2019年6月18日，Facebook发布了Libra白皮书及源码，引起了业界的广泛关注与讨论。
这里我们通过分析Libra的源码，探索Libra的各个组件，来了解一下Libra的整体设计与实现。
Libra核心组件
在进入主题之前，我们先对Libra有一个整体的认识：
看过Libra技术白皮书的朋友，应该都记得这张图，下面简单介绍一下这些核心的组件：
?a.AdmissionControl服务：简称AC，翻译过来叫准入控制，可以理解为Libra的网关，将跟用户打交道的接口暴露给用户，例如提交Transaction、获取用户状态等等
?b.Mempool服务：存储未上链交易
?c.Consensus组件：LibraBFT共识组件
?d.VirtualMachine组件：简称VM，运行Move合约的虚拟机
?e.Execution组件：VM的入口，已换成Executor组件
?f.Storage服务：存储所有链上数据
?g.Network组件：上图中隐含了一个Network组件，不论是Node启动还是跟其他节点通信，都需要Network组件。在第一条主线中，我们重点介绍Network组件。
美国众议院农业委员会通过《21世纪金融创新和技术法案》:金色财经报道，在美国众议院金融服务委员会通过《21世纪金融创新和技术法案》（Financial Innovation and Technology for the 21st Century Act）的第二天，众议院农业委员会也通过了该法案，该法案（简称为Fit21）成为国会迄今为止推进的最重要的数字资产立法，由农业和金融服务委员会的共和党成员共同起草，旨在为数字资产创建一个全面的监管框架，法案赋予商品期货交易委员会（CFTC）对数字商品的管辖权，明确了美国证券交易委员会(SEC)的管辖权，并为原本被视为证券的数字资产作为商品出售建立了流程。
据悉，该立法将在不久的将来移交至众议院进行全体投票。不过，参议院仍存在不确定性，SEC似乎也对这一法案持保留态度。
加密货币社区公开支持该法案。加密创新委员会首席执行官Sheila Warren在一份声明中表示：“这是一个重要的标志，表明维持现状不是一个选择。消费者、美国竞争力和国家安全面临太多风险，不能退居二线。”[2023/7/28 16:03:32]
注意，上面介绍各个核心组件的时候，我们区分了组件和服务，两者的区别是：组件没有额外监听端口，与node共用同一个端口，而服务会单独监听一个端口，通常是GRPC服务。
Libra设计与实现
Libra涉及的东西比较多，我们从三条线介绍Libra的设计与实现：
通过分析Node启动并加入到Libra网络的过程，介绍Network组件的设计与实现；
万维网发明者：正开发去中心化数据存储系统 Solid，希望未来与元宇宙技术互动:5月12日消息，万维网发明者 Berners-Lee 在接受采访时表示，相信元宇宙会成为未来的一部分，Web3和NFT等流行语对于重组互联网最重要的功能民主的未来至关重要。
去年，Berners-Lee 的网络原始源代码以540万美元的价格在苏富比以 NFT 的形式售出。此外，他还是Inrupt的联合创始人兼首席技术官，该公司开发了一个名为 Solid 的去中心化数据存储系统。Berners-Lee称该产品为“Web 2.0 的继任者”，并希望将来与VR、元宇宙技术互动。据介绍，Solid 就像“ 云上USB 驱动器”，但与云计算平台的区别在于，它提供了一个个人拥有的数据存储“舱”，并可以选择授予任意用户访问权限。 （彭博社）[2022/5/12 3:10:10]
围绕Transaction的生命周期，分析其接收交易、打包区块、运行上链的过程，介绍Libra的Mempool、Executor以及Storage、VM等核心组件；
围绕LibraBFT，介绍Consensus组件以及区块达成共识的过程
如果想了解或者使用Libra，我们需要先启动一个节点，并将它加入到网络中。接下来，我们看看第一条主线，了解一下Node的启动以及Network的设计与实现。
Node启动流程
我们先看一下Node大概的启动流程，主要包含两部分：
