AWS Managed Blockchain のハンズオンを解説（補足）する

2022.11.15

こんにちは。 SCSKの樋口です。

2022年に入ってから、「Web3」という言葉をよく聞くようになりました。
「Web3」とは、ブロックチェーン技術を活用した分散型インターネットの概念であり、Google トレンドを見ても、2021年末頃から急速に検索されています。

流行りがあると乗りたくなるのが人の性ということで、ブロックチェーンの環境構築や運用を AWSに任せることができるサービス「Amazon Managed Blockchain」を触ってみましたので記事にまとめます。

本記事の内容

この記事は、AWSが公開している以下のハンズオン資料を補足（解説）したものとなります。

Hyperledger Fabric 1.4: Track-and-Trace Blockchain Workshop
In this workshop, you will build a 2-member Hyperledger Fabric blockchain network and a track-and-trace supply-chain man...
catalog.us-east-1.prod.workshops.aws

英語版しかないこともあり、「やってみた」系の日本語記事は、インターネットでは見つかりませんでした。
ハンズオンの資料自体は、すごく丁寧に記載されているのですが、

  • 最終的に何ができあがるのか分かりにくい
  • 作業指示が分かりにくい箇所がある
  • ソースコードやコマンドの修正が必要なところがある
  • ハンズオン後のお片付けについて言及されていない

等の問題を感じたため、このあたりの補足や解説をしながら、記事にまとめていきたいと思います。

このハンズオンの実施には、AWSアカウントが２つ必要となります。
また無料枠の範囲ではないため、リソースを削除しない場合、2週間で1万円程度のAWS利用料が発生します。

ハンズオンを通してできあがるアプリについて

利用者視点でのアプリ解説

最初にハンズオンのゴールを理解しておくと、これから行う各作業の目的が分かりやすくなります。
まずは、どのようなアプリができあがるのか、利用者視点で解説をします。

ハンズオンでは、Amazon Managed Blockchain を用いて、物流のサプライチェーンを管理する分散型アプリケーション（Dapp）を開発します。

Dapp(Decentralized Application : 分散型アプリケーション)
Dapp とは、ブロックチェーン技術を用いて、複数のノードに取引データが保存されるアプリであり、以下の特徴があります。

  • 大手企業が提供する従来型のアプリのように、データが中央に保存されない。
  • ブロックチェーン技術を用いており、データの改ざんに強い。

ハンズオンでは、2つの会社に、計4つの役割をもつ従業員がいる設定です。

この２社４名が、役割分担をしながら製品の製造から販売までを行います。
製品（商品）は、製造 → 検査 → 発送 → 受取 → ラベル貼り → 販売　のフローをたどっていきます。

この商品の流れを、SCM（Supply Chain Management : サプライチェーンを管理するアプリ）で管理していくのですが、権限が適切に分かれた設定になっています。

例えば「検査」の工程は、supplier の inspector にしかできない権限設定になっているため、inspector 以外の人（supplier の worker や、 retailer の worker, seller）の権限では、このアプリで「検査完了」の内容を登録することはできません。

なお、Dapp であるため、ブロックチェーン台帳は、供給業者と小売業者の2か所（2組織）にあります。
中央のサーバーで保存しているわけではないことがポイントです。

できあがったSCMアプリの動作を解説したスライドショーを作成しましたので、こちらもぜひご覧ください。
（テンポよく「Next Page」ボタンを押していくことで、パラパラ漫画のように動きを理解できると思います。）

構成の観点からのアプリ解説

利用者視点で、どのようなアプリができあがるのかは、１つ前のセクションで説明をしました。
ここからは、アプリがどのような構造になっているのかを説明していきます。

Hyperledger Fabric について

今回のハンズオンでは、Hyperledger Fabric というブロックチェーン・フレームワークを用いてブロックチェーン環境を作っていきます。

Hyperledger Fabric は、参加者を認証することができる許可制ネットワーク（＝プライベートチェーン）であることが特徴で、機密性の高い取引を行う企業ユースに適しています。
また、契約を自動で実行する「スマートコントラクト」にも対応しています。（Hyperledger Fabric では、chaincode と言います。）

