在学习区块链开发之初，就有意记录下自己的学习，但是当真正完成了这个demo，又觉得可写的内容乏善可陈。不过无论如何，我还是会记录下这次的学习过程。
这次的学习，目的很明确，基于BCOS通过web3j完成区块链项目的开发。
BCOS和FISCO-BCOS的简介：
- BCOS Block Chain Open Source，是基于以太坊的区块链底层技术平台，应用于联盟链或者私链。和以太坊相比，去掉了代币和钱包，增加了节点的CA认证，共识机制支持PBFT和RAFT，出块速度为秒出块。
- FISCO-BCOS，基于BCOS，增加了权限体系等深度优化，有交易时出块。其自我评价为：达到了金融级的安全和性能，工业级的运维。
BCOS地址：https://github.com/bcosorg/bcos
FISCO-BCOS地址：https://github.com/FISCO-BCOS/FISCO-BCOS
本次只是针对了BCOS学习，尚不包括FISCO-BCOS。以下内容均来自自己的理解，可能存在偏差，若有发现，烦请指出，共同进步。
为方便说明，BCOS所在的路径标识为$BCOS，节点所在路径标识为$BCOS-DATA
分享的内容包括：
- 账户的本质就是一组非对称密钥，包括私有密钥和公开密钥，其中公钥可以生成一个位数更短的账户地址。
- 密钥和链没有必然联系，同一密钥可以用于任何链
- 密钥和节点没有必然联系，同一密钥在同一链的任何节点均可以使用
- 有两种生成的方式，并对应各自不同的管理方式：
- 进入到
$BCOS/tool目录下，运行babel-node accountManager.js，即可生成私钥、公钥和账户地址。
特征：- 私钥为明文，不过，还是可以在自己的应用中运用加密技术对其加密；
- 在需要签名的时候才使用；
- 可以用于制作为USBKEY；
- 不受节点的限制
- 使用SDK，或者命令行工具，运行
personal.newAccount，即可在该节点的$BCOS-DATA/keystore生成一个有用户密码保护的账户文件，其本质还是非对称密钥对。在公开链中，节点关联的第一个账户，即为挖矿的受益账户。
账户文件示例
特征：- 必须和节点建立关系才能使用（拷贝文件到$BCOS-DATA/keystore后重启节点，或者使用SDK或命令行工具，运行
personal.importAccount建立联系）； - 必须通过用户密码，让账户处于解锁状态后（
personal.unlockAccount）才能使用； - 因而，带来的风险为：在账户再次锁定前，任何知道账户地址的人，都可以使用该账户发起交易
- 必须和节点建立关系才能使用（拷贝文件到$BCOS-DATA/keystore后重启节点，或者使用SDK或命令行工具，运行
这里强调一下： 公钥用于加密和验签，私钥用于解密和签名。如果有谁说用私钥加密公钥解密，那就是胡说八道，小心辨析其说的另外的观点。
- 物理数据库为key-value的
LevelDB。无论是区块、账户、合约中的状态（本地变量），均采用key-value形式组织 - 区块上保留有每次交易的信息，以及每次交易时生成的数据。因此针对账户余额，或者合约状态，均可追踪到变更历史
- 每个智能合约都关联着一个能容纳整个宇宙的数组（2^256）来保存合约的状态（本地变量）。 参看：https://segmentfault.com/a/1190000013791133
- 可以理解为：链提供了若干微服务，SDK（支持Node JS的
web3或者支持JAVA的web3j）通过RPC实现微服务的调用 - 一个交易的过程：
- 在节点上发起一个交易，该交易经过节点的验证后，成为pending transaction，并产生一个Transaction Hash，并向全链广播
- 等待区块产生
- 区块产生后，记录该交易（若是合约调用，则同时运行合约方法），并生成一个交易收据（Transaction Receipt），可以由前述HASH查询到。如果合约方法触发了事件，则事件参数会记录在交易数据的Log中。
- SDK中和读写数据相关的方法：
