Hyperledger Sawtooth实战：区块链开发环境搭建

# 1. 介绍

## 什么是Hyperledger Sawtooth

Hyperledger Sawtooth是一个面向企业级应用的开源区块链框架，它提供了一个可扩展的、模块化的、可定制的体系结构，能够满足各种不同的业务需求。Sawtooth支持多种类型的智能合约语言，包括Solidity、Go和Python，这使得开发人员可以根据自己的喜好和需求选择合适的语言来编写智能合约。

Sawtooth的设计理念之一是模块化的架构，它允许开发者可以灵活地替换或添加不同的组件，以满足特定的区块链应用需求。这种灵活性使得Sawtooth成为了企业级区块链解决方案中备受青睐的选择。

## 区块链开发环境的重要性

搭建一个稳定、可靠的区块链开发环境对于开发区块链应用来说至关重要。合适的开发环境可以帮助开发者快速搭建区块链网络、部署智能合约，以及进行测试和调试。此外，一个良好的开发环境还可以提高开发效率，并降低开发过程中的出错概率。因此，深入了解和熟练掌握区块链开发环境的搭建是区块链开发者必备的技能之一。

# 2. 准备工作

在进行Hyperledger Sawtooth区块链开发之前，首先需要进行一些准备工作，包括了解所需软件和硬件要求，以及下载和安装必要的软件。

#### 了解所需软件和硬件要求
在开始之前，确保你的系统符合以下软件和硬件要求：

- 操作系统：Linux（推荐的开发环境）、MacOS 或 Windows
- 内存：建议至少 4GB
- CPU：双核以上
- 存储：至少 30GB 可用空间
- 软件：Docker、Docker Compose、Python

#### 下载和安装必要的软件
1. Docker 和 Docker Compose：这两个工具用于方便地创建、部署和运行应用程序。你可以在 Docker 官方网站（https://www.docker.com/get-started）上找到适用于不同操作系统的安装指南。

2. Python：虽然 Hyperledger Sawtooth 支持多种编程语言，但官方推荐使用 Python 进行开发。你可以在 Python 官方网站（https://www.python.org/downloads/）上找到适用于不同操作系统的 Python 安装包。

安装上述软件后，你的开发环境就已经准备好了。接下来，我们将深入介绍如何安装和配置 Docker 和 Docker Compose。

# 3. 安装Docker和Docker Compose

在搭建Hyperledger Sawtooth的开发环境前，我们需要先安装和配置Docker和Docker Compose。Docker是一个开源的容器化平台，它可以帮助我们轻松地部署和运行应用程序。而Docker Compose则是用于定义和运行多个容器的工具。

### 3.1 介绍Docker和Docker Compose

- Docker的优势：
- 轻松打包和交付应用程序及其依赖
- 可移植性，运行在任何地方
- 隔离性和安全性，每个容器都是独立的
- 效率，与传统虚拟机相比，启动和停止容器更快速

- Docker Compose的功能：
- 使用YAML文件定义一个多容器的应用
- 启动、停止和重新构建整个应用
- 自动化设置网络和服务之间的连接

### 3.2 安装和配置Docker和Docker Compose

首先，确保你的操作系统能够正确安装和运行Docker和Docker Compose。以下是一些常用操作系统的安装方法：

- 对于Ubuntu系统，使用以下命令安装Docker：

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install docker.io

安装完毕后，验证Docker是否成功安装：

$ docker --version

然后，安装Docker Compose。使用以下命令下载Docker Compose二进制文件：

$ sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/{VERSION}/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

替换`{VERSION}`为你要安装的Docker Compose的版本号。然后，给二进制文件添加执行权限：

$ sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

验证Docker Compose是否成功安装：

$ docker-compose --version

现在，Docker和Docker Compose已经成功安装和配置好了。在后续的步骤中，我们将使用它们来搭建Hyperledger Sawtooth网络。

# 4. 搭建Sawtooth网络

在本章节中，我们将学习如何搭建Hyperledger Sawtooth网络。首先，我们需要创建一个Sawtooth网络，在该网络中配置和启动Sawtooth组件。接下来，我们将部署智能合约到Sawtooth网络中。

#### 4.1 创建一个Sawtooth网络

要创建一个Sawtooth网络，我们需要下载并安装特定版本的Sawtooth软件包。以下是创建Sawtooth网络的步骤：

1. 下载Sawtooth软件包：
- 访问Hyperledger Sawtooth官方网站：[https://www.hyperledger.org/projects/sawtooth](https://www.hyperledger.org/projects/sawtooth)
- 在下载页面中选择适合您系统的软件包版本并下载

2. 安装Sawtooth软件包：
- 解压下载的软件包
- 根据文档提供的指南，按照所使用的操作系统进行安装步骤

#### 4.2 配置和启动Sawtooth组件

完成Sawtooth软件的安装后，我们需要配置和启动Sawtooth网络中的组件。以下是配置和启动的一般步骤：

1. 配置Sawtooth节点：
- 打开Sawtooth软件包中的配置文件，并根据需求进行必要的修改。配置文件通常位于`sawtooth-core/config`目录下
- 配置文件中包含了节点的身份验证和网络连接等信息，确保根据实际情况进行配置

