在 IBM Cloud 上创建和部署区块链聊天应用

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2018-11-29

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本文来自于IBM，本文主要介绍了如何使用 Tendermint 和 Lotionjs 轻松将“权益证明”区块链应用作为两个验证者节点部署至 IBM 容器。

前提条件

您需要安装以下软件：

IBM Cloud CLI，用于管理 IBM Cloud 中的应用、容器、基础架构、服务和其他资源的命令行界面

Docker，使用容器开发、部署和运行应用的平台

Kubectl，用于在 Kubernetes 上部署和管理应用的命令行工具

背景

区块链技术是自从因特网诞生以来最伟大的技术创新之一。因特网支持信息的自由流动，而区块链则支持价值的无障碍流动。在应用密码学方面，前所未有的大量研究正在如火如荼地展开。各行各业的企业都在将区块链技术应用于真实的业务用例。

区块链也是一项崭新的技术。快速开发区块链应用原型并在云端运行往往困难重重。Tendermint 可用于快速创建区块链应用，因为它可处理位于底层的区块链层（例如，网络和共识），同时还可通过 ABCI（应用区块链接口）聚焦应用层。在本教程中，我将向您展示如何使用 Tendermint 和 Lotionjs 轻松创建区块链聊天应用，并将其部署至 IBM Cloud。

什么是 Tendermint？

简而言之，Tendermint 是可用于在任何分布式计算平台中实现拜占庭容错 (BFT) 的软件。从管理基础架构到设计分布式数据库，都可使用 Tendermint。Tendermint 基于两个重要的技术组件而构建：

共识引擎（也称为 Tendermint 核心）可通过“权益证明”共识确保在每台机器中按相同顺序记录每个事务。

ABCI（应用区块链接口）支持以任何编程语言来处理事务。

Tendermint 具有以下特性：

拜占庭容错：Tendermint 最高可容忍三分之一的机器出现任意故障。这包括明确的恶意行为。

状态机复制：Tendermint 可复制以任何编程语言编写的确定性状态机。

安全的 P2P：通过 Tendermint 中经过认证的加密系统来保护 Gossip 协议和对等节点发现。

闪电般的速度：Tendermint 支持每秒数千个事务，1000 毫秒延迟。

什么是 Lotionjs？

Lotion 是在 JavaScript 中创建区块链应用的一种快速而有趣的方法。它是基于 Tendermint 使用 ABCI 协议构建的。

1设置项目

$ mkdir blockchain
$ cd blockchain

安装所需的库：

$ npm i lotion --save
$ npm i dotenv --save

2创建 2 个验证者节点的私有密钥和创始文件

创建创始文件：

touch genesis.json

将初始内容填充到 genesis.json 中：

{
"genesis_time": "0001-01-01T00:00:00Z",
"chain_id": "name",
"validators": [
],
"app_hash": ""
}

生成 2 个验证者节点的密钥：

$ ./node_modules/lotion/bin/tendermint gen_validator > privkey0.json
$ ./node_modules/lotion/bin/tendermint gen_validator > privkey1.json

私有密钥类似如下，公用密钥和私有密钥是随机生成的：

{
"address": "B809574EC51377DE48454094BF3302989CBB50A9",
"pub_key": {
"type": "ed25519",
"data": "8A049817BA6D1B065C30D927A529AAFA7147BE0D147
E1CCD7A25FAADBE80C8D0"
},
"priv_key": {
"type": "ed25519",
"data": "57BAFDD6136E1140FA9F906313BF2CFC75802F044704DD7AAF3
0BC1010E6519C8
A049817BA6D1B065C30D927A529AAFA7147BE0D147E1CCD7A25F
AADBE80C8D0"
}
}

仅复制公用密钥信息，并将其粘帖到 genesis.json 中。添加两个验证者后，将类似如下：

{
"genesis_time": "0001-01-01T00:00:00Z",
"chain_id": "name",
"validators": [
{
"pub_key": {
"type": "ed25519",
"data": "8A049817BA6D1B065C30D927A529AAFA7147BE0D1
47E1CCD7A25FAADBE80C8D0"
},
"power": 10,
"name": "saif"
},
{
"pub_key": {
"type": "ed25519",
"data": "5FD1FBF59759E50BD1C23911E832198AB78A4F7E6F
1F23A64AAFEC5992608CA8"
},
"power": 20,
"name": "prerna"
}
],
"app_hash": ""
}

3构建验证者 1

创建 node1 文件夹：

mkdir node1

浏览至 node1 目录：

cd node1

安装所需的库：

$ npm i lotion --save
$ npm i dotenv --save

将先前生成的 genesis.json 和 privkey0.json 复制到 node1 文件夹。

创建 node1 的环境文件：

$ touch .env-node1

对 node1.js 的内容进行编码：

LOTION_HOME="./.lotion_node1"

创建 node1.js：

$ touch node1.js

对 node1.js 的内容进行编码：

require('dotenv').config({path: ".env-node1"});
let lotion = require('lotion')
let app = lotion({
genesis: './genesis.json',
tendermintPort: 30090,
initialState: { messages: [] },
p2pPort: 30092,
logTendermint: true,
keys: 'privkey0.json',
peers: ['workernode2:30092']
})
app.use((state, tx,chainInfo) => {
if (typeof tx.sender === 'string' && typeof tx.message === 'string') {
state.messages.push({ sender: tx.sender, message: tx.message })
}
})
app.listen(3000).then(({ GCI }) => {
console.log(GCI)
})

