まだプログラマーですが何か?

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最近、業務でブロックチェーンを使う機会が増えてきました。というか、提案段階のものも含めて大半の案件にキーワードとして出て来るようになっています(イノベーティブなアプリケーション開発に関わる部門に所属していることも関係しているとは思います)。ブロックチェーンを API 経由で使うだけでなく、その API を作ったり、データのモデリングをしたりする機会も出てきました。

まだまだ勉強段階ではありますが、実際にお客様と会話している中でも作る前から「これはブロックチェーンに向いてるなあ/向かないなあ・・・」と感じることができるようになってきました。今日のエントリはそういう話です。

ブロックチェーンは革新的な技術で注目されている一方で、まだわかりにくい部分もあり、誤解を受けている部分もあります。典型的なパターンが「現在動いている○○システムのデータベース部分をブロックチェーンに置き換えて信頼性を向上させる」というものです。まさにブロックチェーンの強みをいかしたシステム改変のようにも聞こえますが、実現に向けては落とし穴も見受けられます。


ブロックチェーンは「分散台帳」と呼ばれる改竄の難しい仕組みでデータを格納します。その意味ではブロックチェーンはデータベースであるとみなすことはできますし、その中に格納されている情報の信頼性は非常に高いと言えます。ここがブロックチェーンの従来のデータベースに対する強みであり、こういった目的で使うにはブロックチェーンは向いていると考えます。

ただ一方で、従来のデータベース(ここではリレーショナルデータベースとしましょう)にもブロックチェーンと比較した時のメリットや得意分野があります。例えば SQL のような標準化されたクエリー言語による検索はリレーショナルデータベースの特徴であり、ブロックチェーンがこの機能を持っているわけではありません(例えばブロックチェーンの実装の1つである Hyperledger Fabric の場合、SQL ライクなクエリーを定義することはできますが、SQL とは異なるものです)。またトランザクション処理のパフォーマンスはまだまだリレーショナルデータベースの方が上と言わざるを得ません。そのような状況であるにも関わらず、興味以上の理由で「今使っているシステムのデータベースをブロックチェーンに単純に置き換える」ことは必ずしも正しくならない可能性があります。


・・・と、ここまでは「ブロックチェーン」を「NoSQL データベース」に置き換えても同じ話なので、NoSQL データベースが出現した頃にも同様の議論があり、特別目新しいことではないかもしれません。ただブロックチェーンの場合はブロックチェーン特有の事情を考慮する必要もあります。

リレーショナルデータベースと NoSQL データベース(やらメモリキャッシュやら検索エンジンやら・・)を比較する場合は、それぞれのデータベースの得意・不得意を見極めた上で適材適所に配置することが理想回答になると思います。例えば商品のコマースサイトであればこんな感じでしょうか?
2017083101

↑商品マスターと、その商品を分類するためのカテゴリーマスターが存在しているものとします。商品マスターと比べてカテゴリーマスターの情報は変更頻度が少ないため、アプリケーション実行時にメモリキャッシュに一括してロードし、実行時は高速なメモリアクセスだけで参照できるような設計にします。また商品情報は柔軟かつ高速な検索ができるよう、検索サーバーを用意します(定期的に情報を更新します)。またこのアプリケーションを使って発生した取引の情報も管理するものとします。

このシステムを一般的なデータベースを使って作る場合は↓このようになります。マスターをデータベースで持ち、商品情報の一部は検索サーバーに同期します。また取引が発生した際のログもデータベースに保存します。比較的一般的で、特別に珍しい点はないと思っています:
2017083102


さて、上記の構成を持ったシステムが現在動いているものとします。この現状のシステムに対して、例えば「商品情報や取引記録の正当性を保証する目的でブロックチェーン対応する」ことを考えてみます。上述のようにブロックチェーンには向き・不向きがあるのですが、例えば現状データベースで管理している「商品情報をブロックチェーン化する」ケースを考えてみます:
2017083103