eth_SendRawTransaction，通过该方法提交的交易数据，节点不会做检查。其传递的参数为合约方法、调用参数及类型、返回值类型的编码以及请求账户对前述编码的签名组成的编码。适用于第一种方法生成的账户。eth_SendTransaction，通过该方法提交的交易数据，节点会检查请求账户（from）是否与节点关联并已解锁。适用于第二种方法生成的账户。eth_Call，通过该方法可以查询与账户权限无关的数据。该方法的请求账户（from）会默认为节点关联的第一个账户，如果该节点没有关联账户，则请求账户为：0x00000000000000000000000000000000，因此，该方法无法针对请求账户做权限控制。该方法查询的是本节点上链的数据，不会进行广播。对应的是合约中采用constant returns返回数据的方法。eth_GetTransactionReceipt，查询交易数据（Transaction Receipt），并通过收据中Log获取交易触发的事件
- 合约需要区分为：业务合约、数据合约、业务路由合约、数据路由合约
- 数据合约中，仅完成数据的存取，最多加上访问权限判断（也可以不加，因为直接在链上查询历史数据，从而绕开合约中的权限判断）。数据需要带上版本号。当数据发生了扩展，则生成新的数据合约，并把数据从旧合约迁移到新合约
- 访问业务合约前，先访问业务路由合约从而得到业务合约的地址。如果业务合约升级生成了新合约，则更新路由合约中的值
- 在业务合约访问数据前，先访问数据路由合约，得到数据合约的地址。如果数据扩展生成了新合约，则更新路由合约中的值
- 环境搭建
- 完成BCOS的安装，参看：
https://github.com/bcosorg/bcos/blob/master/doc/manual/manual.md
https://github.com/bcosorg/bcos/wiki/%E4%B8%80%E9%94%AE%E5%BF%AB%E9%80%9F%E5%AE%89%E8%A3%85%E9%83%A8%E7%BD%B2 - 拷贝项目的Solidity目录下的文件到
$BCOS/tool目录下。其中：deploy.js中，增加了一个编译参数。这是因为BCOS的链比较老，solidity 0.4.22以上版本编译的结果，无法调用需要预编译的几个方法，如用于验签的ecrecover。参看：ethereum/solidity#3687web3sync.js中，修复了一个如果合约参数为空时，序列化合约参数时抛异常的bug（未判断参数数组是否为空）
- 运行
babel-node deploy.js xxxx，xxxx包括：HelloWorld、Signature、FactoringPrepareData - 运行
babel-node demoHelloWorld.js和babel-node demoSignature.js，确认合约已部署成功 - 修改
demoFactoringPrepare.js，输入已部署好的Signature的合约地址。运行babel-node demoFactoringPrepare.js，确认合约已部署成功
-
异常处理 Solidity中，有触发异常的代码，如
require、assert，但是还不被web3j支持。
目前的解决方法是，出现异常的时候触发事件，在事件中增加code和errorMessage的返回。 -
开发环境
- JAVA 1.8
- 把
dependence目录下的jar加入到项目中
- 代码介绍
BCOSContract，继承自Contract。根据Node JS版的SDK重写了发送交易的方法，因为Contract.executeTransaction方法提交的交易，始终无法执行合约。同时封装了提交交易和事件触发，使一个完整的交易流程看起来是个同步的流程。修复了Contract.executeCallSingleValueReturn的一个bug，在未获取到返回值时，抛出的异常由数组越界改成了未获取到数据。BCOSAccount，封装了账户，包括密钥对，以及调用的合约方法。HelloWorldContract，封装了你好世界合约的调用。FactoringPrepareDataContract，封装了保理准备数据合约的调用。模拟了核心企业、供应商和保理方的三方签名。
- 合约方法中，参数变量过多，或者合约定义的struct参数过多，会导致编译失败，所以Demo中会切分成getContractContent和getContractSignature两个方法
- 合约方法直接返回值，SDK无法捕获到，目前采用事件的方式来返回值
- 区块大小为2.1M，实测只能对20K（准确的阈值待定）以内的文本数据做验签
在学习过程中，得到了库神的郑凯鸿先生和币成的曹银敏先生在区块链的基础知识方面的帮助，以及............在JAVA开发方面的帮助