職業(yè)院?；谖⒎占軜媴^(qū)塊鏈（fabric）實訓室的建設研究

楊建清

自2008年中本聰提出區(qū)塊鏈到如今，區(qū)塊鏈從1.0發(fā)展到3.0，各國都為搶占區(qū)塊鏈技術制高點在努力。2019 年 10 月 24 日下午，中共中央政治局就區(qū)塊鏈技術發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢進行第十八次集體學習。中共中央總書記習近平在主持學習時強調，區(qū)塊鏈技術的集成應用在新的技術革新和產業(yè)變革中起著重要作用。區(qū)塊鏈產業(yè)得以迅速發(fā)展，并逐步走向成熟，但是我國區(qū)塊鏈人才培養(yǎng)遠遠不能滿足市場的需求，職業(yè)院校擔負著區(qū)塊鏈一線人才培養(yǎng)的重任，急需建設區(qū)塊鏈實訓室，滿足人才培養(yǎng)的需求。

一、區(qū)塊鏈的發(fā)展狀況及人力資源需求

全球區(qū)塊鏈市場正以高速發(fā)展，不論是從市場規(guī)模還是技術發(fā)展方面都處于各個行業(yè)的領先地位。

（一）我國區(qū)塊鏈發(fā)展規(guī)劃

2016年，區(qū)塊鏈首次被列入國務院印發(fā)的《“十三五”國家信息化規(guī)劃》中。2018年5月28日，習近平總書記在兩院院士大會上的講話中指出，“以人工智能、量子信息、移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈為代表的新一代信息技術加速突破應用”。2018年6月，工信部印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃（2018-2020年）》，鼓勵推進邊緣計算、深度學習、區(qū)塊鏈等新興前沿技術在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用研究。根據(jù)中國信通院發(fā)布的《區(qū)塊鏈白皮書2019》信息，截至2019年5月，全國已成立區(qū)塊鏈產業(yè)園共計22家，塊鏈企業(yè)數(shù)量達到499家，這為區(qū)塊鏈應用提供了堅實的技術基石。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，基于區(qū)塊鏈的經濟和技術全球范圍內快速增長，技術不斷更新和發(fā)展，是當前技術發(fā)展最快的領域之一。

（二）區(qū)塊鏈人力資源需求

區(qū)塊鏈技術是一門多學科跨領域的技術，包含了操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡通訊、密碼學、數(shù)學、金融、生產等。區(qū)塊鏈人才需要兼?zhèn)湎到y(tǒng)架構設計的經驗，更要懂應用場景的具體業(yè)務邏輯，區(qū)塊鏈人才在市場上仍十分稀缺。

二、區(qū)塊鏈職業(yè)崗位需求

（一）區(qū)塊鏈職業(yè)崗位類別

根據(jù)區(qū)塊鏈領域中工作范圍和職責的不同，從頂層的架構師到底層區(qū)塊鏈網(wǎng)絡架構的實施和營銷技能人才，職業(yè)崗位主要有：

區(qū)塊鏈架構師：領導區(qū)塊鏈項目的開發(fā)和部署，確保系統(tǒng)的可擴展性、可靠性、安全性、可維護性，并在預算內達到業(yè)務要求。

區(qū)塊鏈軟件工程師：負責設計和開發(fā)面向業(yè)務的智能合約軟件。

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡工程師：研究區(qū)塊鏈相關技術，就產品經理提出的集成方案進行工程技術方案準備、實驗驗證、實施方案編寫等工作。

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡管理員：熟悉區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的部署、調試、管理以及維護。

區(qū)塊鏈銷售員：銷售滿足用戶需求的區(qū)塊鏈產品。

（二）區(qū)塊鏈職業(yè)崗位需求人才結構分析

根據(jù)以上區(qū)塊鏈產業(yè)所需人才結構中職業(yè)崗位的分析，位于產業(yè)鏈中的架構設計、分析的中高級人員，約占區(qū)塊鏈產業(yè)人才需求總體數(shù)量的兩到三成，位于產業(yè)鏈下游的技能型、應用型的技術人才，約占總體需求的六到七成，形成產業(yè)鏈上中下游人才需求的“金字塔”狀分布態(tài)勢。

區(qū)塊鏈領域有70%的崗位屬于操作型崗位，以某云平臺基礎上進行區(qū)塊鏈的部署、實施、維護為主，行內稱“區(qū)塊鏈網(wǎng)絡工程師”和“區(qū)塊鏈網(wǎng)絡管理員”，此類職位占人才缺口的60%。

當前區(qū)塊鏈產業(yè)主要集中在經濟發(fā)達地區(qū)，京津地區(qū)、長三角、珠三角、杭州作為我國經濟發(fā)達地區(qū)的代表，人才、產業(yè)、企業(yè)、信息等各種資源集聚，構成了我國區(qū)塊鏈產業(yè)發(fā)展的重點區(qū)域。

三、基于docker區(qū)塊鏈實訓室的建設方案

根據(jù)培養(yǎng)區(qū)塊鏈人才的需求，職業(yè)院校培養(yǎng)的主要是在云平臺的基礎上對區(qū)塊鏈網(wǎng)絡實施、維護和管理為主，即區(qū)塊鏈管理員、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡工程師、區(qū)塊鏈銷售員等崗位。