↑単純に考えるとこんな感じです。データベースで管理していた商品マスターの情報をブロックチェーンに格納するというケースです。もちろんアプリケーションの書き換えは必要ですが、システム構成自体には問題なさそうに見え、商品マスターの情報がよりセキュアに守られるように見えます。

しかし実は問題点をはらんでいます。上述のように、今回のシステムでは商品情報は検索目的で検索サーバーと同期しています。端的にいうと「商品情報は2重管理されている」想定になります。商品マスターをブロックチェーン化して改竄を困難にしたつもりが、検索サーバーが管理している商品情報については何の対策もしていないことになるので、ブロックチェーンで管理しているケースと比較すると、検索サーバー側に弱点(というか盲点)が存在していることになってしまいます:
2017090100


一方でこのシステムを使って生成される取引情報をブロックチェーン管理にする、という部分はこの取引情報の改竄は非常に困難になるため、上述のような情報の正当性を保証する目的においては(トランザクション量などの考慮を除けば)「ブロックチェーン向き」と言える改良といえます:
2017083104


ただこれについても上述のように情報のクエリーなどデータベースが得意とする機能が重要視されるケースもあるでしょう。したがってブロックチェーンがフィットするかどうかという意味では単純にデータベースをブロックチェーンに置き換える、という考え方は危険で、「何を目的として、何をブロックチェーンで管理するのか」、「データベースの方が適している要素を無視していないか」という観点でシステムを設計する必要があります。


以前のブログエントリの中で Hyperledger Composer を使うことでブロックチェーンのビジネスネットワークを比較的簡単な定義で動かすことができることを紹介しました:
Hyperledger Composer フレームワークを使ってみる

↑ここで紹介したように Hyperledger Fabric v1.0 と Hyperledger Composer を使うことで、"asset" と呼ばれる取扱データ、"participant" と呼ばれるユーザー、 "transaction" と呼ばれる実行処理、そして "ACL" と呼ばれるアクセス権管理を定義してブロックチェーン環境に簡単にデプロイすることができるようになります。

この方法でデプロイしたブロックチェーンネットワークを外部のプログラムから使う方法も何通りかあるのですが、今回はその中から「Composer の内容を Web API 化」して、外部からは HTTP(S) を使った REST API として使えるように公開する方法を紹介します。以下の手順を実際に試す場合はローカル環境内に Hyperledger Fabric v1.0 および Hyperledger Composer がインストールされている必要があります。その手順は以下を参照して、ローカル環境で Hyperledger Composer が使える状態を作っておいてください:
Hyperledger Composer フレームワークをインストールする


また、実際に REST API として公開する内容のビジネスネットワークを定義した .bna ファイルが必要です。今回は以下のページで紹介されている方法に従って my-network.bna ファイルを作り、それを使うことにします(以下に日本語で解説します):
Developer Tutorial for creating a Hyperledger Composer solution


ではビジネスネットワークの定義ファイルを用意するまでの手順を紹介します。今回は github.com に公開されているサンプルをベースにクローンして用意します。

まず、上記リンク先の手順に従って Hyperledger Fabric v1.0 および Hyperledger Composer が導入された環境を用意して、両方のサービスを有効にします。

次に同環境にログインし、作業ディレクトリ(以下の例では ~/work)を作って、サンプルプロジェクトを git clone します:
$ mkdir ~/work (作業ディレクトリ)
$ cd ~/work
$ git clone https://github.com/hyperledger/composer-sample-networks.git

このサンプルプロジェクト内の basic-sample-network の内容を my-network という名前でコピーします:
$ cp -r ./composer-sample-networks/packages/basic-sample-network/  ./my-network

my-network プロジェクトの package.json ファイルを変更します。変更内容は name と prepublish 内のプロジェクト名を "my-network" にすることと、description の内容を変えることです:
    :
  "name": "my-network",
  "version": "0.1.6",
  "description": "My Commodity Trading network",
  "networkImage": "https://hyperledger.github.io/composer-sample-networks/packages/basic-sample-network/networkimage.svg",
  "networkImageanimated": "https://hyperledger.github.io/composer-sample-networks/packages/basic-sample-network/networkimageanimated.svg",
  "scripts": {
    "prepublish": "mkdirp ./dist && composer archive create --sourceType dir --sourceName . -a ./dist/my-network.bna",
    "pretest": "npm run lint",
    :