2. 启动Sawtooth节点：
- 打开终端或命令提示符，导航至Sawtooth软件包的根目录
- 运行以下命令启动Sawtooth节点：`./bin/sawtooth-validator -vv`
- 观察终端输出，确保节点启动成功

3. 配置和启动Sawtooth REST API：
- 打开终端或命令提示符，导航至Sawtooth软件包的根目录
- 运行以下命令启动Sawtooth REST API：`./bin/sawtooth-rest-api -v`
- 观察终端输出，确保REST API启动成功

4. 配置和启动Sawtooth Transaction Processor：
- 打开终端或命令提示符，导航至Sawtooth软件包的根目录
- 运行以下命令启动Sawtooth Transaction Processor：`./bin/sawtooth-tp-python -v -M sawtooth.<processor_name>.<module>`
- 替换`<processor_name>`为您要使用的处理器的名称，`<module>`为处理器的Python模块名称
- 观察终端输出，确保Transaction Processor启动成功

完成以上步骤后，您已成功配置和启动了Sawtooth网络中的组件。

在下一章节中，我们将学习如何部署智能合约到Sawtooth网络中。

# 5. 运行和测试

在这一步中，我们将会运行我们搭建的Sawtooth网络，并使用API来测试我们部署的智能合约功能。

#### 1. 运行Sawtooth网络

首先，我们需要使用Docker Compose来启动Sawtooth网络。在命令行中进入Sawtooth网络的目录，并使用以下命令启动网络：

docker-compose up

这将会启动Sawtooth网络中的所有组件，包括validator节点、rest-api和Sawtooth CLI等。一旦网络成功启动，我们可以进行智能合约的测试工作。

#### 2. 使用API测试智能合约功能

Sawtooth提供了一组RESTful API，我们可以使用这些API来与智能合约进行交互。我们可以使用curl或者其他HTTP客户端来发起HTTP请求。

下面是一个使用curl来调用Sawtooth REST API的示例：

# 创建一个新的交易
curl -X POST http://localhost:8008/batches -d @transaction_batch
# 查询交易状态
curl http://localhost:8008/batch_statuses?id=transaction_id
# 查询某个资源的状态
curl http://localhost:8008/state/address
# 查询区块链信息
curl http://localhost:8008/blocks

通过调用这些API，我们可以测试智能合约的功能，包括创建交易、查询交易状态、查询资源状态以及查询区块链信息等。

### 结论

通过本步骤的操作，我们成功地运行了Sawtooth网络，并使用API进行了智能合约功能的测试。这些步骤为开发者提供了一个实践区块链开发的实例，同时也加深了对区块链开发环境搭建的重要性的理解。

# 6. 运行和测试

在完成前面的步骤后，我们已经成功搭建了一个Sawtooth网络并部署了智能合约。现在，我们将学习如何运行这个网络，并使用API测试智能合约的功能。

## 运行Sawtooth网络

首先，我们需要启动之前搭建的Sawtooth网络。在命令行中进入Sawtooth目录，并使用以下命令启动网络：

docker-compose up

这会启动所有的Sawtooth组件，包括validator、rest-api和transaction-processor。在启动过程中，你可以在命令行中看到相关的日志输出。

一旦网络启动成功，你可以在浏览器中输入`http://localhost:8008/blocks`查看区块链的状态。你应该能够看到创世块和其他已经产生的区块。

## 使用API测试智能合约功能

现在，我们可以使用Sawtooth提供的API来测试智能合约的功能。Sawtooth提供了HTTP REST API来与区块链网络进行交互。

我们以一个简单的例子来演示如何使用API调用智能合约。假设我们的智能合约是一个简单的计数器，它有两个方法：`increase`和`get`. `increase`方法用于增加计数器的值，`get`方法用于获取计数器的当前值。

我们可以使用curl命令来调用这些API：

# 增加计数器的值
curl -X POST http://localhost:8008/batches -d '{
  "batches": [
    {
      "header": {"batcher_public_key": "你的公钥"},
      "transactions": [
        {
          "header": {"family_name": "counter", "family_version": "1.0", "inputs": ["你的地址"], "outputs": ["你的地址"], "signer_public_key": "你的公钥"},
          "payload": "04" // 调用increase方法
        }
      ]
    }
  ]
}'

# 获取计数器的值
curl -X GET http://localhost:8008/state/你的地址

通过上述命令，你可以通过调用API来增加计数器的值并获取当前的值。你可以根据智能合约的具体功能和方法来调用相应的API。

## 总结

在本篇文章中，我们学习了如何搭建一个Sawtooth网络，并部署智能合约。我们还学习了如何运行网络并使用API测试智能合约功能。

区块链开发环境的搭建对于开发人员来说至关重要。只有在正确配置和运行的环境下，才能顺利进行区块链开发和测试。希望本文对你有帮助，让你能够更好地理解和运用Hyperledger Sawtooth。