Fabric 1.0原始碼分析(24)MSP（成員關係服務提供者）

尹成發表於2018-05-20
原始碼
# Fabric 1.0原始碼筆記 之 MSP（成員關係服務提供者）

## 1、MSP概述

MSP，全稱Membership Service Provider，即成員關係服務提供者，作用為管理Fabric中的眾多參與者。

成員服務提供者（MSP）是一個提供抽象化成員操作框架的元件。
MSP將頒發與校驗證書，以及使用者認證背後的所有密碼學機制與協議都抽象了出來。一個MSP可以自己定義身份，以及身份的管理（身份驗證）與認證（生成與驗證簽名）規則。
一個Hyperledger Fabric區塊鏈網路可以被一個或多個MSP管理。

MSP的核心程式碼在msp目錄下，其他相關程式碼分佈在common/config/msp、protos/msp下。目錄結構如下：

* msp目錄
    * msp.go，定義介面MSP、MSPManager、Identity、SigningIdentity、IdentityDeserializer。
    * mspimpl.go，實現MSP介面，即bccspmsp。
    * mspmgrimpl.go，實現MSPManager介面，即mspManagerImpl。
    * identities.go，實現Identity、SigningIdentity介面，即identity和signingidentity。
    * configbuilder.go，提供讀取證書檔案並將其組裝成MSP等介面所需的資料結構，以及轉換配置結構體（FactoryOpts->MSPConfig）等工具函式。
    * cert.go，證書相關結構體及方法。
    * mgmt目錄
        * mgmt.go，msp相關管理方法實現。
        * principal.go，MSPPrincipalGetter介面及其實現，即localMSPPrincipalGetter。
        * deserializer.go，DeserializersManager介面及其實現，即mspDeserializersManager。
* common/config/msp目錄
    * config.go，定義了MSPConfigHandler及其方法，用於配置MSP和configtx工具。
* protos/msp目錄，msp相關Protocol Buffer原型檔案。

## 2、核心介面定義

IdentityDeserializer為身份反序列化介面，同時被MSP和MSPManger的介面嵌入。定義如下：

```go
type IdentityDeserializer interface {
    DeserializeIdentity(serializedIdentity []byte) (Identity, error)
}
//程式碼在msp/msp.go
```

MSP介面定義：

```go
type MSP interface {
    IdentityDeserializer //需要實現IdentityDeserializer介面
    Setup(config *msp.MSPConfig) error //根據MSPConfig設定MSP例項
    GetType() ProviderType //獲取MSP型別，即FABRIC
    GetIdentifier() (string, error) //獲取MSP名字
    GetDefaultSigningIdentity() (SigningIdentity, error) //獲取預設的簽名身份
    GetTLSRootCerts() [][]byte //獲取TLS根CA證書
    Validate(id Identity) error //校驗身份是否有效
    SatisfiesPrincipal(id Identity, principal *msp.MSPPrincipal) error //驗證給定的身份與principal中所描述的型別是否相匹配
}
//程式碼在msp/msp.go
```

MSPManager介面定義：

```go
type MSPManager interface {
    IdentityDeserializer //需要實現IdentityDeserializer介面
    Setup(msps []MSP) error //用給定的msps填充例項中的mspsMap
    GetMSPs() (map[string]MSP, error) //獲取MSP列表，即mspsMap
}
//程式碼在msp/msp.go
```

Identity介面定義（身份）：

```go
type Identity interface {
    GetIdentifier() *IdentityIdentifier //獲取身份ID
    GetMSPIdentifier() string //獲取MSP ID，即id.Mspid
    Validate() error //校驗身份是否有效，即調取msp.Validate(id)
    GetOrganizationalUnits() []*OUIdentifier //獲取組織單元
    Verify(msg []byte, sig []byte) error //用這個身份校驗訊息簽名
    Serialize() ([]byte, error) //身份序列化
    SatisfiesPrincipal(principal *msp.MSPPrincipal) error //呼叫msp的SatisfiesPrincipal檢查身份與principal中所描述的型別是否匹配
}
//程式碼在msp/msp.go
```