詳細な仕様や仕組みは、Hyperledger Fabric を解説している各種ブログや公式ドキュメントを参照ください。

＜参考＞
・Hyperledger Fabric 概要
・Hyperledger fabric で始めるブロックチェーンアプリケーション (1/3) – Qiita
・Hyperledger Fabricのアーキテクチャとchaincodeのデプロイ | Think IT（シンクイット）

今回はプライベートチェーンを用いるため、トランザクションデータが全世界に公開されることはありません。
安心してハンズオンを実行することができます。

作るアプリの構造について

ハンズオンでは、段階を踏んでSCMアプリを作っていきます。
章立てが分かれているものの、「この章は何をしているのか」というのが分かりにくい点もありましたので、簡単に解説をします。

▼ ハンズオンの章立てをキャプチャしたもの

4章：Write and deploy chaincode の章が終わる段階で…

まず、4章：Write and deploy chaincode の章が終わる段階で、以下のような構成ができあがります。

ここまでの段階で、最低限のブロックチェーン環境はできあがります。
実際、コマンドライン上で、製品のステータス情報をブロックチェーンに書き込むことができる状態になっています。

5章：Invoking chaincode via API の章が終わる段階で…

5章：Invoking chaincode via API の章を終える時点で、スマートコントラクト（chaincode）を実行できる API のエンドポイントが作られます。
これは、SCMアプリのWEB画面から、スマートコントラクトを実行できるようにするための API エンドポイント として使われます。

具体的には以下のAWSリソースを第5章で実装します。

  • chaincode を実行する Lambda
  • GraphQL API のエンドポイントである AppSync
  • ユーザー認証用の Cognito userpool

第５章の内容は、ブロックチェーン技術というよりも各種AWSサービスの設定であるため、理解せずに進めても問題ないかと思います。

KeyWord : GraphQL API

API の規格の一つです。
本ハンズオンを実施する上では、広く普及している REST API の仲間だという認識で問題ありません。
（※ REST API との互換性はありません）

6章：Building a frontend の章が終わる段階で…

6章：Building a frontend　の章を終えることで、SCM アプリの完成です。
この章では、WEB アプリのフレームワーク React を用いて SCMアプリを構築・実行します。（アプリは Cloud9上でローカルアプリとして実行）

正直なところ、6章はブロックチェーンというよりも React についての話ですので、理解せずに進めても問題ないかと思います。

 

作業指示の補足情報

ハンズオンを始めるにあたって

再掲になりますが、実施するハンズオンはこちらの内容です。
Hyperledger Fabric 1.4: Track-and-Trace Blockchain Workshop

このハンズオンの実施には、AWS アカウントを２つ利用しますのでご注意ください。
（Retailer 側のアカウントと、Supplier 側のアカウント）

AWS無料枠の範囲ではないため、2週間運用した場合、1万円程度の費用がかかることもご承知おきください。

また、ハンズオンは全編英語で記載されています。
難しい部分は翻訳ツールを併用するなどして進めていきましょう。

とてもボリューミーなハンズオンなので、初めて実施する際は1日程度かかると思ってください。

作業指示が分かりにくいところ

ハンズオン実施にあたって、記載されている作業をどちらの AWS アカウントで実施すればよいかわかりにくい部分がありますので、以下に記載します。

ほとんどのページには、どちらのアカウントで実施する作業なのか注釈があります。

▼ 例：これは両方のアカウントで実施せよと書いてある

▼ 例：これは Retailer 側だけで実施せよと書いてある

しかし、前半部分（特に「Create a network」の章）について、どちらのアカウントで実施する作業か不明瞭でしたので、以下を参照してください。

  AWSアカウントA
（Retailer 側）		 AWSアカウントB
（Supplier 側）
1章：Prerequisites    
    Create a Cloud9 environment ○（実施） ○（実施）
    IAM Configuration ○（実施） ○（実施）
    Modify Cloud9 IAM role ○（実施） ○（実施）
2章：Create a network    
    Using the AWS Management Console ○（実施） ×（実施せず）
    Using the AWS Command Line Interface (CLI) ○（実施） ×（実施せず）
    Using AWS CloudFormation ×（実施せず） ○（実施）
3章：Set up a Fabric client
以降は、指示が明確なため割愛		    

