Hyperledger fabric介绍（五）——安全和权限控制

安全性和权限控制是Hyperledger Fabric网络中至关重要的方面，用于确保网络和数据的机密性、完整性和可用性。

1.访问控制规则

Hyperledger Fabric使用访问控制规则来限制对网络资源和操作的访问。这些规则定义了谁可以执行哪些操作以及在网络中的哪些资源上执行这些操作。通过定义策略文件，可以控制对通道、链码和其他网络资源的访问权限。

2.身份验证和授权

Hyperledger Fabric使用数字证书来识别和验证网络参与者的身份。每个参与者都有一个唯一的数字证书，用于证明其身份和权限。证书颁发机构（CA）负责生成和管理这些证书。通过验证证书的有效性，可以确保只有经过身份验证和授权的参与者可以参与到网络中。

3.通道隔离和隐私性

Hyperledger Fabric支持通道的概念，可以将网络中的参与者限制在特定的通道范围内进行交互。每个通道都有自己的账本和链码，因此可以实现不同组织之间的数据隔离和权限控制。只有被授权的参与者才能访问和执行特定通道上的操作。

4.交易背书策略

在Hyperledger Fabric中，交易需要经过背书阶段，以确保交易的合法性和正确性。背书策略定义了哪些参与者（称为背书人）需要对交易进行背书。背书人会对交易进行评估和执行，验证交易的有效性和满足业务逻辑。只有在满足背书策略的情况下，交易才会被认可并提交到账本中。

5.机密性和加密

Hyperledger Fabric使用加密算法来保护数据的机密性。交易和通信中的数据可以使用对称加密或非对称加密进行加密。对称加密用于在参与者之间的通信中加密数据，而非对称加密用于保护交易的隐私性，以确保只有相关参与者才能查看交易的详细信息。

6.审计和日志

Hyperledger Fabric提供了详细的审计和日志功能。这些日志记录了网络中发生的所有重要事件和操作，包括交易提交、链码调用和配置更改等。审计和日志可以帮助进行故障排除、安全审计和合规性验证。

7.节点身份

在Hyperledger Fabric网络中，每个节点都有一个身份。节点身份由数字证书表示，并由证书颁发机构（CA）签发和管理。节点身份确定了节点在网络中的角色和权限。节点可以是Peer节点、Orderer节点或证书颁发机构（CA）节点。

8.通道配置策略

通道配置策略定义了在通道上进行配置更改所需的批准数。这些配置更改可以包括添加或删除Peer节点、更新链码定义、修改背书策略等。通过配置策略，可以确保只有足够数量的批准者批准配置更改，从而保护网络的一致性和安全性。

9.密钥管理

Hyperledger Fabric使用加密算法来保护网络中的数据和通信。密钥管理是确保密钥的安全生成、存储和使用的过程。密钥管理的关键任务包括生成和分发加密密钥对、确保密钥的机密性和完整性，以及定期更换密钥以提高安全性。

    Hyperledger Fabric中用于密钥管理的关键实践：

1）密钥生成

    在Hyperledger Fabric中，密钥生成是一个重要的步骤。通常使用密码学安全的随机数生成器生成密钥对。生成的密钥对由公钥和私钥组成，其中公钥用于加密和验证签名，私钥用于解密和签名。

2）密钥存储

    一旦生成密钥对，就需要安全地存储它们。Hyperledger Fabric使用密钥库（KeyStore）来存储密钥对和相关证书。密钥库应该配置为只允许授权的实体访问，以防止未经授权的访问和泄露。

3）密钥保护

    为了确保密钥的安全性，应该采取相应的措施来保护存储在密钥库中的密钥。这可以包括使用访问控制机制限制对密钥库的访问，使用密码保护密钥库本身，以及定期更换密钥对以减少密钥被破解的风险。