（一）區(qū)塊鏈職業(yè)崗位技術需求分析

區(qū)塊鏈實訓室的建設圍繞區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的實施、維護和管理需要的技能點展開，經過對區(qū)塊鏈相關職業(yè)崗位的調研，所需要的技能點如下：

能根據(jù)用戶的需求提出集成方案，進行工程技術方案準備、實驗驗證、實施方案編寫等工作。能根據(jù)用戶的需求進行技術選型，主機、存儲、網(wǎng)絡等硬件選型，對云操作系統(tǒng)、虛擬化平臺、區(qū)塊鏈管理平臺進行選擇;能根據(jù)區(qū)塊鏈集成方案進行網(wǎng)絡部署，數(shù)據(jù)中心虛擬化平臺安裝、配置;能監(jiān)控區(qū)塊鏈系統(tǒng)運行狀況，查看日志，分析運行狀況，解決出現(xiàn)的問題

（二）區(qū)塊鏈平臺選擇

根據(jù)中國信通院2018年發(fā)布的《區(qū)塊鏈白皮書》報告，比特幣（Bitcoin）、以太坊（Ethereum）、超級賬本（Hyperledger）、瑞波（Ripple）等多個核心開源平臺的公司及個人合作開發(fā)生態(tài)。本案例選擇 Hyperledger區(qū)塊鏈聯(lián)盟的fabric架構。

（三）fabric區(qū)塊鏈平臺框架結構分析

Fabric是分布式賬本解決方案的框架，采用模塊化架構，提供高度的機密性、彈性、靈活性和可擴展性。圖1是Fabric的邏輯架構圖。

身份管理（Identity management）：也就是身份管理，F(xiàn)abric是目前為止在設計上最貼近聯(lián)盟鏈思想的區(qū)塊鏈。Fabric成員管理服務為整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡提供身份管理、隱私、保密和可審計的服務。

賬本管理：賬本Ledger主要包含兩塊：blockchain和state。blockchain就是一系列連在一起的block，用來記錄歷史交易。state對應賬本的當前最新狀態(tài)。

交易管理：部署交易（編寫鏈碼，安裝安裝鏈碼）和調用交易（通過客戶端節(jié)點， 調用peer節(jié)點上的智能合約）。

智能合約：也稱為鏈碼（chaincode），是一段代碼，它處理網(wǎng)絡成員所同意的業(yè)務邏輯。

（四）基于Fabric區(qū)塊鏈平臺實驗方案邏輯設計

Fabric本身是一個分布式系統(tǒng)，可以通過微服務方式部署到一臺主機上或者多臺主機上，首先部署docker，然后部署Fabric。

（五）基于Fabric區(qū)塊鏈平臺實驗方案物理設計

依據(jù)區(qū)塊鏈實驗功能和邏輯劃分，設計滿足48用戶并發(fā)連接部署Fabric，計劃采用超融合服務器方式構建數(shù)據(jù)中心，然后在云數(shù)據(jù)中心虛擬化平臺上部署Fabric。

（六）區(qū)塊鏈實訓室空間布局設計

區(qū)塊鏈實訓室空間布局設計按照8組用戶設計，每組6人，滿足48人同時使用，通過分組的方式進行區(qū)塊鏈實驗。

四、區(qū)塊鏈實訓室測試運行

建設區(qū)塊鏈實訓室后，運用VMware ESXi虛擬化，48用戶并發(fā)連接創(chuàng)建虛擬機，安裝linux，在此基礎上部署Fabric網(wǎng)絡，實現(xiàn)了區(qū)塊鏈的功能需求。

（一）基礎準備

（1）檢查curl，git，wget，docker，docker-compose軟件安裝運行狀態(tài);（2）安裝go環(huán)境;（3）安裝Node.js環(huán)境。

（二）部署hyperledger Fabric

（1）設計目錄結構;（2）下載hyperledger Fabric鏡像;（3）創(chuàng)建測試網(wǎng)絡;

（4）創(chuàng)建通道;（5）安裝和啟動鏈碼;（6）測試。

通過測試，以上方案設計的實訓室完全滿足學校區(qū)塊鏈專業(yè)學生試驗實踐需求，達到建設目標需求。

五、總結

區(qū)塊鏈作為可信機制的新技術，備受各國的重視，當前我國區(qū)塊鏈技術得到大力發(fā)展，急需培養(yǎng)區(qū)塊鏈一線的技術人才，職業(yè)院校區(qū)塊鏈實訓室是區(qū)塊鏈人才培養(yǎng)的基石?；贔abric的區(qū)塊鏈實訓室的建設方案，能夠滿足職業(yè)院校培養(yǎng)區(qū)塊鏈人才的需求，將提高職業(yè)院校教師和學生的職業(yè)技能水平，為國家信息技術發(fā)展做貢獻。

參考文獻：

[1]https：//hyperledger-fabric.readthedocs.io/en/latest/getting_started.html

[2]中國信通院.區(qū)塊鏈白皮書[J].2019（10）.

[3]中國信通院.區(qū)塊鏈白皮書[J].2018（9）.

責任編輯朱守鋰