是私钥管理器的安装与部署.
创建Tessera目录¶
在每个Node-*目录中，创建一个Tessera目录：
IBFT-Network/
├── Node-1
│ ├── data
│ ├── Tessera
├── Node-2
│ ├── data
│ ├── Tessera
├── Node-3
│ ├── data
│ ├── Tessera
└── Node-4
├── data
├── Tessera
生成Tessera密钥¶
必要条件: Tessera
https://github.com/ConsenSys/tessera/releases/tag/tessera-22.1.0
此示例创建一个解锁的私钥，这意味着不需要密码来解密私钥文件. 在每个Tessera目录中，为Tessera节点生成公钥/私钥对:
java -jar ~/tessera-app-21.4.1-app.jar -keygen -filename nodeKey
在提示符处，按回车键以创建解锁密钥. Tessera生成公钥/私钥对，并将密钥保存在nodeKey.pub和nodeKey.key文件中.
创建Tessera配置文件¶
在每个节点的Tessera目录中，创建一个名为tessera.conf的文件，配置如下：
备注: 在生产环境中，只有在其他运输安全机制（如WireGuard）到位时，才将tls指定为OFF。
Tessera-01¶
{
"mode": "orion",
"useWhiteList": false,
"jdbc": {
"username": "sa",
"password": "",
"url": "jdbc:h2:./target/h2/tessera1",
"autoCreateTables": true
},
"serverConfigs":[
{
"app":"ThirdParty",
"serverAddress": "http://localhost:9101",
"communicationType" : "REST"
},
{
"app":"Q2T",
"serverAddress": "http://localhost:9102",
"communicationType" : "REST"
},
{
"app":"P2P",
"serverAddress":"http://localhost:9103",
"sslConfig": {
"tls": "OFF"
},
"communicationType" : "REST"
}
],
"peer": [
{
"url": "http://localhost:9203"
},
{
"url": "http://localhost:9303"
},
{
"url": "http://localhost:9403"
}
],
"keys": {
"passwords": [],
"keyData": [
{
"privateKeyPath": "nodeKey.key",
"publicKeyPath": "nodeKey.pub"
}
]
},
"alwaysSendTo": []
}
Tessera-02¶
{
"mode": "orion",
"useWhiteList": false,
"jdbc": {
"username": "sa",
"password": "",
"url": "jdbc:h2:./target/h2/tessera1",
"autoCreateTables": true
},
"serverConfigs":[
{
"app":"ThirdParty",
"serverAddress": "http://localhost:9201",
"communicationType" : "REST"
},
{
"app":"Q2T",
"serverAddress": "http://localhost:9202",
"communicationType" : "REST"
},
{
"app":"P2P",
"serverAddress":"http://localhost:9203",
"sslConfig": {
"tls": "OFF"
},
"communicationType" : "REST"
}
],
"peer": [
{
"url": "http://localhost:9103"
},
{
"url": "http://localhost:9303"
},
{
"url": "http://localhost:9403"
}
],
"keys": {
"passwords": [],
"keyData": [
{
"privateKeyPath": "nodeKey.key",
"publicKeyPath": "nodeKey.pub"
}
]
},
"alwaysSendTo": []
}
Tessera-03¶
{
"mode": "orion",
"useWhiteList": false,
"jdbc": {
"username": "sa",
"password": "",
"url": "jdbc:h2:./target/h2/tessera1",
"autoCreateTables": true
},
"serverConfigs":[
{
"app":"ThirdParty",
"serverAddress": "http://localhost:9301",
"communicationType" : "REST"
},
{
"app":"Q2T",
"serverAddress": "http://localhost:9302",
"communicationType" : "REST"
},
{
"app":"P2P",
"serverAddress":"http://localhost:9303",
"sslConfig": {
"tls": "OFF"
},
"communicationType" : "REST"
}
],
"peer": [
{
"url": "http://localhost:9103"
},
{
"url": "http://localhost:9203"
},
{
"url": "http://localhost:9403"
}
],
"keys": {
"passwords": [],
"keyData": [
{
"privateKeyPath": "nodeKey.key",
"publicKeyPath": "nodeKey.pub"
}
]
},
"alwaysSendTo": []
}
Tessera-04¶
{
"mode": "orion",
"useWhiteList": false,
"jdbc": {
"username": "sa",
"password": "",
"url": "jdbc:h2:./target/h2/tessera1",
"autoCreateTables": true
},
"serverConfigs":[
{
"app":"ThirdParty",
"serverAddress": "http://localhost:9401",
"communicationType" : "REST"
},
{
"app":"Q2T",
"serverAddress": "http://localhost:9402",
"communicationType" : "REST"
},
{
"app":"P2P",