そして実際のビジネスネットワークの内容を書き換えます。定義する内容は上記ブログエントリの中で紹介したものと同じ定義をこのプロジェクト内にも作成することにします。というわけでまずは models/sample.cto ファイルを開き、以下の内容に書き換えて保存します:
/**
 * My commodity trading network
 */
namespace org.acme.mynetwork
asset Commodity identified by tradingSymbol {
    o String tradingSymbol
    o String description
    o String mainExchange
    o Double quantity
    --> Trader owner
}
participant Trader identified by tradeId {
    o String tradeId
    o String firstName
    o String lastName
}
transaction Trade {
    --> Commodity commodity
    --> Trader newOwner
}

↑ Commodity という asset と、Trader という participant と、Trade という transaction を定義しています。

同様にして lib/sample.js ファイルを開き、以下の内容に書き換えます:
/*
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

/**
 * Track the trade of a commodity from one trader to another
 * @param {org.acme.mynetwork.Trade} trade - the trade to be processed
 * @transaction
 */
function tradeCommodity(trade) {
    trade.commodity.owner = trade.newOwner;
    return getAssetRegistry('org.acme.mynetwork.Commodity')
        .then(function (assetRegistry) {
            return assetRegistry.update(trade.commodity);
        });
}

↑tradeCommodity という処理を定義しています。

そして同様にして permissions.acl ファイルも以下の内容に書き換えます:
/**
 * Access control rules for mynetwork
 */
rule Default {
    description: "Allow all participants access to all resources"
    participant: "ANY"
    operation: ALL
    resource: "org.acme.mynetwork.*"
    action: ALLOW
}

rule SystemACL {
  description:  "System ACL to permit all access"
  participant: "org.hyperledger.composer.system.Participant"
  operation: ALL
  resource: "org.hyperledger.composer.system.**"
  action: ALLOW
}

↑デフォルトで全参加者にリソースへのアクセス権を与えるという内容です。


ではここまでに定義した models/sample.cto, lib/sample.js, permissions.acl の内容でビジネスネットワークをビルドします:
$ cd ~/work/my-network
$ npm install

このコマンドが成功すると、 my-network/dist フォルダ内に my-network.bna ファイルが生成されます。このファイルと Hyperledger Composer を使って Hyperledger Fabric v1.0 に同ビジネスネットワークをデプロイします:
$ cd dist
$ composer network deploy -a my-network.bna -p hlfv1 -i PeerAdmin -s randomString

デプロイが成功しているかどうかは以下の ping コマンドで確認できます:
$ composer network ping -n my-network -p hlfv1 -i admin -s adminpw

ここまでの作業でビジネスネットワークを定義し、Hyperledger Fabric v1.0 上にデプロイすることができました。最後にこのビジネスネットワークを Web API 化して HTTP クライアントから REST でアクセスできるようにします。 そのためには composer-rest-server というツールを使います。composer-rest-server は npm を使ってインストールします:
$ sudo npm install -g composer-rest-server

composer-rest-server の使い方は REST API 化したい Hyperledger Composer プロジェクト上でコマンド実行するだけです:
$ cd ~/work/my-network
$ composer-rest-server

すると Hyperledger-Composer ロゴが現れ、知る人ぞ知る Strongloop loopback のようなインターフェースでのプロパティ指定画面になります:
2017081401


質問内容に以下のように答えます:
 Fabric Connection Profile Name: hlfv1
 Business Network Identifier: my-network
 Fabric username: admin
 secret: adminpw
 namespaces: never use namespaces
 (ここから下はデフォルトのまま)
 REST API to be secured: No
 event publication over WebSockets: Yes
 TLS security: No
2017081402