创建 Dockerfile：

$ touch Dockerfile

对 Dockerfile 的内容进行编码：

FROM node:carbon
WORKDIR /usr/src/app
COPY package*.json ./
COPY privkey0.json ./
COPY .env-node1 ./
RUN npm install
COPY ..
EXPOSE 30090 30092
CMD [ "node", "node1.js" ]

4构建验证者 2

创建 node2 文件夹：

mkdir node2

浏览至 node2 目录：

cd node2

安装所需的库：

$ npm i lotion --save
$ npm i dotenv --save

将先前生成的 genesis.json 和 privkey0.json 复制到 node2 文件夹。

创建 node2 的环境文件：

$ touch .env-node2

对 node2.js 的内容进行编码：

LOTION_HOME="./.lotion_node2"

创建 node2.js：

$ touch node1.js

对 node2.js 的内容进行编码：

require('dotenv').config({path: ".env-node2"});
let lotion = require('lotion')
let app = lotion({
genesis: './genesis.json',
tendermintPort: 30090,
initialState: { messages: [] },
p2pPort: 30092,
logTendermint: true,
keys: 'privkey1.json',
peers: ['workernode1:30092']
})
app.use((state, tx,chainInfo) => {
if (typeof tx.sender === 'string' && typeof tx.message === 'string') {
state.messages.push({ sender: tx.sender, message: tx.message })
}
})
app.listen(3000).then(({ GCI }) => {
console.log(GCI)
})

创建 Dockerfile：

$ touch Dockerfile

对 Dockerfile 的内容进行编码：

FROM node:carbon
WORKDIR /usr/src/app
COPY package*.json ./
COPY privkey0.json ./
COPY .env-node1 ./
RUN npm install
COPY ..
EXPOSE 30090 30092
CMD [ "node", "node2.js" ]

5将这两个验证者节点部署到 IBM Cloud 上

安装 Cloud Foundry CLI。

安装 IBM Cloud CLI。

安装 Kubernetes CLI。

浏览至 node1 目录：

$ cd node1

构建 Docker 镜像：

$ docker build -t node1 .

转至 IBM Cloud 控制台。

导航至 Containers：选择容器服务

单击 Create Cluster：创建一个新集群

命名您的集群，并创建一个集群；等待几分钟，以便完全部署此集群。完全部署后，单击此集群以查看已部署集群的概述：已部署集群的概述

单击左侧导航中的 Access，遵循指示信息进行操作。

安装容器服务插件：

$ bx plugin install container-service -r Bluemix

登录到您的 IBM Cloud 帐户：

$ bx login -a https://api.eu-de.bluemix.net
$ bx cs region-set eu-central

在 CLI 中设置集群的环境：

获取设置环境变量的命令，并下载 Kubernetes 配置文件：

$ bx cs cluster-config NameOfYourCluster

设置 KUBECONFIG 环境变量。将先前命令的输出复制并粘帖到您的终端内。

列出您的工作节点，验证您是否可连接到自己的集群：

$ kubectl get nodes

转至 IBM Cloud Container Registry。

选择首个名称空间的名称，并创建该名称空间。

$ bx cr namespace-add <my_namespace>

将本地 Docker 守护程序记录到 IBM Cloud Container Registry 中：

$ bx cr login

选择存储库和用于识别镜像的标签。在本教程的其余部分使用相同的存储库和标签。

$ docker tag node1 <registry>/<my_namespace>/node1:latest

推送镜像。

$ docker push <registry>/<my_namespace>/node1:latest

验证您的镜像是否位于私有注册表中：

$ bx cr image-list

既然您的容器已部署到 IBM 容器上，是时候使用 Kubernetes 来运行一些 pod 了。使用复制/粘帖将镜像名称从注册表的私有名称更改为其他名称。（位于 service-deployment.yml 文件中的镜像属性将与私有注册表中的镜像名称相同。）

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: tendermintnodeone # give any name
spec:
replicas: 1
template:
metadata:
name: tendermintnodeone
labels:
run: tendermint1
spec:
containers:
- name: saif1cluster
image: "<registry>/<my_namespace>/node1:latest" # your registry name
imagePullPolicy: Always
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service-tendermint-11 # give a service name
labels:
run: tendermint1
spec:
type: NodePort
selector:
run: tendermint1
ports:
- protocol: TCP
name: tendermint1
port: 30090
nodePort: 30090
- protocol: TCP
name: port
port: 30092
nodePort: 30092

配置 Kubernetes 以创建 pod、服务和部署：

$ kubectl create -f service-deployment.yml

删除所有部署：

$ kubectl delete deployments --all

删除所有服务：

$ kubectl delete services --all

访问 pod 和日志：

$ kubectl get pods
$ kubectl logs podname

访问 Tendermint RPC API：http://workerip:30092

对 node2 重复相同的步骤。

6创建轻量级客户端以在区块链上执行读/写操作

安装 lotion-connect：

$ npm install lotion-connect --save

创建 write.js：

$ touch read-write.js

对 read-write.js 的内容进行编码：

let { connect } = require('lotion-connect')
async function main() {
let { state, send } = await connect(null, {
genesis: require('./genesis.json'),
nodes: [ 'ws://wordernode1:30092','ws://wordernode2:30092' ]
})
console.log(await state)
console.log(await send({ "sender": 'saif',"message":"himom" }))
process.exit();
}
main()

结束语

Tendermint 便于业务开发人员编写区块链应用，而 IBM Cloud 则简化了此类应用的部署和操作。

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