4）密钥使用

    Hyperledger Fabric确保密钥的完整性和安全性的一个关键方面是限制对密钥的使用。只有经过身份验证和授权的实体才能使用密钥对进行加密、解密、签名和验证。通过身份验证和访问控制规则，可以确保只有授权的实体才能使用密钥进行加密和解密操作。

5）密钥轮换

    为了进一步提高密钥的安全性，密钥轮换是一个重要的实践。定期更换密钥对可以减少密钥被破解的风险。在密钥轮换过程中，新的密钥对会生成并分发给相关的实体，从而确保网络中使用的密钥始终是最新的。

6）密钥备份和恢复

    为了应对密钥丢失或损坏的情况，应该建立密钥备份和恢复机制。密钥备份可以通过将密钥库复制到安全的存储介质中来实现，而密钥恢复则可以通过从备份中恢复密钥库来实现。

注：可以询问度娘密码学（可待博主后续更新）

10.安全通信

Hyperledger Fabric使用Transport Layer Security（TLS）协议来保护节点之间的通信。TLS提供了加密和认证机制，确保通信的机密性和完整性。在Fabric网络中，节点之间的所有通信都应该使用TLS进行加密，以防止数据被窃取或篡改。

11.链码安全性

链码是Hyperledger Fabric中智能合约的实现。为保证链码的安全性，需要进行链码的代码审计和验证。应该确保链码的逻辑正确性，防止恶意代码的注入和漏洞的利用。此外，链码的部署和升级应该经过身份验证和授权的节点进行。

12.审计和合规性

Hyperledger Fabric提供了审计和合规性的功能，以便进行监测和验证网络操作的合规性。审计日志记录了网络中发生的所有重要事件和操作，可以用于安全审计和合规性验证。此外，可以通过配置监控工具来实时监测网络的运行状态和安全性。

Hyperledger Fabric的审计日志可以用于以下几个目的：

    安全审计：审计日志记录了Hyperledger Fabric网络中发生的所有重要事件和操作，包括交易提交、链码调用、配置更改等。通过审计日志，可以对网络中的安全事件进行审查和调查，以便检测潜在的安全威胁和异常行为。安全审计可以帮助发现和防止未经授权的访问、恶意行为和数据篡改等安全漏洞。

    合规性验证：审计日志提供了对Hyperledger Fabric网络操作的完整记录。这对于验证网络操作是否符合内部规定、法规要求和合规性标准非常重要。审计日志可以用于跟踪和验证合规性要求的履行情况，例如数据保护法规、金融行业合规标准等。通过检查和分析审计日志，可以确保网络的操作符合合规性要求，并提供证据以供审计目的使用。

    故障排除和问题追踪：审计日志是进行故障排除和问题追踪的重要工具。当在Hyperledger Fabric网络中发生错误或问题时，审计日志可以提供有关事件发生的详细信息，帮助定位问题的根本原因。通过分析审计日志，可以检查交易处理过程中的错误、通信问题、链码执行问题等，以便进行适当的修复和改进。

    性能分析和优化：审计日志可以提供对Hyperledger Fabric网络性能的洞察。通过分析日志中的事件和操作，可以评估网络的吞吐量、延迟、资源利用率等性能指标。这有助于发现性能瓶颈和优化机会。通过审计日志，可以确定交易处理的瓶颈、链码执行的效率问题以及节点资源的使用情况，从而进行必要的优化措施。

    基于数据分析和决策支持：审计日志提供了对Hyperledger Fabric网络中数据和交易的全面视图。这些日志可以用于进行数据分析和挖掘，以了解网络的使用情况、业务趋势和参与者行为。通过对审计日志进行分析，可以发现隐藏的模式、异常行为和业务洞察，为决策制定和业务优化提供支持。

13.约束规则

Hyperledger Fabric允许定义约束规则来限制智能合约的操作。通过约束规则，可以强制执行特定的业务逻辑和规则，以确保只有合规的交易被提交到账本中。这些约束规则可以在链码中定义，并在背书和验证阶段进行检查。