すると上記画面のように http://(IPアドレス):3000/explorer と表示されます。ウェブブラウザでこの URL にアクセスすると、(これも知る人ぞ知る StrongLoop Loopback のような)定義したビジネスネットワークに REST API でアクセスするための Open API ドキュメントが表示されます:
2017081403


この画面からは定義した Commodity や Trader, Trade といった asset, perticipant, transaction を読み書き実行するための各 API を展開したり、
2017081404


実際にパラメータを指定して実行したりすることもできます:
2017081405


この方法であればブロックチェーンにあまり詳しくないデベロッパーでも REST API で利用できるので非常に便利といえます。

 

オープンソースのブロックチェーン環境である Hyperledger Fabric 用のフレームワークとして Hyperledger Composer が提供されています:
https://hyperledger.github.io/composer/

この Composer (と Hyperledger Fabric)を使うことでブロックチェーンアプリケーションおよびビジネスネットワークを比較的簡単に作れるようになる、というものです。

この Composer を実際に動かして体験できるサービス(Hyperledger Composer Playground)がオンライン上で公開されているので使ってみました。以下はオンライン版の Composer Playground でも、ローカル版の Composer でも同じように実行できます。なお、Composer をローカル環境に導入する場合の手順は以下を参考にしてください:
Hyperledger Composer フレームワークをインストールする


では実際に Composer を使ってみましょう。まずは Hyperledger Composer Playground にアクセスします。オンライン版であれば、http://composer-playground.mybluemix.net/editor に、ローカル環境にインストールした場合であれば composer.sh を実行後に http://localhost:8080/ にアクセスします:
2017080401


このサービスを以前に使ったことがある場合はローカルストレージに以前の情報が記憶されて残っています。初めから体験し直したい場合は、ブラウザのコンソールで
> localStorage.clear()
と実行してから以下を続けてください。


Composer Playground 起動画面の "Let's Blockchain!" と書かれたボタンをクリックしてダイアログを消すと、このような初期画面になります:
2017080402


Composer では Model, Script, ACL の3つを定義してブロックチェーン上のアプリケーション(というか挙動)を定義します。この Composer Playground はサンプルをベースにこれらを改良して、実際にデプロイして動かすことができるオンラインサービスです。

では実際にサンプルを改良してシンプルなトレードアプリを作ってみましょう。まずは Model を変更してみます。画面左で "Model File models/sample.cto" と書かれた箇所をクリックして選択します。するとこのファイルの内容が画面右のエディタで表示されます:
2017080403


画面右はエディタになっているので編集可能です。デフォルトの中身を全て消し、代わりに以下の内容を(コピペなどで)入力します:
/**
 * My commodity trading network
 */
namespace org.acme.mynetwork
asset Commodity identified by tradingSymbol {
    o String tradingSymbol
    o String description
    o String mainExchange
    o Double quantity
    --> Trader owner
}
participant Trader identified by tradeId {
    o String tradeId
    o String firstName
    o String lastName
}
transaction Trade {
    --> Commodity commodity
    --> Trader newOwner
}

※入力直後に画面が以下のようになり、他のファイルでエラーが発生します。これは Model が変更になって、その Model に合わない内容が Script や ACL に設定されているためのエラーです。このエラーはこの後で修正していきます:
2017080404


※またエディタ内で編集した内容は自動的に保存されるようになっていますが、うまく働かないこともあるようです。その場合は Ctrl+S を実行して強制保存してください。環境によっては画面に HTML の保存ダイアログが出てしまうこともありますが、そちらはキャンセルしてください。


namespace (org.acme.mynetwork) を定義した上で、"Commodity" という asset 1つ(id は tradingSymbol)、"Trader" という participant 1つ(id は tradeId)、そして "Trade" という transaction 1つを定義しています。Model ではこのように取り扱うオブジェクトを asset 、取り扱う人(ネットワーク参加者)を participant、実行する処理を transaction と呼び、これらをまとめて定義するのが Model です。

