Hyperledger Fabric的CA操作指南-part1

简介

作为许可的区块链平台，Hyperledger Fabric要求识别所有实体，无论是网络组件还是使用该平台的用户（客户端）。该识别通过数字证书来实现，并且需要用于证书发颁发和管理的基础设施。

虽然可以使用第三方来构建这个基础设施，但是Fabric CA提供了一种方便的方法，它可以生成Hyperledger Fabric系统所需的适当格式。在readthedoc中有一个很好的教程，《 Fabric CA操作指南》。它创建了一个典型的设置，并提供了非常详细的逐步说明。在实验过程中，我们会在各个角度进行某些观察以获得更全面的了解。同时，为了更好地工作，我还修正了一些命名不一致的问题，并更新了配置文件。希望这对您在学习本教程时有所帮助。

教程概述

Organization设置

整个设置总结如下：

1. 三个Organization：org0 是orderer organization, org1和org2 是peer organizations

2. org0有一个orderer（orderer1-org0），用于在Solo中提供orderer服务。

3. 在每个peer organizations（org1和org2）中，都有peer organizations（peer1-orgx，peer2-orgx）

4. 每个Organization都有一个管理员用户（admin-orgx）

以下是总体情况，供我们参考。我们将在下一部分立即解释最后一个专栏。

证书颁发机构设置

如果从CA角度看设置，那么本教程中有四个CA：

TLS-CA：CA为整个网络的网络组件（订购者和对等方）颁发TLS服务器证书。该证书仅用于TLS通信，并且与该结构网络中的身份有关。

RCA-ORGx（x = 0，1，2）：它是每个organization中身份的根CA。一方面，它向组件和用户颁发所需的证书。另一方面，它代表形成结构网络时的organization（以MSP方式）。

最后一列供快速参考。我们将在本教程的后面部分看到这些目录。

本教程中使用的CA的摘要

完成证书颁发并完成结构网络设置后，在日常操作中不需要这些ca。他们不参与加入通道，部署链码，调用链码功能等。仅当新组件（添加一个orderer或多个peer）或新用户（添加更多客户端应用程序）加入设置和新证书时才需要它们生成。

操作流程：

这是本教程的整体流程（注意：这只是显示了一系列任务，此处显示的步骤不是教程中显示的步骤）

1. 启动四个CA，每个CA作为运行在容器中的Fabric-CA-Server。

2. 在localhost使用Fabric-CA-Client与这些CA进行交互。对于每个CA，请注册一个注册商，然后根据我们的教程设计开始所有organization的实体注册。