生成configLibra的Config的模块中，能构建3种类型的配置文件，分别是validator、faucet、fullnode的配置文件。其中faucet配置是水龙头服务相关的一些配置，通常只有测试网络中第一个validator节点才需要。
QitChain将在10月12日进行全网技术更新和迭代:据官方消息，QTC自9月15号进入主网测试和第三方安全审计之后，全网算力增速加快，发现并修复了其中的一些漏洞。QitChain将在10月12日进行全网技术更新和迭代，在此之前全球存储服务商需要尽快更新至最新版本qitchain-v1.23.4;此次技术迭代的优势是：（1）优化节点数据的可用性，进一步提高节点运行的一致性和稳定性；（2）优化了QTC客户端的一些设置菜单项；（3）增强了创建交易时的严格检查机制；（4）使用优化后的算法，提高了计算效率等[2021/10/10 20:17:34]
启动node
上图中Libra-node用于启动单节点，Libra-swarm用于批量启动多节点。接下来，我们分别看一下这两步的一些实现细节，以及之前的准备工作。
动态 | 郑州市政府：6月底前运用“互联网+政务服务”和区块链技术打造“郑e登”:近日，郑州市人民政府已正式印发《郑州市不动产登记、交易和缴税“当场办、当天办”工作方案的通知》(郑政文2020号)，对郑州不动产交易和登记工作提出“更高更快更强”的要求。2020年6月底前，市资源规划局负责完成“政银合作”改革有关工作，运用“互联网+政务服务”和区块链技术，打造“郑e登”，推行标准化、一体化，构建系统数据信息直连互通，金融机构信贷系统、房屋抵押合同网签备案系统与不动产登记系统互联融合，业务数据实现共享互用，抵押登记环节嵌入到客户贷款的整个环节中，群众办理贷款业务从申请贷款、抵押登记到放款，全流程无缝衔接，贷款及抵押登记实现“一件事”要求。（大河日报）[2020/2/28]
准备工作
在一切继续之前，我们先准备需要依赖的环境
?1).获取Libra代码
?gitclone?https://github.com/libra/libra.git
?2).编译和运行环境
?a.建议使用Libra自带的脚本script/dev_setup.sh安装环境依赖
?b.或者自己手动安装rust、cargo、git、pb、go、CMake等工具
?
生成config
?从前面的Node启动流程我们了解到，启动node首先需要生成配置。Libra包含的配置文件比较多，我们来整体看一下配置文件：
亚马逊与区块链技术咨询公司Luxoft Holding签约，大量区块链公司入驻亚马逊云计算服务:亚马逊近日与区块链技术咨询公司Luxoft Holding（纽交所上市公司）签约，后者将与其他5家技术咨询公司一同在亚马逊云计算服务（AWS）上部署开源的区块链项目。值得注意的是，亚马逊本身并没有投入大量资源用于区块链技术开发，而是在其官网上列出了许多其他公司的区块链产品。这表明亚马逊仅仅是托管第三方提供的区块链技术解决方案。目前，亚马逊是迄今为止最大的云计算基础设施提供商，只要其他公司可以在AWS上运行其区块链，亚马逊将坐享其他平台缴纳的存储费和计算功能使用费。[2018/3/6]
不过没有特殊需求的话，需要我们特别注意和关注的配置其实也不算多，主要有：
?a.Node的角色分为Validator和FullNode
?b.生成3个秘钥，2个ed25519算法生成，分别用于打包block签名、网络的消息签名，Libra提供了一个generate_keypair工具生成ed25519秘钥(cargorun-pgenerate_keypair–-omint.key)，1个是x25519算法生成，用于标识节点身份
?c.数据存储路径，默认会生成临时路径
?d.network_peers：存放网络中Node的公钥等信息，主要包含网络消息签名的公钥和节点身份的公钥
?e.seed_peers：当前节点加入网络主动去连接的node的信息
?f.consensus_peers：所有Validator节点的信息，Libra网络是一个许可形网络
?g.各服务的端口以及其他配置，没有特殊要求的话，默认就好
启动Node
连接Libra的测试网络shscripts/cli/start_cli_testnet.sh