では次にこの Model に合うように Script を変更します。画面左の "Script File lib/sample.js" と書かれた部分をクリックし、画面右のエディタで以下の内容に書き換えます:
2017080405
/**
 * Track the trade of a commodity from one trader to another
 * @param {org.acme.mynetwork.Trade} trade - the trade to be processed
 * @transaction
 */
function tradeCommodity(trade) {
    trade.commodity.owner = trade.newOwner;
    return getAssetRegistry('org.acme.mynetwork.Commodity')
        .then(function (assetRegistry) {
            return assetRegistry.update(trade.commodity);
        });
}

このスクリプトでは tradeCommodity という関数1つだけが定義されており、パラメータ内変数の書き換えを行った後でレジストリを取り出し、内容を書き換える、という処理を行っています。

最後に ACL を変更します。同様にして画面左の "Access Control permissions.acl" と書かれた箇所をクリックし、画面右のエディタで以下の内容に編集します:
2017080406
/**
 * Access control rules for mynetwork
 */
rule Default {
    description: "Allow all participants access to all resources"
    participant: "ANY"
    operation: ALL
    resource: "org.acme.mynetwork.*"
    action: ALLOW
}

rule SystemACL {
  description:  "System ACL to permit all access"
  participant: "org.hyperledger.composer.system.Participant"
  operation: ALL
  resource: "org.hyperledger.composer.system.**"
  action: ALLOW
}

↑デフォルトで全参加者にリソースへのアクセス権を与えるというシンプルな内容です。

ではここまでの変更内容を実際のブロックチェーンに反映させてみます。画面左下の "Deploy" ボタンをクリックします:
2017080401


画面右上に "Deploy Successful" と表示されればデプロイは成功です。これだけで定義した内容が Blockchain に反映されました、簡単ですね:
2017080403


Hyperledger Composer ではブロックチェーン上での動作確認を行うことも可能です。デプロイ後に "test" と書かれたタブを選択します。まずは Perticipant を登録してみましょう。画面左で "Trader" と書かれた箇所をクリック(※)し、画面右上の "+ Create New Participant" と書かれたボタンをクリックします:
2017080402


※画面内に "Trader" という表示が出てこなくて、"SampleParticipant" という表示しか出てこない場合は変更が画面に反映されていない状態であることを意味しています。その場合は強制的に更新するため、一度 "Define" タブに戻って、定義内容を "Export" し、エクスポートした .bna ファイルを "Import" し直してください。これで強制的に更新を行うので "Trader" が表示されるようになるはずです:
2017080401



テキスト入力のダイアログが開くので、以下の内容を入力して "Create New" ボタンをクリックします:
2017080403
{
  "$class": "org.acme.mynetwork.Trader",
  "tradeId": "TRADER1",
  "firstName": "Jenny",
  "lastName": "Jones"
}

入力した Trader が登録されます:
2017080404


同じ作業を繰り返して、以下の Trader も登録し、2つの Trader が Participant として登録されている状態にします:
{
  "$class": "org.acme.mynetwork.Trader",
  "tradeId": "TRADER2",
  "firstName": "Amy",
  "lastName": "Williams"
}

2017080405


同様にして asset である Commodity を作成します。"Commodity" が選択された状態で "+ Create New Asset" ボタンをクリックします:
2017080401


以下の内容を入力して "Create New" ボタンをクリックし、TRADER1(Jenny)の asset "ABC" を登録します:
2017080402
{
  "$class": "org.acme.mynetwork.Commodity",
  "tradingSymbol": "ABC",
  "description": "Test commodity",
  "mainExchange": "Euronext",
  "quantity": 72.297,
  "owner": "resource:org.acme.mynetwork.Trader#TRADER1"
}