3. 对于每个organization，请使用Fabric-CA-Client来注册在2中注册的实体。现在，我们拥有所需的所有加密材料。

4. 将生成的加密材料放置在适当的目录中，这些目录将映射到docker-compose文件中定义的那些组件（order和peer）中。

5. 为每个组织准备MSP目录，创建结构网络时需要该目录。

6. 打开五个容器（一个order，四个peer）和两个CLI容器。

7. 创建通道并将peers连接到通道

8. 部署链码并观察链码中基于属性的访问控制（ABAC）功能。

配置文件

有两个配置文件：docker-compose文件（docker-compose.yaml）和通道工件文件（configtx.yaml）。

docker-compose.yaml被修改和更新以反映更改。

version: '2'networks: fabric-ca:services: ca-tls: container_name: ca-tls image: hyperledger/fabric-ca:1.4.2 command: sh -c 'fabric-ca-server start -d -b tls-ca-admin:tls-ca-adminpw --port 7052' environment: - FABRIC_CA_SERVER_HOME=/tmp/hyperledger/fabric-ca/crypto - FABRIC_CA_SERVER_TLS_ENABLED=true - FABRIC_CA_SERVER_CSR_CN=tls-ca - FABRIC_CA_SERVER_CSR_HOSTS=0.0.0.0 - FABRIC_CA_SERVER_DEBUG=true volumes: - /tmp/hyperledger/tls-ca:/tmp/hyperledger/fabric-ca networks: - fabric-ca ports: - 7052:7052 rca-org0: container_name: rca-org0 image: hyperledger/fabric-ca:1.4.2 command: sh -c 'fabric-ca-server start -d -b rca-org0-admin:rca-org0-adminpw --port 7053' environment: - FABRIC_CA_SERVER_HOME=/tmp/hyperledger/fabric-ca/crypto - FABRIC_CA_SERVER_TLS_ENABLED=true - FABRIC_CA_SERVER_CSR_CN=rca-org0 - FABRIC_CA_SERVER_CSR_HOSTS=0.0.0.0 - FABRIC_CA_SERVER_DEBUG=true volumes: - /tmp/hyperledger/org0/ca:/tmp/hyperledger/fabric-ca networks: - fabric-ca ports: - 7053:7053 rca-org1: container_name: rca-org1 image: hyperledger/fabric-ca:1.4.2 command: sh -c 'fabric-ca-server start -d -b rca-org1-admin:rca-org1-adminpw --port 7054' environment: - FABRIC_CA_SERVER_HOME=/tmp/hyperledger/fabric-ca/crypto - FABRIC_CA_SERVER_TLS_ENABLED=true - FABRIC_CA_SERVER_CSR_CN=rca-org1 - FABRIC_CA_SERVER_CSR_HOSTS=0.0.0.0 - FABRIC_CA_SERVER_DEBUG=true volumes: - /tmp/hyperledger/org1/ca:/tmp/hyperledger/fabric-ca networks: - fabric-ca ports: - 7054:7054 rca-org2: container_name: rca-org2 image: hyperledger/fabric-ca:1.4.2 command: /bin/bash -c 'fabric-ca-server start -d -b rca-org2-admin:rca-org2-adminpw --port 7055' environment: - FABRIC_CA_SERVER_HOME=/tmp/hyperledger/fabric-ca/crypto - FABRIC_CA_SERVER_TLS_ENABLED=true - FABRIC_CA_SERVER_CSR_CN=rca-org2 - FABRIC_CA_SERVER_CSR_HOSTS=0.0.0.0 - FABRIC_CA_SERVER_DEBUG=true volumes: - /tmp/hyperledger/org2/ca:/tmp/hyperledger/fabric-ca networks: - fabric-ca ports: - 7055:7055 peer1-org1: container_name: peer1-org1 image: hyperledger/fabric-peer:1.4.2 environment: - CORE_PEER_ID=peer1-org1 - CORE_PEER_ADDRESS=peer1-org1:7051 - CORE_PEER_LOCALMSPID=org1MSP - CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/tmp/hyperledger/org1/peer1/msp - CORE_VM_ENDPOINT=unix:///host/var/run/docker.sock - CORE_VM_DOCKER_HOSTCONFIG_NETWORKMODE=guide_fabric-ca - FABRIC_LOGGING_SPEC=info - CORE_PEER_TLS_ENABLED=true - CORE_PEER_TLS_CERT_FILE=/tmp/hyperledger/org1/peer1/tls-msp/signcerts/cert.pem - CORE_PEER_TLS_KEY_FILE=/tmp/hyperledger/org1/peer1/tls-msp/keystore/key.pem - CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/tmp/hyperledger/org1/peer1/tls-msp/tlscacerts/tls-0-0-0-0-7052.pem - CORE_PEER_GOSSIP_USELEADERELECTION=true - CORE_PEER_GOSSIP_ORGLEADER=false - CORE_PEER_GOSSIP_EXTERNALENDPOINT=peer1-org1:7051 - CORE_PEER_GOSSIP_SKIPHANDSHAKE=true working_dir: /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/org1/peer1 volumes: - /var/run:/host/var/run - /tmp/hyperledger/org1/peer1:/tmp/hyperledger/org1/peer1 networks: - fabric-ca peer2-org1: container_name: peer2-org1 image: hyperledger/fabric-peer:1.4.2 environment: - CORE_PEER_ID=peer2-org1 - CORE_PEER_ADDRESS=peer2-org1:7051 - CORE_PEER_LOCALMSPID=org1MSP - CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/tmp/hyperledger/org1/peer2/msp - CORE_VM_ENDPOINT=unix:///host/var/run/docker.sock - CORE_VM_DOCKER_HOSTCONFIG_NETWORKMODE=guide_fabric-ca - FABRIC_LOGGING_SPEC=info - CORE_PEER_TLS_ENABLED=true - CORE_PEER_TLS_CERT_FILE=/tmp/hyperledger/org1/peer2/tls-msp/signcerts/cert.pem - CORE_PEER_TLS_KEY_FILE=/tmp/hyperledger/org1/peer2/tls-msp/keystore/key.pem - CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/tmp/hyperledger/org1/peer2/tls-msp/tlscacerts/tls-0-0-0-0-7052.pem - CORE_PEER_GOSSIP_USELEADERELECTION=true - CORE_PEER_GOSSIP_ORGLEADER=false - CORE_PEER_GOSSIP_EXTERNALENDPOINT=peer2-org1:7051 - CORE_PEER_GOSSIP_SKIPHANDSHAKE=true - CORE_PEER_GOSSIP_BOOTSTRAP=peer1-org1:7051 working_dir: /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/org1/peer2 volumes: - /var/run:/host/var/run - /tmp/hyperledger/org1/peer2:/tmp/hyperledger/org1/peer2 networks: - fabric-ca peer1-org2: container_name: peer1-org2 image: hyperledger/fabric-peer:1.4.2 environment: - CORE_PEER_ID=peer1-org2 - CORE_PEER_ADDRESS=peer1-org2:7051 - CORE_PEER_LOCALMSPID=org2MSP - CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/tmp/hyperledger/org2/peer1/msp - CORE_VM_ENDPOINT=unix:///host/var/run/docker.sock - CORE_VM_DOCKER_HOSTCONFIG_NETWORKMODE=guide_fabric-ca - FABRIC_LOGGING_SPEC=info - CORE_PEER_TLS_ENABLED=true - CORE_PEER_TLS_CERT_FILE=/tmp/hyperledger/org2/peer1/tls-msp/signcerts/cert.pem - CORE_PEER_TLS_KEY_FILE=/tmp/hyperledger/org2/peer1/tls-msp/keystore/key.pem - CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/tmp/hyperledger/org2/peer1/tls-msp/tlscacerts/tls-0-0-0-0-7052.pem - CORE_PEER_GOSSIP_USELEADERELECTION=true - CORE_PEER_GOSSIP_ORGLEADER=false - CORE_PEER_GOSSIP_EXTERNALENDPOINT=peer1-org2:7051 - CORE_PEER_GOSSIP_SKIPHANDSHAKE=true working_dir: /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/org2/peer1 volumes: - /var/run:/host/var/run - /tmp/hyperledger/org2/peer1:/tmp/hyperledger/org2/peer1 networks: - fabric-ca peer2-org2: container_name: peer2-org2 image: hyperledger/fabric-peer:1.4.2 environment: - CORE_PEER_ID=peer2-org2 - CORE_PEER_ADDRESS=peer2-org2:7051 - CORE_PEER_LOCALMSPID=org2MSP - CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/tmp/hyperledger/org2/peer2/msp - CORE_VM_ENDPOINT=unix:///host/var/run/docker.sock - CORE_VM_DOCKER_HOSTCONFIG_NETWORKMODE=guide_fabric-ca - FABRIC_LOGGING_SPEC=info - CORE_PEER_TLS_ENABLED=true - CORE_PEER_TLS_CERT_FILE=/tmp/hyperledger/org2/peer2/tls-msp/signcerts/cert.pem - CORE_PEER_TLS_KEY_FILE=/tmp/hyperledger/org2/peer2/tls-msp/keystore/key.pem - CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/tmp/hyperledger/org2/peer2/tls-msp/tlscacerts/tls-0-0-0-0-7052.pem - CORE_PEER_GOSSIP_USELEADERELECTION=true - CORE_PEER_GOSSIP_ORGLEADER=false - CORE_PEER_GOSSIP_EXTERNALENDPOINT=peer2-org2:7051 - CORE_PEER_GOSSIP_SKIPHANDSHAKE=true - CORE_PEER_GOSSIP_BOOTSTRAP=peer1-org2:7051 working_dir: /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/org2/peer2 volumes: - /var/run:/host/var/run - /tmp/hyperledger/org2/peer2:/tmp/hyperledger/org2/peer2 networks: - fabric-ca orderer1-org0: container_name: orderer1-org0 image: hyperledger/fabric-orderer:1.4.2 environment: - ORDERER_HOME=/tmp/hyperledger/orderer - ORDERER_HOST=orderer1-org0 - ORDERER_GENERAL_LISTENADDRESS=0.0.0.0 - ORDERER_GENERAL_GENESISMETHOD=file - ORDERER_GENERAL_GENESISFILE=/tmp/hyperledger/org0/orderer/genesis.block - ORDERER_GENERAL_LOCALMSPID=org0MSP - ORDERER_GENERAL_LOCALMSPDIR=/tmp/hyperledger/org0/orderer/msp - ORDERER_GENERAL_TLS_ENABLED=true - ORDERER_GENERAL_TLS_CERTIFICATE=/tmp/hyperledger/org0/orderer/tls-msp/signcerts/cert.pem - ORDERER_GENERAL_TLS_PRIVATEKEY=/tmp/hyperledger/org0/orderer/tls-msp/keystore/key.pem - ORDERER_GENERAL_TLS_ROOTCAS=[/tmp/hyperledger/org0/orderer/tls-msp/tlscacerts/tls-0-0-0-0-7052.pem] - ORDERER_GENERAL_LOGLEVEL=debug - ORDERER_DEBUG_BROADCASTTRACEDIR=data/logs volumes: - /tmp/hyperledger/org0/orderer:/tmp/hyperledger/org0/orderer/ networks: - fabric-ca cli-org1: container_name: cli-org1 image: hyperledger/fabric-tools:1.4.2 tty: true stdin_open: true environment: - GOPATH=/opt/gopath - FABRIC_LOGGING_SPEC=INFO - CORE_PEER_ID=cli - CORE_PEER_ADDRESS=peer1-org1:7051 - CORE_PEER_LOCALMSPID=org1MSP - CORE_PEER_TLS_ENABLED=true - CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/tmp/hyperledger/org1/peer1/tls-msp/tlscacerts/tls-0-0-0-0-7052.pem - CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/tmp/hyperledger/org1/admin/msp working_dir: /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/org1 command: sh volumes: - /tmp/hyperledger/org1/peer1:/tmp/hyperledger/org1/peer1 - /tmp/hyperledger/org1/peer2:/tmp/hyperledger/org1/peer2 - /Users/kctam/hf142/fabric-samples/chaincode:/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric-samples/chaincode - /tmp/hyperledger/org1/admin:/tmp/hyperledger/org1/admin networks: - fabric-ca cli-org2: container_name: cli-org2 image: hyperledger/fabric-tools:1.4.2 tty: true stdin_open: true environment: - GOPATH=/opt/gopath - FABRIC_LOGGING_SPEC=INFO - CORE_PEER_ID=cli - CORE_PEER_ADDRESS=peer1-org2:7051 - CORE_PEER_LOCALMSPID=org2MSP - CORE_PEER_TLS_ENABLED=true - CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/tmp/hyperledger/org2/peer1/tls-msp/tlscacerts/tls-0-0-0-0-7052.pem - CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/tmp/hyperledger/org2/admin/msp working_dir: /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/org2 command: sh volumes: - /tmp/hyperledger/org2/peer1:/tmp/hyperledger/org2/peer1 - /tmp/hyperledger/org2/peer2:/tmp/hyperledger/org2/peer2 - /Users/kctam/hf142/fabric-samples/chaincode:/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric-samples/chaincode - /tmp/hyperledger/org2/admin:/tmp/hyperledger/org2/admin networks: - fabric-ca

