ここがつらいよ、Hyperledger Fabricの商用適用（Blockchain GIG #4発表資料）

© 2019 NTT DATA Corporation
2019/9/4
株式会社NTTデータシステム技術本部安達仁
ここがつらいよ、
Hyperledger Fabricの商用適用

© 2019 NTT DATA Corporation 2
アジェンダ
 自己紹介
 Hyperledger Fabric商用適用の課題と解決策
 まとめ

 安達仁 (あだちじん)
 email: Jin.Adachi@nttdata.com
 所属
 NTTデータシステム技術本部デジタルテクノロジ推進室
 ブロックチェーン推進チーム
 ブロックチェーン基盤の検証・評価
 PoCの実施、商用展開
 グローバル連携
事業部門お客様
活用事例
環境・カタログ
ブロックチェーンCoE
（20+国、300名規模の体制）
※ 2019年8月末時点
自己紹介
ここ

Hyperledger Fabric商用適用の課題

ブロックチェーンの特徴
 非中央集権
• すべてのノードが同じ権限を持つ
• データベースサーバのような特権的な
ノードが不要
 改ざん耐性
• 多数のノードによる合意形成を行う
• 改ざんを行うにはすべてのノードの
51%以上の処理能力が必要
 透明性
• すべてのノードが同じ台帳情報を持つ
• 合意した正当なデータだけを持つ
 ゼロダウンタイム
• 広範囲にノードを分散することでディザ
スタリカバリの特性を持つ
メリット
 低スケーラビリティ
• すべてのノードで同じデータを持ち、同じ処
理を行う
• ノード数を増やしても性能は向上しない
 取引確定までの時間
• 台帳に記録した情報を確定したと見なす
までに時間が掛かる
• 確率的にしか取引が確定しない
 デプロイしたアプリを取り消せない
• デプロイしたアプリのバグや脆弱性が致命
的な問題につながる
 取引の透明性
• 見せたくない情報であっても、台帳情報が
共有されてしまう
デメリット

中央集権の問題点
 SPOF(Single Point of Failure)の数々
• Ordering Service、Fabric CA、Fabric SDKを冗長化する必要がある
Fabric SDK
Node.js
中央ノード
Fabric CA
Fabric CA
PostgreSQL
Ordering Service
Kafka
Orderer
組織A
Zoo
Keeper
Peer
CouchDB
組織B
Peer
CouchDB
[凡例]
Fabric CA: 証明書発行
Ordering Service: トランザクションの順序制御
Fabric SDK: REST APIの提供
Peer: ブロックの保存、スマートコントラクトの実行
要冗長構成
要冗長構成
要冗長構成

Ordering ServiceのHAを考える
 Ordererを複数並べる
• ただし、フェイルオーバーや負荷分散は行われない
• Connection Profile(network-config.yaml)に複数台のOrdererを設
定しても、1台目のOrdererにしか行かない
 バックエンドのKafka、ZooKeeperは障害耐性あり
Ordering Service
Fabric SDK
Kafkaクラスタ
Orderer
Kafka Kafka Kafka Kafka
Orderer Orderer
ZooKeeperアンサンブル
ZK ZK ZK

Fabric CAのHAを考える
 Fabric CAを複数並べる
 バックエンドのDBのHAが必要
• PostgreSQLの場合は、PG-REXで冗長化
Active
Fabric
CA
Fabric SDK
PostgreSQL
(Act)
Pacemakerで
プロセス監視
Standby
Fabric
CA
PostgreSQL
(Stb)
同期レプリケーション
LB
フェイルオーバー

つらい...
 ブロックチェーンはゼロダウンタイムと言ったな、あれは嘘だ
• コンソーシアム型ブロックチェーンはSPOFがありがち
• バックエンドのミドルウェアにも注意が必要
 ブロックチェーンは非中央集権と言ったな、あれは嘘だ
• 管理者が中央ノードを落ちないように管理する
• Ordererが止まればすべてが止まる
• Raft Ordererに期待？
 運用/監視の機構
• ようやくメトリクスが取れるようになった (v1.4～)
商用適用に必要なもの
「高可用性」「運用/監視」「セキュリティ」

