兄弟连区块链技术培训Fabric 1.0源代码分析(1)BCCSP(区块链加密服务提供者)

1/23兄弟连区块链技术培训Fabric1.0源代码分析(1)BCCSP（区块链加密服务提供者）#Fabric1.0源代码笔记之BCCSP（区块链加密服务提供者）##1、BCCSP概述BCCSP，全称BlockchainCryptographicServiceProvider，即区块链加密服务提供者，为Fabric提供加密标准和算法的实现，包括哈希、签名、校验、加解密等。BCCSP通过MSP（即MembershipServiceProvider成员关系服务提供者）给核心功能和客户端SDK提供加密算法相关服务。另外BCCSP支持可插拔，提供多种CSP，支持自定义CSP。目前支持sw和pkcs11两种实现。代码在bccsp目录，bccsp主要目录结构如下：*bccsp.go，主要是接口声明，定义了BCCSP和Key接口，以及众多Opts接口，如KeyGenOpts、KeyDerivOpts、KeyImportOpts、HashOpts、SignerOpts、EncrypterOpts和DecrypterOpts。*keystore.go，定义了KeyStore接口，即Key的管理和存储接口。如果Key不是暂时的，则存储在实现了该接口的对象中，否则不存储。**opts.go，bccsp所使用到的各种技术选项的实现。*[factory]目录，即bccsp工厂包，通过bccsp工厂返回bccsp实例，比如sw或pkcs11，如果自定义bccsp实现，也需加添加到factory中。*[sw]目录，为thesoftware-basedimplementationoftheBCCSP，即基于软件的BCCSP实现，通过调用go原生支持的密码算法实现，并提供keystore来保存密钥。*[pkcs11]目录，为bccsp的pkcs11实现，通过调用pkcs11接口实现相关加密操作，仅支持ecdsa、rsa以及aes算法，密码保存在pkcs11通过pin口令保护的数据库或者硬件设备中。*[utils]目录，为工具函数包。*[signer]目录，实现gocrypto标准库的Signer接口。补充：bccsp_test.go和mocks目录，可忽略。##2、接口定义###2.1、BCCSP接口定义BCCSP接口（区块链加密服务提供者）定义如下：2/23```gotypeBCCSPinterface{KeyGen(optsKeyGenOpts)(kKey,errerror)//生成KeyKeyDeriv(kKey,optsKeyDerivOpts)(dkKey,errerror)//派生KeyKeyImport(rawinterface{},optsKeyImportOpts)(kKey,errerror)//导入KeyGetKey(ski[]byte)(kKey,errerror)//获取KeyHash(msg[]byte,optsHashOpts)(hash[]byte,errerror)//哈希msgGetHash(optsHashOpts)(hhash.Hash,errerror)//获取哈希实例Sign(kKey,digest[]byte,optsSignerOpts)(signature[]byte,errerror)//签名Verify(kKey,signature,digest[]byte,optsSignerOpts)(validbool,errerror)//校验签名Encrypt(kKey,plaintext[]byte,optsEncrypterOpts)(ciphertext[]byte,errerror)//加密Decrypt(kKey,ciphertext[]byte,optsDecrypterOpts)(plaintext[]byte,errerror)//解密}//代码在bccsp/bccsp.go```Key接口（密钥）定义如下：```gotypeKeyinterface{Bytes()([]byte,error)//Key转换成字节形式SKI()[]byte//SKI，全称SubjectKeyIdentifier，主题密钥标识符Symmetric()bool//是否对称密钥，是为true，否则为falsePrivate()bool//是否为私钥，是为true，否则为falsePublicKey()(Key,error)//返回非对称密钥中的公钥，如果为对称密钥则返回错误}//代码在bccsp/bccsp.go```KeyStore接口（密钥存储）定义如下：```gotypeKeyStoreinterface{ReadOnly()bool//密钥库是否只读，只读时StoreKey将失败GetKey(ski[]byte)(kKey,errerror)//如果SKI通过，返回KeyStoreKey(kKey)(errerror)//将Key存储到密钥库中}3/23//代码在bccsp/keystore.go```###2.2、Opts接口定义KeyGenOpts接口（密钥生成选项）定义如下：```go//KeyGen(optsKeyGenOpts)(kKey,errerror)typeKeyGenOptsinterface{Algorithm()string//获取密钥生成算法的标识符Ephemeral()bool//要生成的密钥是否为暂时的，如果为长期密钥，需要通过SKI来完成存储和索引}//代码在bccsp/bccsp.go```KeyDerivOpts接口（密钥派生选项）定义如下：```go//KeyDeriv(kKey,optsKeyDerivOpts)(dkKey,errerror)typeKeyDerivOptsinterface{Algorithm()string//