docker-compose.yaml

这是用于生成通道工件的配置（configtx.yaml）。

################################################################################## Section: Organizations## - This section defines the different organizational identities which will# be referenced later in the configuration.#################################################################################Organizations: - &org0 Name: org0 # ID to load the MSP definition as ID: org0MSP # MSPDir is the filesystem path which contains the MSP configuration MSPDir: /tmp/hyperledger/org0/msp - &org1 Name: org1 # ID to load the MSP definition as ID: org1MSP # MSPDir is the filesystem path which contains the MSP configuration MSPDir: /tmp/hyperledger/org1/msp AnchorPeers: # AnchorPeers defines the location of peers which can be used # for cross org gossip communication. Note, this value is only # encoded in the genesis block in the Application section context - Host: peer1-org1 Port: 7051 - &org2 Name: org2 # ID to load the MSP definition as ID: org2MSP # MSPDir is the filesystem path which contains the MSP configuration MSPDir: /tmp/hyperledger/org2/msp AnchorPeers: # AnchorPeers defines the location of peers which can be used # for cross org gossip communication. Note, this value is only # encoded in the genesis block in the Application section context - Host: peer1-org2 Port: 7051################################################################################## SECTION: Application## This section defines the values to encode into a config transaction or# genesis block for application related parameters#################################################################################Application: &ApplicationDefaults # Organizations is the list of orgs which are defined as participants on # the application side of the network Organizations:################################################################################## Profile## - Different configuration profiles may be encoded here to be specified# as parameters to the configtxgen tool#################################################################################Profiles: OrgsOrdererGenesis: Orderer: # Orderer Type: The orderer implementation to start # Available types are "solo" and "kafka" OrdererType: solo Addresses: - orderer1-org0:7050 # Batch Timeout: The amount of time to wait before creating a batch BatchTimeout: 2s # Batch Size: Controls the number of messages batched into a block BatchSize: # Max Message Count: The maximum number of messages to permit in a batch MaxMessageCount: 10 # Absolute Max Bytes: The absolute maximum number of bytes allowed for # the serialized messages in a batch. AbsoluteMaxBytes: 99 MB # Preferred Max Bytes: The preferred maximum number of bytes allowed for # the serialized messages in a batch. A message larger than the preferred # max bytes will result in a batch larger than preferred max bytes. PreferredMaxBytes: 512 KB # Kafka: # # Brokers: A list of Kafka brokers to which the orderer connects # # NOTE: Use IP:port notation # Brokers: # - 127.0.0.1:9092 # Organizations is the list of orgs which are defined as participants on # the orderer side of the network Organizations: - *org0 Consortiums: SampleConsortium: Organizations: - *org1 - *org2 OrgsChannel: Consortium: SampleConsortium Application: <<: *ApplicationDefaults Organizations: - *org1 - *org2