Hyperledger Fabric商用適用の解決策

Blockchain on Kubernetes
 ブロックチェーン基盤をKubernetes上に整備する
 ブロックチェーン基盤
• 複数のブロックチェーンプロダクトをサポート(Fabric、Ethereum、Quorum)
 ロギング・監視基盤
• EFK(Elasticsearch、Fluentd、Kibana)を採用
• ログはfluentd、メトリクスはMetricbeatで取得
Kubernetes基盤
監視基盤ブロックチェーン基盤 #1
EFK Pod
Elasticsearch
Kibana
Kubernetes
Master
Kubernetes
Master
Kubernetes
Master
Kubernetes
Worker
Kubernetes
Worker
Kubernetes
Worker …
fluentd fluentd fluentd
Hyperledger Fabric
ブロックチェーン基盤 #2
Ethereum
Orderer CA Peer Geth… Geth Geth …
Metricbeat Metricbeat Metricbeat

Fabric on Kubernetes
 Fabric on Kubernetes
• コンポーネントごとのHA構成は不要
• 自動的に"Pod"を再起動する
• "Service"でネットワーク障害、負荷分散に対応する
 ストレージはGlusterFSを採用
• Ceph or GlusterFS
• 消去法で選択...
Kubernetes基盤
ブロックチェーン基盤
Kubernetes Service Kubernetes Serviceアプリ
Orderer Pod
#2
Orderer Pod
#1
Fabric SDK
Pod #1
Orderer Pod
#2再起動再起動

Ordering ServiceのHA
 OrdererのHA
• レプリカ = 3で構成
• 同一のOrdererを複製しているため鍵は1つ
• "1台目にしか行かない問題"を回避可能
 Kafka、ZooKeeperはレプリカを使えない
• broker.idやmyidを持つため。Kubernetesのメリットは少なめ
Ordering Service
Kafkaクラスタ
Kafka pod ZooKeeper
pod
ZooKeeper
pod
ZooKeeper
Pod
Kafka pod
Kafka pod
Kafka Pod
Orderer pod
Orderer pod
Kubernetes基盤
Orderer Pod
ReplicaSet: 3
アプリ
Service
Service
Service
Service
Service
Service
Service
Service
ReplicaSet: 1
x4
ReplicaSet: 1
x3

Fabric CAのHA
 Fabric CAのHA
• Orgごとにレプリカ = 2で構成
• 多重故障を考慮する場合はレプリカ数を増やす
 PostgreSQLは共有ディスク方式
• ストレージの可用性はGlusterFS x3で担保
Org2
CA Pod
CA Pod
Kubernetes基盤
ReplicaSet: 2
アプリ
Org1
CA Pod PostgreSQL
ServiceService
Service
CA Pod
ReplicaSet: 2
PostgreSQL
Service
GlusterFSクラスタ
PV/PVCPV/PVC
Org1
PG_DATA
Org2
PG_DATA
ReplicaSet: 1
ReplicaSet: 1

まとめ

まとめ
 Fabricの商用適用には課題がある
• 中央ノードはガッチリ守る
• 監視は既存のノウハウで
 可用性の確保にはKubernetesが有効
• 個別にHAを組むのはつらい
• コンテナ前提で管理する
 とは言え、ブロックチェーン基盤だけでは何もできない
• 商用案件あってこそ
一緒に商用システムを構築しましょう！

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 見どころ
• 基調講演でトヨタ様、Confluent様登場
• Hadoop、Spark、Kafka、PostgreSQLなど
• ブロックチェーンもあります
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ここがつらいよ、Hyperledger Fabricの商用適用（Blockchain GIG #4発表資料）