Fabric CA的部署与使用

Fabric CA是Hyperledger Fbric的证书认证中心，提供以下功能：用户信息的登记与注册，数字证书的颁发与管理。

前言

• 之前使用CA服务一直是在docker容器中运行下载好的CA镜像，在应用程序中通过Node SDK中集成的接口来访问CA服务器，这次尝试手动部署CA服务;

• Fabric CA由服务端和客户端组件组成，CA服务端(fabric-ca-server）可以看作一个web服务，执行了Go代码编译生成的二进制文件后，会监听一个端口，处理收到的请求;

• CA客户端（fabric-ca-client）其实就是一个向CA服务端发送请求的程序，执行编译成的二进制文件并带上不同参数，可以向CA服务器发送相应的http请求，完成一系列操作。

准备工作

• 安装Go语言并配置好GOPATH环境变量，下载并配置docker，具体参考环境配置

• 安装libtool和libtdhl-dev

  sudo apt install libtool libltdl-dev

通过命令行安装和启动CA

• 直接从github下载并编译

  go get -u github.com/hyperledger/fabric-ca/cmd/fabric-ca-server
  go get -u github.com/hyperledger/fabric-ca/cmd/fabric-ca-client

  go get命令会自动获取源码并编译至$GOPATH/bin，我的目录是~/go/bin，目录下出现编译好的二进制可执行文件fabric-ca-server和fabric-ca-client

  接着初始化和启动fabric-ca-server，需要设置一个管理员用户的名称和密码

  fabric-ca-server init -b admin:adminpw                 
  fabric-ca-server start -b admin:adminpw

  在这里报错了panic: Version is not set for fabric-ca library，可能与下载的v1.1版本的fabric-ca有关系。

• 手动编译生成
  既然直接从github下载的版本出现错误，可以选择自己去编译生成指定版本的fabric-ca-server。
  首先下载fabric-ca源码并切换至相应版本：

  git clone https://github.com/hyperledger/fabric-ca.git
  git checkout v1.1.0

  然后在fabric-ca目录下进行编译

  make fabric-ca-server
  make fabric-ca-client

  会在.../fabric-ca/bin目录下生成fabric-ca-server和fabric-ca-client。接着进入bin目录对CA服务端进行初始化：

  fabric-ca-server init -b admin:adminpw                 

  初始化后在目录下生成

  • msp ：包含keystore，CA服务器的私钥
  • ca-cert.pem ：CA服务端的证书
  • fabric-ca-server.db ：CA默认使用的嵌入型数据库 SQLite
  • fabric-ca-server-config.yaml ：CA服务端的配置文件

  接着启动CA服务器

  fabric-ca-server start -b admin:adminpw                 

  CA server开始监听，默认监听地址为http://0.0.0.0:7054。如果直接执行start命令则会自动先进行初始化init然后启动服务开始监听。

通过docker镜像安装和启动CA

docker镜像中同时包含了fabric-ca-server和fabric-ca-client

• 直接下载fabric-ca镜像
  首先可以选择从Docker Hub直接下载fabric-ca镜像：

  docker pull hyperledger/fabric-ca:x86_64-1.1.0

  利用docker-compose.yml文件来启动镜像，配置文件在.../fabric-ca/docker/server中，进入该目录后启动：

  docker-compose up

  即可启动ca容器，如果镜像不存在还会主动拉取镜像，在.../server/fabric-ca-server目录中会生成上述的配置文件（这是利用docker-compose.yml文件设置的映射），证书私钥，数据库文件等，并且开始监听一个端口。

• 手动编译docker镜像
  除了直接从Docker Hub拉取fabric-ca镜像，还可以通过源码编译生成镜像。
  在fabric-ca目录下执行：

  make docker

  会生成四个镜像fabric-ca，fabric-ca-tool，fabric-ca-peer ，fabric-ca-orderer，镜像保存在.../fabric-ca/build/image中，之后和上面的方法相同根据docker-compose.yml文件启动ca节点。

Fabric CA的使用

访问Fabric CA服务端的方法有两种：通过客户端工具（fabric-ca-client）和RESTful接口。本质上，客户端工具也是调用服务端的RESTful接口实现的。这里采用客户端工具的方法来进行访问。

首先按照上述步骤初始化和启动CA服务器（执行fabric-ca-server或启动CA容器），如果已经下载fabric-ca-client，那移动到相应目录下即可开始操作（若已添加至环境变量则不用）。如果是以docker容器方式运行CA服务器且未下载客户端工具，可以进入容器内部进行测试（ca镜像集成了服务端和客户端组件），二进制文件放在/usr/local/bin且已经添加环境变量，进入方法为：

docker exec -it fabric-ca-server bash

这里选择运行编译好的可执行文件的方法，首先在一个终端下启动CA服务器：

fabric-ca-server start -b admin:adminpw

在另一个终端操作CA客户端。首先需要注册（enroll）启动时设置的管理员用户, 注册前需要设置证书存储目录的环境变量：

export FABRIC_CA_CLIENT_HOME=$HOME/ca
fabric-ca-client enroll -u http://admin:adminpw@localhost:7054

可以发现~/ca目录下生成了一个fabric-ca-client-config.yaml配置文件，以及msp目录，包含管理员的证书和私钥。有了已经enroll成功的admin用户，接下来将admin作为登记员（Registrar）来登记(register)一个新用户：

fabric-ca-client register --id.name Jim --id.type user --id.affiliation org1.department1 --id.attrs 'hf.Revoker=true,foo=bar'

客户端可以接收到一个密码，用这个注册密码来注册（enroll）用户：

fabric-ca-client enroll -u http://Jim:IGIMqptUPBRc@localhost:7054 -M $FABRIC_CA_CLIENT_HOME/Jim

这样一个新用户就注册成功了，获取了属于自己的证书和私钥。

总结

总结一下，手动部署CA服务可以分为两类方法：

• 一种方法是在命令行直接运行编译过后的可执行文件，可以通过go get命令自动获取并编译（最新版本有报错），也可以手动获取源码，切换版本后再进行编译; 然后在命令行中初始化和启动CA服务器;

• 另一种方法是在容器中运行docker镜像，镜像中包含编译好的可执行文件，镜像可以从Docker Hub直接下载，也可以在fabric-ca目录下利用make docker手动编译，然后利用docker-compose启动CA容器。