目录结构

我们创建/tmp/hyperledger以保留整个教程中生成的所有材料。我们正在本地主机中使用Fabric-CA-Client执行所有证书生成。结果全部保存在/tmp/hyperledger的子目录中。在课程中，我们将看到四个子目录tls-ca，org0，org1，org2，并在教程中查看目录中的内容。

同时，目录被用于两个目的。

映射到网络组件

如果我们看一下网络组件（orderers或peers），我们将看到卷映射。以peer1-org1为例。

从卷中，我们可以看到在peer1-org1容器的/ tmp/hyperledger/org1/peer1中可以看到localhost的整个目录/tmp/hyperledger/org1/peer1，该目录中的那些材料将用作标识（MSP）和 TLS相关材料。

在其他网络组件中也可以看到类似的情况。

构成联盟网络的配置

在我们的设置中，这三个组织正在形成一个联盟网络。他们由其会员服务提供商（MSP）代表。我们来看一下配置文件（摘录）。

从configtx.yaml中提取，显示结构网络中所有组织的MSP

因此，完成注册后，我们将提供正确的证书以形成这些目录/tmp/hyperledge/orgx/msp。在结构上有特定的要求，我们将在本教程中看到它们。

了解Fabric-CA-Server

由于本教程涉及很多Fabric CA Server，因此让我们首先看一下内部的工作情况。

这里我们以RCA-ORG1为例。RCA-ORG1的docker compose文件是这样的。

根据此设置，我们将学习

该Fabric-CA-Server的宿主映射到本地主机的/tmp/hyperledger/org1/ca/crypto。在教程中，我们很少进入容器。相反，我们可以检查和引用来自本地主机的材料。

CA用引导程序凭证定义。在此CA中，它是rca-org1-admin：rca-org1-adminpw。当我们使用Fabric-CA-Client注册管理员（注册商）时，将使用此功能。

启用了TLS。这样在CA启动并运行后，它将颁发TLS服务器证书。它仅用于访问此RCA-ORG1，不用于网络组件的TLS。请勿将其与TLS-CA混合使用，因为TLS-CA用于组织的网络组件的TLS服务器证书。

现在我们打开这个容器并进行观察。

提起RCA-ORG1容器。

这是RCA-ORG1的插图，具有我们所关注的那些组成部分。

观察目录结构（本地主机）。我们在我的本地主机中看到目录/tmp/hyperledger/org1/ca/crypto，这是RCA-ORG1的Fabric-CA-Server的服务器目录。

出于我们的目的，我们首先在此目录中找到两个证书（ca-cert.pem和tls-cert.pem）。我们来看看每种证书的主题和颁发者。

证书ca-cert.pem是org1的身份根CA证书（在我们的图中最上面的证书）。它是自签名证书（颁发者=主题）。根CA颁发和签名的所有证书（通过RCA的私钥）都可以通过此证书进行验证。

另一个证书tls-cert.pem由RCA颁发（请参阅颁发者）。这是我们图中的底部。这是仅用于与此RCA进行TLS通信的TLS服务器证书。具体而言，当客户端访问RCA-ORG1时，RCA-ORG1将向客户端提供此服务器证书。客户端将使用颁发者（即根CA证书）来验证此服务器证书，并确认客户端正在与正确的服务器（RCA-ORG1）通信，并且客户端与RCA-ORG1之间的通信已加密。

我们还可以找到与这两个证书相对应的私钥（密钥）。它们存储在msp/keystore中。

我们在这里看到两个。通过快速检查，我们知道哪个对应于哪个（方法是从私钥中推导出公钥，并将其与证书中的公钥进行比较）。

此私钥（647e…）用于ca-cert.pem

这个私钥（526e…）用于tls-cert.pem

最后，我们还看到一个数据库（sqlite3）。该数据库会跟踪所有即将进行的实体注册和注册。请注意，引导程序ID和密码也作为注册实体放置在数据库中。我们将看下一章教程中的展示该流程。