"serverAddress":"http://localhost:9403",
"sslConfig": {
"tls": "OFF"
},
"communicationType" : "REST"
}
],
"peer": [
{
"url": "http://localhost:9103"
},
{
"url": "http://localhost:9203"
},
{
"url": "http://localhost:9303"
}
],
"keys": {
"passwords": [],
"keyData": [
{
"privateKeyPath": "nodeKey.key",
"publicKeyPath": "nodeKey.pub"
}
]
},
"alwaysSendTo": []
}
在配置文件中，指定：
- serverConfigs部分中不同服务器的不同端口号。
- 在对等部分中要发现的Tessera节点的地址。
- 公钥/私钥对的位置。
启动Tessera节点¶
在每个Tessera目录中，启动Tessera指定在上一步中创建的配置文件：
java -jar ~/tessera-app-21.4.1-app.jar -configfile tessera.conf
启动Besu-Node节点¶
Node-1¶
nohup ../../bin/besu –data-path=data –genesis-file=../genesis.json –rpc-http-enabled –rpc-http-api=ETH,NET,IBFT,EEA,PRIV,TRACE –rpc-ws-api=ETH,MINER,IBFT,NET,ADMIN,WEB3,TRACE –host-allowlist=”*” –rpc-http-cors-origins=”all” –privacy-enabled –privacy-url=http://0.0.0.0:9102 –privacy-public-key-file=Tessera/nodeKey.pub –rpc-http-host=0.0.0.0 –min-gas-price=0 –rpc-http-max-active-connections=1000 &
开启ws
–rpc-ws-api=ETH,MINER,IBFT,NET,ADMIN,WEB3,TRACE
开启隐私网络
–privacy-enabled –privacy-url=http://0.0.0.0:9102 –privacy-public-key-file=Tessera/nodeKey.pub –rpc-http-api=ETH,NET,IBFT,EEA,PRIV,TRACE (JSON-RPC API列表中包括EEA和PRIV，以启用隐私JSON-RPC API方法)
一旦开启隐私网络,gas要设置为0
–min-gas-price=0
设置最大连接数上限
–rpc-http-max-active-connections=1000
当节点开始时，将显示枚举URL。复制enode URL，在以下步骤中指定Node-1为引导节点。 Enode URL:
enode://240b21f72ab6db1e05866e6b835ca3a09b915d7f681f435fc6dfddcff391c09ca53f690144c671e0a69a96db7cf3733b7e62d81d36fffc726a2ba2741d6512aa@127.0.0.1:30303
Node-2¶
nohup ../../bin/besu –data-path=data –genesis-file=../genesis.json –bootnodes=enode://240b21f72ab6db1e05866e6b835ca3a09b915d7f681f435fc6dfddcff391c09ca53f690144c671e0a69a96db7cf3733b7e62d81d36fffc726a2ba2741d6512aa@127.0.0.1:30303 –p2p-port=30304 –rpc-http-enabled –rpc-http-api=ETH,NET,IBFT,EEA,PRIV,TRACE –rpc-ws-api=ETH,MINER,IBFT,NET,ADMIN,WEB3,TRACE –host-allowlist=”*” –rpc-http-cors-origins=”all” –rpc-http-port=8546 –privacy-enabled –privacy-url=http://0.0.0.0:9202 –privacy-public-key-file=Tessera/nodeKey.pub –rpc-http-host=0.0.0.0 –min-gas-price=0 &
Node-3¶
nohup ../../bin/besu –data-path=data –genesis-file=../genesis.json –bootnodes=enode://240b21f72ab6db1e05866e6b835ca3a09b915d7f681f435fc6dfddcff391c09ca53f690144c671e0a69a96db7cf3733b7e62d81d36fffc726a2ba2741d6512aa@127.0.0.1:30303 –p2p-port=30305 –rpc-http-enabled –rpc-http-api=ETH,NET,IBFT,EEA,PRIV,TRACE –rpc-ws-api=ETH,MINER,IBFT,NET,ADMIN,WEB3,TRACE –host-allowlist=”*” –rpc-http-cors-origins=”all” –rpc-http-port=8547 –privacy-enabled –privacy-url=http://0.0.0.0:9302 –privacy-public-key-file=Tessera/nodeKey.pub –rpc-http-host=0.0.0.0 –min-gas-price=0 &
Node-4¶
nohup ../../bin/besu –data-path=data –genesis-file=../genesis.json –bootnodes=enode://240b21f72ab6db1e05866e6b835ca3a09b915d7f681f435fc6dfddcff391c09ca53f690144c671e0a69a96db7cf3733b7e62d81d36fffc726a2ba2741d6512aa@127.0.0.1:30303 –p2p-port=30306 –rpc-http-enabled –rpc-http-api=ETH,NET,IBFT,EEA,PRIV,TRACE –rpc-ws-api=ETH,MINER,IBFT,NET,ADMIN,WEB3,TRACE –host-allowlist=”*” –rpc-http-cors-origins=”all” –rpc-http-port=8548 –privacy-enabled –privacy-url=http://0.0.0.0:9402 –privacy-public-key-file=Tessera/nodeKey.pub –rpc-http-host=0.0.0.0 –min-gas-price=0 &