自建节点cargorun-plibra-node或者cargorun-plibra-swarm–-s
当前node启动起来之后，会根据seed_peers的配置，去连接相应的node节点，加入到网络中去，如果没有seed_peers则会启动一个单独的网络。接下来，我们深入了解一下Node的Network的一些设计与核心实现。
Network组件
1.Network核心模块
我们整体看一下Network包含哪些模块：
上面中，从下往上看：
?a.MemSocket实现了UNIXdomainsocket的功能，一般用于测试
?b.TcpSocket网络连接
?c.Transport可以理解为MemSocket和TcpSocket的一层抽象，封装了socket的操作
?d.Noise是一种加密协议，前面提到的用于网络消息签名的ed25519私钥，就是作用在这里
?e.Rpc是Libra自己实现的远程过程调用协议，调用方会等待被调用方返回结果
?f.DirectSend从字面理解是直接发送，调用方发送完立即返回，不等待被调用方返回结果
?g.Negotiate可以理解为对Rpc和DirectSend的抽象
?h.MultiStream用于多路复用，使用了yamux协议。通俗的理解就是在同一个Tcp连接上，从逻辑上将每种上层协议封装成一个单独SubStream，以实现多个上层协议共用一个Tcp连接的情况。这一点后面我们还会提到。
以上是Libra的Network组件的一个整体实现，接下来我们介绍一下Libra的协议。
2.Libra的主要协议
上面我们对Network组件有了一个宏观的认识，这里我们介绍一下Libra包含的协议：
上图中，从下往上看：
?a.PeerManager封装了网络连接以及多路复用的操作
?b.Identity协议：前面提到的x25519私钥，就是Identity协议用于标识当前节点的身份，协议会根据节点的Role将Validator网络与Fullnode网络进行隔离
?c.Health协议：定期随机选择一个节点发送探活消息
?d.Discovery协议：每个round从相邻的节点同步节点信息，以发现新节点，可以理解为gossip协议
?e.AdmissionControl协议：只有RPC的实现，Fullnode节点在收到用户提交的Transaction之后，通过AC协议将Transaction转发给Validator节点
?f.Mempool协议：只有DirectSend实现，用于不同的Mempool之间同步Transaction
?g.Consensus协议：包含RPC和DirectSend，用于Validator之间达成共识
?h.StateSynchronizer协议：只有DirectSend实现，不同node之间寻找Block
前面我们提到了多路复用，上面的协议都是通过MultiStream分别开了SubStream，逻辑上把消息协议区分出来。其中Identity、Health、Discovery是所有node都会包含的基本协议，而Consensus是只有Validator节点才会包含的协议。
总结
最开始我们讲了Node启动流程，讲述了config配置需要注意的地方以及node启动的方式和流程。然后我们深入到Network组件，讲了Network的组成模块以及提供的协议能力。我们以单节点为例，将整个启动以及加入网络的过程总结如下图：
其中黄色部分表示在Network的端口是开启了SubStream，添加了相应的协议和协议处理过程；绿色部分部分表示服务或者组件实例化，可以看出Storage和Executor不依赖Network；初始化Discovery协议的时候，节点会去连接seed节点，并且seed节点会验证Identity。以上是节点启动以及加入到网络的大概流程。
相关链接
https://github.com/libra/libra
https://developers.libra.org/docs/the-libra-blockchain-paper
郑重声明： 本文版权归原作者所有， 转载文章仅为传播更多信息之目的， 如作者信息标记有误， 请第一时间联系我们修改或删除， 多谢。