リージョンの修正が必要なところ

このハンズオンは、us-east-1（バージニア北部リージョン） で実施する前提で作られています。

他のリージョンで実施する際は、以下の箇所のコード / コマンドを、適切な値に書き換える必要がありますのでご注意ください。
（例えば、東京リージョンで実施の場合は、 ap-northeast-1 に書き換えてください）

セクション 修正箇所（太字の部分）
第5章：Invoking chaincode via API
└ Create VPC Endpoint		 コマンド7行目
aws ec2 create-vpc-endpoint –vpc-endpoint-type Interface –vpc-id $VPCID –service-name com.amazonaws.us-east-1.secretsmanager –subnet-id $SUBNETID –security-group-ids “$GROUPID” “$DEFAULT_GROUP_ID”
第5章：Invoking chaincode via API
└ Create Lambda Function
└ Write lambda function		 index.js の 14行目
const client = new AWS.SecretsManager({region: ‘us-east-1‘});

コマンド / ソースコード等の修正が必要なところ

ハンズオン制作時のミスかと思われますが、以下の箇所も修正が必要です。

セクション 修正箇所（太字の部分）
第4章：Write and deploy chaincode
└ Create sharing policy

一番最初の、Then let’s create the bucket. のコマンド
（us-east-1 で実施の場合は修正不要。他のリージョンで実施の場合は以下のように修正　参考サイト）

修正前：aws s3api create-bucket –bucket $BUCKET_NAME –region $AWS_DEFAULT_REGION
修正後：aws s3api create-bucket –bucket $BUCKET_NAME –create-bucket-configuration LocationConstraint=$AWS_DEFAULT_REGION

もし、修正してもエラーが出る場合は、以下でもOK
代替コマンド：aws s3 mb s3://$BUCKET_NAME –region $AWS_DEFAULT_REGION
第6章：Building a frontend
└ Write React components		 App.js の 53, 54行目（2箇所）
修正前：worker[‘worker1Password’]
修正後：workerNames[‘worker1Password’]

 

ハンズオンを実施しての感想・所感

はい、非常にボリュームのあるハンズオンでした。。。
（私は調べながら進めたので2日近くの時間がかかりました）

ブロックチェーン（及び Hyperledger fabric）について、技術的な部分についても理解をしていないと、単なる作業になってしまう内容だったと思います。（私も、難しいなと思いながら進めていました。。）

とは言え、そんな複雑なブロックチェーン環境を、これだけの操作で環境構築 & 運用できるようにしているサービスというのは、やはり便利なものだと言えます。
引き続き学習をして、必要な時に適切に活用できるよう、理解を深めていきたいです。

弊社において、ブロックチェーン関連の案件は、まだ多いとは言えません。
しかし海外にも目を向けると、産業界での事例は着実に増えつつあります。
仮想通貨での利用はもちろん、今回のようなサプライチェーンの可視化や文章の管理、証明書発行などの事例は多く耳にするところです。
また、NFT の革新性には目を見張るものもあります。

こういった案件に対応できるよう、これからも事例の調査やサービスの理解に努めて参ります。

 

ハンズオンの後片付け

こちらのハンズオン、なんとリソースの片付け方法が記載されておりません！

基本的には、構築時の逆順に削除をして行けばいいのですが、資料もボリュームが多いため、以下に消すべきリソースとその順序をまとめておきました。参考にしてください。
（CLIで作成したリソースも、一部はマネジメントコンソールで削除しています。）