获取密钥派生算法标识符Ephemeral()bool//要派生的密钥是否为暂时的}//代码在bccsp/bccsp.go```KeyImportOpts接口（导入选项）定义如下：```go//KeyImport(rawinterface{},optsKeyImportOpts)(kKey,errerror)typeKeyImportOptsinterface{Algorithm()string//获取密钥导入算法标识符Ephemeral()bool//要生成的密钥是否为暂时的}//代码在bccsp/bccsp.go```HashOpts接口（哈希选项）定义如下：```go//Hash(msg[]byte,optsHashOpts)(hash[]byte,errerror)4/23typeHashOptsinterface{Algorithm()string//获取哈希算法标识符}//代码在bccsp/bccsp.go```SignerOpts接口（签名选项）定义如下：```go//Sign(kKey,digest[]byte,optsSignerOpts)(signature[]byte,errerror)//即go标准库crypto.SignerOpts接口typeSignerOptsinterface{crypto.SignerOpts}//代码在bccsp/bccsp.go```另外EncrypterOpts接口（加密选项）和DecrypterOpts接口（解密选项）均为空接口。```gotypeEncrypterOptsinterface{}typeDecrypterOptsinterface{}//代码在bccsp/bccsp.go```##3、SW实现方式###3.1、sw目录结构SW实现方式是默认实现方式，代码在bccsp/sw。主要目录结构如下：*impl.go，bccsp的SW实现。*internals.go，签名者、校验者、加密者、解密者等接口定义，包括：KeyGenerator、KeyDeriver、KeyImporter、Hasher、Signer、Verifier、Encryptor和Decryptor。*conf.go，bccsp的sw实现的配置定义。------*aes.go，AES类型的加密者（aescbcpkcs7Encryptor）和解密者（aescbcpkcs7Decryptor）接口实现。AES为一种对称加密算法。*ecdsa.go，ECDSA类型的签名者（ecdsaSigner）和校验者（ecdsaPrivateKeyVerifier和ecdsaPublicKeyKeyVerifier）接口实现。ECDSA即椭圆曲线算法。*rsa.go，RSA类型的签名者（rsaSigner）和校验者（rsaPrivateKeyVerifier和rsaPublicKeyKeyVerifier）接口实现。RSA为另一种非对称加密算法。5/23------*aeskey.go，AES类型的Key接口实现。*ecdsakey.go，ECDSA类型的Key接口实现，包括ecdsaPrivateKey和ecdsaPublicKey。*rsakey.go，RSA类型的Key接口实现，包括rsaPrivateKey和rsaPublicKey。------*dummyks.go，dummy类型的KeyStore接口实现，即dummyKeyStore，用于暂时性的Key，保存在内存中，系统关闭即消失。*fileks.go，file类型的KeyStore接口实现，即fileBasedKeyStore，用于长期的Key，保存在文件中。------*keygen.go，KeyGenerator接口实现，包括aesKeyGenerator、ecdsaKeyGenerator和rsaKeyGenerator。*keyderiv.go，KeyDeriver接口实现，包括aesPrivateKeyKeyDeriver、ecdsaPrivateKeyKeyDeriver和ecdsaPublicKeyKeyDeriver。*keyimport.go，KeyImporter接口实现，包括aes256ImportKeyOptsKeyImporter、ecdsaPKIXPublicKeyImportOptsKeyImporter、ecdsaPrivateKeyImportOptsKeyImporter、ecdsaGoPublicKeyImportOptsKeyImporter、rsaGoPublicKeyImportOptsKeyImporter、hmacImportKeyOptsKeyImporter和x509PublicKeyImportOptsKeyImporter。*hash.go，Hasher接口实现，即hasher。###3.2、SWbccsp配置即代码bccsp/sw/conf.go，config数据结构定义：elliptic.Curve为椭圆曲线接口，使用了crypto/elliptic包。有关椭圆曲线，参考。SHA，全称SecureHashAlgorithm，即安全哈希算法，参考。```gotypeconfigstruct{ellipticCurveelliptic.Curve//指定椭圆曲线，elliptic.P256()和elliptic.P384()分别为P-256曲线和P-384曲线hashFunctionfunc()hash.Hash//指定哈希函数，如SHA-2（SHA-256、SHA-384、SHA-512等）和SHA-3aesBitLengthint//指定AES密钥长度rsaBitLengthint//指定RSA密钥长度}//代码在bccsp/sw/conf.go```6/23func(conf*config)setSecurityLevel(secur