この状態で "Submit Transaction" ボタンをクリックして、トランザクションを1つ実行してみましょう:
2017080403


トランザクションの内容は先程登録した TRADER1(Jenny) の Commodity アセット(ABC)の持ち主を TRADER2(Amy) に変更する、というものとします("Submit" をクリックするとトランザクションが実行されます):
2017080404
{
  "$class": "org.acme.mynetwork.Trade",
  "commodity": "resource:org.acme.mynetwork.Commodity#ABC",
  "newOwner": "resource:org.acme.mynetwork.Trader#TRADER2"
}

トランザクション実行後、"All Transactions" にはブロックチェーン上で実行されたトランザクションが記録されます:
2017080405


また、Assets 一覧を見ると、先程 TRADER1 の所有物として登録された Commodity "ABC" の持ち主が TRADER2 に変更されたことが確認できます:
2017080406


このように Composer を使うと、ブロックチェーン上で定義すべき参加者の種類、アセットの種類、アクセス権が簡単に定義できるだけでなく、試験的にデプロイしてトランザクションを発生させた上で動作を確認することが(REST API を呼んだり、プログラミングしたりしなくても)簡単に行えるようになります。


なお、上記で紹介している内容は以下のページを参考に日本語訳と解説を加えたものです。詳しくはこちらも参照ください:
https://hyperledger.github.io/composer/tutorials/playground-guide.html
 

オープンソースのブロックチェーン環境である Hyperledger Fabric に待望の V1.0 がリリースされ、同時に初の公式版リリースとなりました:
http://hyperledger-fabric.readthedocs.io/en/latest/releases.html


オープンソースなので、(前提環境さえあれば)誰でも同環境をダウンロードして構築することができます。というわけで、以下ではその導入手順を紹介します。

【前提環境】
まず前提として以下の環境が必要になります:
 Docker: 17.x for Linux or Mac OS X
 Docker-Compose
 Node.js V6.x(V8.x は未対応)

Docker は 17.x であればプラットフォームは問いません。自分は Ubuntu 14.04 および Mac OS X で確認しました。

今回紹介する方法では Fabric Composer のコマンドラインインターフェースを使って環境セットアップを行います。この Fabric Composer コマンドラインインターフェース(composer-cli)の導入前提として Node.js 環境が必要です。なお Node.js V6.x を用意してください、V8.x には未対応です。

【Hyperledger Fabric コマンドラインインターフェースを導入】
Node.js と同時に導入する npm を使って composer-cli をインストールします:
$ sudo npm install -g composer-cli
※Node.js V8.x だとここでコケます。Node.js V6 環境で行ってください。


【Hyperledger Fabric サポートツールを導入】
Hyperledger Fabric V1.0 環境を docker 内に構築するためのツールをダウンロード&展開します。以下の例では fabric というフォルダを作ってその中にダウンロード&展開していますが、ここは作業用ディレクトリなので任意の空フォルダで構いません:
$ mkdir fabric (作業用フォルダ)
$ cd fabric
$ curl -O https://raw.githubusercontent.com/hyperledger/composer-tools/master/packages/fabric-dev-servers/fabric-dev-servers.zip
$ unzip fabric-dev-servers.zip

【サポートツールを使って Hyperledger Fabric V1.0 環境を導入】

展開したサポートツールを使って Hyperledger Fabric V1.0 (の docker イメージ)をダウンロードして、実行します(docker サービスが稼働している必要があります):
$ ./downloadFabric.sh
$ ./startFabric.sh