SigningIdentity介面定義（簽名身份）：

```go
type SigningIdentity interface {
    Identity //需要實現Identity介面
    Sign(msg []byte) ([]byte, error) //簽名msg
}
//程式碼在msp/msp.go
```

## 3、MSP介面實現

MSP介面實現，即bccspmsp結構體及方法，bccspmsp定義如下：

```go
type bccspmsp struct {
    rootCerts []Identity //信任的CA證書列表
    intermediateCerts []Identity //信任的中間證書列表
    tlsRootCerts [][]byte //信任的CA TLS 證書列表
    tlsIntermediateCerts [][]byte //信任的中間TLS 證書列表
    certificationTreeInternalNodesMap map[string]bool //待定
    signer SigningIdentity //簽名身份
    admins []Identity //管理身份列表
    bccsp bccsp.BCCSP //加密服務提供者
    name string //MSP名字
    opts *x509.VerifyOptions //MSP成員驗證選項
    CRL []*pkix.CertificateList //證書吊銷列表
    ouIdentifiers map[string][][]byte //組織列表
    cryptoConfig *m.FabricCryptoConfig //加密選項
}
//程式碼在msp/mspimpl.go
```

涉及方法如下：

```go
func NewBccspMsp() (MSP, error) //建立bccsp例項，以及建立並初始化bccspmsp例項
func (msp *bccspmsp) Setup(conf1 *m.MSPConfig) error ////根據MSPConfig設定MSP例項
func (msp *bccspmsp) GetType() ProviderType //獲取MSP型別，即FABRIC
func (msp *bccspmsp) GetIdentifier() (string, error) //獲取MSP名字
func (msp *bccspmsp) GetTLSRootCerts() [][]byte //獲取信任的CA TLS 證書列表msp.tlsRootCerts
func (msp *bccspmsp) GetTLSIntermediateCerts() [][]byte //獲取信任的中間TLS 證書列表msp.tlsIntermediateCerts
func (msp *bccspmsp) GetDefaultSigningIdentity() (SigningIdentity, error) ////獲取預設的簽名身份msp.signer
func (msp *bccspmsp) GetSigningIdentity(identifier *IdentityIdentifier) (SigningIdentity, error) //暫未實現，可忽略
func (msp *bccspmsp) Validate(id Identity) error //校驗身份是否有效，調取msp.validateIdentity(id)實現
func (msp *bccspmsp) DeserializeIdentity(serializedID []byte) (Identity, error) //身份反序列化
func (msp *bccspmsp) SatisfiesPrincipal(id Identity, principal *m.MSPPrincipal) error //驗證給定的身份與principal中所描述的型別是否相匹配
//程式碼在msp/mspimpl.go
```

func (msp *bccspmsp) Setup(conf1 *m.MSPConfig) error程式碼如下：

```go
conf := &m.FabricMSPConfig{}
err := proto.Unmarshal(conf1.Config, conf) //將conf1.Config []byte解碼為FabricMSPConfig
msp.name = conf.Name
err := msp.setupCrypto(conf) //設定加密選項msp.cryptoConfig
err := msp.setupCAs(conf) //設定MSP成員驗證選項msp.opts，並新增信任的CA證書msp.rootCerts和信任的中間證書msp.intermediateCerts
err := msp.setupAdmins(conf) //設定管理身份列表msp.admins
err := msp.setupCRLs(conf) //設定證書吊銷列表msp.CRL
err := msp.finalizeSetupCAs(conf); err != nil //設定msp.certificationTreeInternalNodesMap
err := msp.setupSigningIdentity(conf) //設定簽名身份msp.signer
err := msp.setupOUs(conf) //設定組織列表msp.ouIdentifiers
err := msp.setupTLSCAs(conf) //設定並新增信任的CA TLS 證書列表msp.tlsRootCerts，以及信任的CA TLS 證書列表msp.tlsIntermediateCerts
for i, admin := range msp.admins {
    err = admin.Validate() //確保管理員是有效的成員
}
//程式碼在msp/mspimpl.go
```