順番 AWSアカウントA
（Retailer 側）		 AWSアカウントB
（Supplier 側）		 削除対象リソースとその手順
1 ○
（実施）		 ○
（実施）		 マネジメントコンソールを開き、
AppSync の画面から、「SupplyChain API」を削除
2 ○ ○ Cognito の画面から、ユーザープール「ambSupplyChainUsers」を削除
3 ○ ○ Lambda の画面から、関数「ambSupplyChainConnector」を削除
4 ○ ○ 同じく Lambda の画面から、レイヤー「fabric-client-layer」を削除
5 ○ ○ VPC の画面に行き、左ペインの「エンドポイント」から、今回作成された２つのVPCエンドポイントを削除

※ 以下のようなサービス名である
com.amazonaws.ap-northeast-2.managedblockchain.x-xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
com.amazonaws.ap-northeast-2.secretsmanager
6 ○ ○ Cloud9 のターミナルを開き、以下のコマンドを実行し、作成したSecretManagerのリソース６つを削除

aws secretsmanager delete-secret –secret-id “amb/supplychain/$WORKER1_NAME/pk”

aws secretsmanager delete-secret –secret-id “amb/supplychain/$WORKER1_NAME/signcert”

aws secretsmanager delete-secret –secret-id “amb/supplychain/$WORKER2_NAME/pk”

aws secretsmanager delete-secret –secret-id “amb/supplychain/$WORKER2_NAME/signcert”

aws secretsmanager delete-secret –secret-id “HLF-MEMBER-PW-NETWORK-${NETWORKID}-ACCOUNT-${WORKER2_NAME}”

aws secretsmanager delete-secret –secret-id “HLF-MEMBER-PW-NETWORK-${NETWORKID}-ACCOUNT-${WORKER1_NAME}”
7 ○
（実施する）		 ×
（実施しない）		 ＜Retailer 側のアカウントでのみ実施＞
Cloud9 のターミナルから、以下のコマンドを実行し、S3バケットを空にしてから削除           

aws s3 rm s3://$BUCKET_NAME/ –recursive
aws s3api delete-bucket –bucket $BUCKET_NAME
8 ○ ○ セキュリティグループ「HFClientAndEndpoint」を削除
※ 具体的には以下の手順で削除する           

  1. EC2の画面に行き、左ペインの「ネットワークインターフェース」から、
    セキュリティグループ「HFClientAndEndpoint」が関連付けられているインターフェースを選択し、
    [アクション] → [セキュリティグループを変更] を選択
  2. 画面切り替え後「関連付けられたセキュリティグループ」から、「HFClientAndEndpoint」の行の [削除]を選択し、
    [保存]を押下
  3. VPCの画面に行き、左ペインの「セキュリティグループ」から、
    セキュリティグループ名「HFClientAndEndpoint」のものを選択し、
    [アクション] → [セキュリティグループを削除] を選択
9 ×
（実施しない）		 ○
（実施する）		 ＜Supplier 側のアカウントでのみ実施＞
Supplier 側のAmazon Managed Blockchain のリソースを削除           具体的には、CloudFormation の画面に行き、「amb-supplier」のスタックを削除
10 ○
（実施する）		 ×
（実施しない）		 ＜Retailer 側のアカウントでのみ実施＞
Retailer 側のAmazon Managed Blockchain のリソースを削除           

具体的には、Amazon Managed Blockchain の画面に行き、ネットワーク「SupplyChain」を選択。
「メンバー」タブの「Retailer」を選択。２つあるピアノードをそれぞれ削除。（数分待つ）
その後、メンバー「Retailer」自体も削除（削除に10分程度かかる）
11 ○ ○ IAMの画面から、ロール「ServiceLinkedRoleForAmazonManagedBlockchain」を削除
12 ○ ○ 同じく IAMの画面から、ポリシー「AmazonManagedBlockchainControl」を削除

はい、お片付けは以上です。

ハンズオン、お疲れ様でした！

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