ここまでの作業で Hyperledger Fabric V1.0 が起動しました! docker コマンドでこの時点での稼働サーバーの(プロセスの)様子を確認します(青字が出力内容):
$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                                     COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                                            NAMES
d2561aba32f0        hyperledger/fabric-peer:x86_64-1.0.0      "peer node start -..."   22 minutes ago      Up 22 minutes       0.0.0.0:7051->7051/tcp, 0.0.0.0:7053->7053/tcp   peer0.org1.example.com
b189b5837328        hyperledger/fabric-couchdb:x86_64-1.0.0   "tini -- /docker-e..."   22 minutes ago      Up 22 minutes       4369/tcp, 9100/tcp, 0.0.0.0:5984->5984/tcp       couchdb
5dc8e344f9f3        hyperledger/fabric-ca:x86_64-1.0.0        "sh -c 'fabric-ca-..."   22 minutes ago      Up 22 minutes       0.0.0.0:7054->7054/tcp                           ca.org1.example.com
5552ed31eb7d        hyperledger/fabric-orderer:x86_64-1.0.0   "orderer"                22 minutes ago      Up 22 minutes       0.0.0.0:7050->7050/tcp                           orderer.example.com

1つのピア(peer0.org1.example.com)や、CA、CouchDB(Cloudant) などが docker 上で稼働していることが確認できました。


【デフォルトプロファイルの作成】
最後に Composer を使ってデフォルトのプロファイルを作成します。これもサポートツールを使って実行します:
$ ./createComposerProfile.sh

【Hyperledger Fabric V1.0 の停止】
サービスを停止する場合もサポートツールで用意されているコマンドを使います:
$ ./stopFabric.sh

このコマンドを実行した後に再度 docker プロセスを確認すると、先程まで動いていたサーバーが止まっていることが確認できます:
$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                                     COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                                            NAMES


というわけで、Docker (+Docker Compose) 環境があれば簡単に Hyperledger Fabric V1.0 が動かせるようになりました!

ここまでの内容だと、単に Hyperledger Fabric v1.0 を使ったブロックチェーンのネットワークを動かすまでの説明であって、UIとかで動いている様子を見れるわけではないのでちとわかりにくい部分があるかもしれません。そのあたりやアプリケーション開発に関してはおいおいと。。


話題(?)のブロックチェーンを小型コンピュータであるラズベリーパイ(以下、「ラズパイ」)から操作する、ということに挑戦してみました。


まずは操作の対象となるブロックチェーン環境を用意します。今回は IBM のクラウドプラットフォームである IBM Bluemix から提供されているマネージドハイパーレジャー環境である IBM Blockchain サービスを使うことにします(2017/Jun/04 現在では HyperLedger Fabric v0.6 と v1.0 がベータ提供されています)。IBM Bluemix アカウントが必要になりますが、30日間無料試用も用意されているので、必要に応じてアカウントを取得してください。

IBM Bluemix にログイン後、米国南部データセンターになっていることを確認し、「サービスの作成」をクリックします:
2017060404


そして「アプリケーション・サービス」カテゴリ内にある "Blockchain" を探してクリック:
2017060405


利用する Blockchain の種類をプランから選択します。今回は無料の "Starter Developer plan(beta)" を選択します。ちなみにこのプランの場合、Hyperledger Fabric は v0.6 を使うことになり、4つのブロックチェーンピアが作成されます。最後に「作成」ボタンをクリック:
2017060406


しばらく待つと IBM Blockchain サービスが起動します。ここでダッシュボードに移動することもできますが、この後で利用する情報を先に取得しておきます。左ペインの「サービス資格情報」を選択:
2017060407


サービス資格情報から「資格情報の表示」をクリックして、表示される JSON テキストを全てコピーしておきます(この後、ラズパイ内で使います):
2017060408


改めて「管理」タブを選択し、「ダッシュボードを起動」ボタンをクリックして、ダッシュボード画面に切り替えておきましょう:
2017060409


IBM Blockchain のダッシュボード画面が表示されます。4つのピアが動いていますが、この時点ではまだチェーンコードは作られていないことが確認できます。これでブロックチェーン側の準備は完了です:
2017060401


