区块链框架 Tendermint 入门教程 | 始于珞尘

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2018-04-04
原文链接:hiberabyss.github.io

Tendermint 是一个模块化的区块链应用框架, 能够实现拜占庭容错 (BFT), 它主要包括两部分:

  • Tendermint Core:
    • 实现了 p2p 网络; 在节点之间共享区块和交易;
    • 实现了拜占庭容错的共识算法, 确定了不更改改的交易顺序;
  • ABCI Interface, 具体的逻辑处理层, 可以基于不同的语言 (Golang, JS) 来实现; 在这一层实现交易的验证处理以及查询等操作.

这两部分会分别对应两个不同的进程, Core 和 ABCI 建立了三个连接:

  • 一个用于验证交易的连接, 交易验证通过后会被广播到 mempoll 里;
  • 一个用于区块的 proposal;
  • 最后一个连接用于查询应用的状态;

下图是两者的 Workflow:

Core and ABCI communicationCore and ABCI communication

基于 Tendermint 的 Key-Value 存储示例

Tendermint 内置了一个 KV 存储的应用示例, 我们可以跑下这个示例.

安装

需要先安装好 tendermintabci-cli:

go get -u github.com/tendermint/tendermint/cmd/tendermint
go get -u github.com/tendermint/abci
cd $GOPATH/src/github.com/tendermint/abci
make install

验证是否安装成功:

➜  blog git:(hexo) ✗ which tendermint
/Users/hbliu/go/bin/tendermint
➜  blog git:(hexo) ✗ which abci-cli
/Users/hbliu/go/bin/abci-cli

启动

初始化节点配置:

tendermint init

启动 KV 存储应用:

abci-cli kvstore

启动 Tendermint 节点:

tendermint node --consensus.create_empty_blocks=false

其中后面的参数是禁止 Tendermint 节点定期产生空的 block.

创建交易

在 Tendermint 中创建 key 为 name, value 为 hbliu 的存储:

➜  blog git:(hexo) ✗ curl -s 'localhost:46657/broadcast_tx_commit?tx="name=hbliu"'
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": "",
  "result": {
    "check_tx": {
      "fee": {}
    },
    "deliver_tx": {
      "tags": [
        {
          "key": "YXBwLmNyZWF0b3I=",
          "value": "amFl"
        },
        {
          "key": "YXBwLmtleQ==",
          "value": "bmFtZQ=="
        }
      ],
      "fee": {}
    },
    "hash": "BA0C60A3F391B35DEAE8A7E6E0491E9B2E0BA497",
    "height": 2
  }
}

返回的 Response 中的 key 和 value 使用了 base64 进行了编码, 我们可以通过命令 base64 对其进行解码:

➜  blog git:(hexo) ✗ echo "YXBwLmtleQ==" | base64 -D
app.key
➜  blog git:(hexo) ✗ echo "bmFtZQ==" | base64 -D
name

查询下我们之前的信息有没有成功写入:

➜  blog git:(hexo) ✗ curl -s 'localhost:46657/abci_query?data="name"'
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "id": "",
  "result": {
    "response": {
      "log": "exists",
      "index": "-1",
      "key": "bmFtZQ==",
      "value": "aGJsaXU="
    }
  }
}
➜  blog git:(hexo) ✗ echo "bmFtZQ==" | base64 -D
name
➜  blog git:(hexo) ✗ echo "aGJsaXU=" | base64 -D
hbliu

在浏览器中打开 http://localhost:46657 可以显示当前所有支持的 API.

示例代码介绍

上述示例的代码存储在 Github 上. 下面我们对这部分代码做一个简单的介绍.

在我们调用 broadcast_tx_commit 的时候, 会先调用 CheckTx, 验证通过后会把 TX 加入到 mempool 里. 在 kvstore 示例中没有对 transaction 做检查, 直接通过:

func (app *KVStoreApplication) CheckTx(tx []byte) types.ResponseCheckTx {
	return types.ResponseCheckTx{Code: code.CodeTypeOK}
}

放到 mempool 里的 TX 会被定期广播到所有节点. 当 Tendermint 选出了 Proposal 节点后, 它便会从 mempool 里选出一系列的 TXs , 将它们组成一个 Block, 广播给所有的节点. 节点在收到 Block 后, 会对 Block 里的所有 TX 执行 DeliverTX 操作, 同时对 Block 执行 Commit 操作.

我们调用 broadcast_tx_commit 返回的结果其实就是 DeliverTX 返回的结果:

func (app *KVStoreApplication) DeliverTx(tx []byte) types.ResponseDeliverTx {
	var key, value []byte
	parts := bytes.Split(tx, []byte("="))
	if len(parts) == 2 {
		key, value = parts[0], parts[1]
	} else {
		key, value = tx, tx
	}
	app.state.db.Set(prefixKey(key), value)
	app.state.Size += 1

	tags := []cmn.KVPair{
		{[]byte("app.creator"), []byte("jae")},
		{[]byte("app.key"), key},
	}
	return types.ResponseDeliverTx{Code: code.CodeTypeOK, Tags: tags}
}

可以看出它会从输入参数中解析出 key 和 value, 最后保存在应用的 State 中.

当所有的 TX 被处理完之后需要调用 Commit 来更新整个区块的状态, 包括高度加 1 等:

func (app *KVStoreApplication) Commit() types.ResponseCommit {
	// Using a memdb - just return the big endian size of the db
	appHash := make([]byte, 8)
	binary.PutVarint(appHash, app.state.Size)
	app.state.AppHash = appHash
	app.state.Height += 1
	saveState(app.state)
	return types.ResponseCommit{Data: appHash}
}

References

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