func (msp *bccspmsp) validateIdentity(id *identity)程式碼如下：

```go
validationChain, err := msp.getCertificationChainForBCCSPIdentity(id) //獲取BCCSP身份認證鏈
err = msp.validateIdentityAgainstChain(id, validationChain) //根據鏈驗證身份
err = msp.validateIdentityOUs(id) //驗證身份中所攜帶的組織資訊有效
//程式碼在msp/mspimpl.go
```

## 4、MSPManager介面實現

結構體定義：

```go
type mspManagerImpl struct {
    mspsMap map[string]MSP //MSP的對映
    up bool //是否正常啟用
}
//程式碼在msp/mspmgrimpl.go
```

方法：

```go
func NewMSPManager() MSPManager //建立mspManagerImpl例項
func (mgr *mspManagerImpl) Setup(msps []MSP) error //將msps裝入mgr.mspsMap
func (mgr *mspManagerImpl) GetMSPs() (map[string]MSP, error) //獲取mgr.mspsMap
func (mgr *mspManagerImpl) DeserializeIdentity(serializedID []byte) (Identity, error) //呼叫msp.DeserializeIdentity()實現身份反序列化
//程式碼在msp/mspmgrimpl.go
```

## 5、Identity、SigningIdentity介面實現

identity結構體定義（身份）：

```go
type identity struct {
    id *IdentityIdentifier //身份識別符號（含Mspid和Id，均為string）
    cert *x509.Certificate //代表身份的x509證書
    pk bccsp.Key //身份公鑰
    msp *bccspmsp //擁有此例項的MSP例項
}
//程式碼在msp/identities.go
```

補充IdentityIdentifier結構體定義（身份識別符號）：

```go
type IdentityIdentifier struct {
    Mspid string //Msp id
    Id string //Id
}
//程式碼在msp/msp.go
```

identity結構體涉及方法如下：

```go
func newIdentity(id *IdentityIdentifier, cert *x509.Certificate, pk bccsp.Key, msp *bccspmsp) (Identity, error) //建立identity例項
func NewSerializedIdentity(mspID string, certPEM []byte) ([]byte, error) //新建身份SerializedIdentity並序列化
func (id *identity) SatisfiesPrincipal(principal *msp.MSPPrincipal) error //呼叫msp的SatisfiesPrincipal檢查身份與principal中所描述的型別是否匹配
func (id *identity) GetIdentifier() *IdentityIdentifier //獲取id.id
func (id *identity) GetMSPIdentifier() string //獲取id.id.Mspid
func (id *identity) Validate() error //調取id.msp.Validate(id)校驗身份是否有效
func (id *identity) GetOrganizationalUnits() []*OUIdentifier //獲取組織單元
func (id *identity) Verify(msg []byte, sig []byte) error //用這個身份校驗訊息簽名
func (id *identity) Serialize() ([]byte, error)//身份序列化
func (id *identity) getHashOpt(hashFamily string) (bccsp.HashOpts, error) //調取bccsp.GetHashOpt
//程式碼在msp/identities.go
```

signingidentity結構體定義（簽名身份）：

```go
type signingidentity struct {
    identity //嵌入identity
    signer crypto.Signer //crypto標準庫中Signer介面
}
//程式碼在msp/identities.go
```

signingidentity結構體涉及方法如下：

```go
//新建signingidentity例項
func newSigningIdentity(id *IdentityIdentifier, cert *x509.Certificate, pk bccsp.Key, signer crypto.Signer, msp *bccspmsp) (SigningIdentity, error)
func (id *signingidentity) Sign(msg []byte) ([]byte, error) //簽名msg
func (id *signingidentity) GetPublicVersion() Identity //獲取id.identity
//程式碼在msp/identities.go
```