では続けてラズパイ側の準備に取り掛かります。以下はラズパイ上での作業です(僕の検証では3Bを使いました)。ラズパイにはネットワークのセットアップが済んだ Raspbian Jessie を用意し、そこに Hyperledger Fabric Node SDK ごとサンプルコードを導入してデモアプリケーションを動かします。というわけでまずは Node.js と npm を用意します。まずはこのドキュメント内にあるように、Node.js v6.2.x ~ v6.10.x のバージョンの環境を用意します(以下は v6.10.3 の例です。v7.x は未対応):
$ sudo apt-get install -y nodejs npm
$ sudo npm cache clean
$ sudo npm install n -g
$ sudo n v6.10.3
$ node -v
v6.10.3  <- v6.10.3 の導入が完了

続けて npm を最新版(以下の例では v5.0.2)に更新します:
$ sudo npm update -g npm
$ sudo npm outdated -g
$ npm -v
v5.0.2  <- v5.0.2 の導入が完了

git でデモアプリをダウンロードし、必要なライブラリをインストールします:
$ git clone https://github.com/IBM-Blockchain/SDK-Demo.git
$ cd SDK-Demo
$ npm install

ダウンロードしたデモアプリの中(直下のディレクトリ)にある ServiceCredentials.json ファイルの中身を、上記でコピーしたサービス資格情報の JSON テキストの中身で全て書き換えます:
{
  "peers": [
    {
      "discovery_host": ******

      :
      :
"cert_path": "/certs/peer/cert.pem" }

これでラズパイ側の準備も完了しました。後は以下のコマンドを実行して、デモアプリを実行します:
$ node helloblockchain.js

以下のようにコマンドが次々を流れていきます。実際にはこの中でチェーンコードの初期化や、初期データ入力、データ変更などが行われています。最後に "Successfully ****" というメッセージがいくつか表示されていればコマンドは成功です:

2017060403


この最後のメッセージについて補足します。この helloblockchain.js ではチェーンコード初期化などの作業を行った後に「"a" という入れ物に 100 、"b" という入れ物に 200 のデータを保存」します(ここまでが初期化)。そして「"a" から "b" へ 10 移動」するようなトランザクションが実行されます(なのでここまでの処理が完了すると "a" に 90 、"b" に 210 入っている状態になるはずです)。最後に「"a" の値を取り出す」処理が実行されます。その辺りの様子が以下のメッセージから分かります("a" が 90 になっています):
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  :
Chaincode ID : XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Successfully deployed chaincode: request={"fcn":"init","args":["a","100","b","200"],"chaincodePath":"chaincode","certificatePath":"/certs/peer/cert.pem"}, response={"uuid":"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX","chaincodeID":"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"}

Successfully submitted chaincode invoke transaction: request={"chaincodeID":"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX","fcn":"invoke","args":["a","b","10"]}, response={"uuid":"zzzzzzzz-zzzz-zzzz-zzzz-zzzzzzzzzzzz"}

Successfully completed chaincode invoke transaction: request={"chaincodeID":"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX","fcn":"invoke","args":["a","b","10"]}, response={"result":"Tx zzzzzzzz-zzzz-zzzz-zzzz-zzzzzzzzzzzz complete"}
Custom event received, payload: "Event Counter is 1"


Successfully queried  chaincode function: request={"chaincodeID":"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX","fcn":"query","args":["a"]}, value=90


※↑数値の移動は Submit して Complete しているのが別行で表示されているので、全部で4行表示されています。


なお初期化部分は最初の1回しか実行されないため、この helloblockchain.js を何度か実行すると、"a" の値が 10 ずつ減っていく様子がわかります:
$ node helloblockchain.js

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Successfully queried  chaincode function: request={"chaincodeID":"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX","fcn":"query","args":["a"]}, value=80

$ node helloblockchain.js

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  :
Successfully queried  chaincode function: request={"chaincodeID":"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX","fcn":"query","args":["a"]}, value=70


また、これらの処理を実行すると、ダッシュボード上からもチェーンコードが生成されて、実行されている様子が確認できます(初期状態だと画面更新が3分ごとなので、画面に反映されるまで少し時間がかかるかもしれません):
2017060402


まだ環境の一部がベータ版だったりする状態ではありますが、今やラズパイでもブロックチェーンが動くようになったんですねー。

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