## 6、MSPConfig相關結構體及方法

MSPConfig相關結構體定義：
FabricMSPConfig定義與bccspmsp接近，FabricMSPConfig序列化後以[]byte存入MSPConfig.Config中。

```go
type MSPConfig struct {
    Type int32
    Config []byte
}
type FabricMSPConfig struct {
    Name string //MSP名字
    RootCerts [][]byte //信任的CA證書列表
    IntermediateCerts [][]byte //信任的中間證書列表
    Admins [][]byte //管理身份列表
    RevocationList [][]byte //證書吊銷列表
    SigningIdentity *SigningIdentityInfo //簽名身份
    OrganizationalUnitIdentifiers []*FabricOUIdentifier //組織列表
    CryptoConfig *FabricCryptoConfig //加密選項
    TlsRootCerts [][]byte //信任的CA TLS 證書列表
    TlsIntermediateCerts [][]byte //信任的中間TLS 證書列表
}
//程式碼在protos/msp/msp_config.pb.go
```

涉及的方法如下：

```go
func GetLocalMspConfig(dir string, bccspConfig *factory.FactoryOpts, ID string) (*msp.MSPConfig, error) //獲取本地MSP配置
//程式碼在protos/msp/configbuilder.go
```

func GetLocalMspConfig(dir string, bccspConfig *factory.FactoryOpts, ID string) (*msp.MSPConfig, error)實現程式碼如下：
SetupBCCSPKeystoreConfig()核心程式碼為bccspConfig.SwOpts.FileKeystore = &factory.FileKeystoreOpts{KeyStorePath: keystoreDir}，目的是在FileKeystore或KeyStorePath為空時設定預設值。

```go
signcertDir := filepath.Join(dir, signcerts) //signcerts為"signcerts"，signcertDir即/etc/hyperledger/fabric/msp/signcerts/
keystoreDir := filepath.Join(dir, keystore) //keystore為"keystore"，keystoreDir即/etc/hyperledger/fabric/msp/keystore/
bccspConfig = SetupBCCSPKeystoreConfig(bccspConfig, keystoreDir) //設定bccspConfig.SwOpts.Ephemeral = false和bccspConfig.SwOpts.FileKeystore = &factory.FileKeystoreOpts{KeyStorePath: keystoreDir}
    //bccspConfig.SwOpts.Ephemeral是否短暫的
err := factory.InitFactories(bccspConfig) //初始化bccsp factory，並建立bccsp例項
signcert, err := getPemMaterialFromDir(signcertDir) //讀取X.509證書的PEM檔案
sigid := &msp.SigningIdentityInfo{PublicSigner: signcert[0], PrivateSigner: nil} //構造SigningIdentityInfo
return getMspConfig(dir, ID, sigid) //分別讀取cacerts、admincerts、tlscacerts檔案，以及config.yaml中組織資訊，構造msp.FabricMSPConfig，序列化後用於構造msp.MSPConfig
//程式碼在msp/configbuilder.go
```

## 7、mgmt

mgmt涉及方法如下：

```go
func LoadLocalMsp(dir string, bccspConfig *factory.FactoryOpts, mspID string) error //從指定目錄載入本地MSP
func GetLocalMSP() msp.MSP //調取msp.NewBccspMsp()建立bccspmsp例項
func GetLocalSigningIdentityOrPanic() msp.SigningIdentity //GetLocalMSP().GetDefaultSigningIdentity()
//程式碼在msp/mgmt/mgmt.go
```

func LoadLocalMsp(dir string, bccspConfig *factory.FactoryOpts, mspID string) error程式碼如下：

```go
conf, err := msp.GetLocalMspConfig(dir, bccspConfig, mspID) //獲取本地MSP配置，序列化後寫入msp.MSPConfig，即conf
return GetLocalMSP().Setup(conf) //調取msp.NewBccspMsp()建立bccspmsp例項，調取bccspmsp.Setup(conf)解碼conf.Config並設定bccspmsp
//程式碼在msp/mgmt/mgmt.go

```






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