Genesis Hack中的協議跟蹤邀請開發人員為現有區塊鏈協議的性能和可伸縮性問題構建解決方案，或者從頭構建全新的協議。在本文中，我們將試圖通過兩個示例區塊鏈協議來理解什么是區塊鏈協議，從而推斷其基本特征。

什么是協議？

我們都知道，協議在計算機科學中是一組規則或程序，用來控制兩個或更多電子設備之間的數據傳輸。協議有助于確定為了使計算機交換信息，必須對信息進行結構化，以及各方將如何發送和接收信息。

常見的互聯網協議有TCP/IP、HTTPS和DNS。

區塊鏈中的協議

區塊鏈是由多個設備（節點）組成的網絡，這些設備（節點）都是同等重要的，它們通過互聯網相互連接。從本質上說，區塊鏈是一個分類帳，它以分布式p2p方式存儲交易并在被所有參與節點驗證后才進行記錄。

這種分布式賬本工作在預先定義的規則上，這些規則是網絡中所有參與節點（對等點）都同意的。這些規則包括：

· 如何管理和驗證交易，

· 定義所有參與節點相互交互機制的算法，

· （在某些情況下），應用程序編程接口。

這些控制區塊鏈網絡的規則稱為協議。它本質上是網絡所遵循的通用通信規則。

區塊鏈協議的必備術語

分布式分類賬： 分布式分類賬是一種數據庫類型，分布在多個對等點上，記錄一個接一個地存儲在一個連續的分類賬中。

智能合約：一組編碼腳本形式的邏輯規則，可以嵌入到區塊鏈中來管理事務。

共識算法：定義在網絡上達成協商一致以驗證事務的算法。

Coin和Token：每個區塊鏈協議都需要一個數字資產來保持網絡的運行。這些也被用來激勵參與網絡的同伴。這需要Coin和Token等數字資產的出現。在區塊鏈領域，這兩個術語經常互換使用，但兩者之間有微妙的區別。

實際上，Coin和Token是用于為區塊鏈網絡提供動力的數字資產。它們的功能或多或少也是相同的。只有在協議中定義它們的級別才能區分它們。

Coin由協議本身在最低級別定義。，Coin是區塊鏈網絡的最新數字資產。例如，比特幣協議的原生貨幣是比特幣。

Token是在更高層次上由智能合約而不是協議定義的數字資產。例如，以太坊協議有一個本地的以太幣。以太坊允許開發人員在其協議上構建dApp。一個dApp的節點通信規則可能與另一個由智能和人與人定義的dApp不同。因此，Token是dApp的原生數字資產。

51%攻擊： 某人控制超過50%的網絡節點修改交易歷史和沉溺于雙倍消費的能力。

示例：區塊鏈網絡上的節點應該向整個網絡廣播它們形成的塊。如果一個節點或一組節點開始控制網絡的50%以上，它就可以單獨形成塊，而不向網絡廣播這些塊。網絡仍然遵循區塊鏈的公共版本，節點可以通過先在公共區塊鏈上花錢，然后在私有區塊鏈上花錢，從而實現重復支出。

之后，由于他們控制了51%的網絡，他們可以廣播他們的私有的區塊鏈，并形成更長的鏈。由于最長鏈規則是最合法的鏈，其他參與者會認為這是正確的鏈。以前沒有包含在這個鏈中的事務（因為它是私有的）將被逆轉，讓惡意節點訪問其他人的錢。

區塊鏈協議的例子

比特幣網絡將世界引入了區塊鏈。根據設想的不同目標和用例，設計了不同的協議。我們將研究三種主要區塊鏈協議的關鍵特性。

比特幣協議

設計目標：允許通過分散的網絡加密支付交易。

· 任何人都可以加入的公開的、未經許可的區塊鏈。

· 底層技術組件：加密哈希函數、數字簽名、p2p網絡、公私密鑰加密和工作證明（PoW）共識算法。

· 每個節點都可以訪問區塊鏈上的完整信息。因此，具有去中心化特性。

· 用戶可以進行不可逆的事務，而不需要信任第三方。

· 本機加密貨幣——比特幣

以太坊協議

設計目標：為開發者提供一個區塊鏈平臺，讓他們可以啟動自己的區塊鏈項目和分散的應用程序。

· 公共區塊鏈

· 底層技術：密碼學哈希函數、數字簽名、p2p網絡、公私密鑰加密、以及工作證明共識算法。

· 每個節點都可以訪問區塊鏈上的完整信息。因此，具有去中心化的特性。

· 用戶可以執行不可逆的事務，而不需要信任第三方。

· 本機加密貨幣——以太幣。

以太坊區塊鏈提供了一個更大，更廣闊的視野，以達到區塊鏈可以服務的目標。以太坊平臺啟動了VeChain和OmiseGo等多個加密貨幣項目。它也成為了dApp開發的平臺，并開發了Cryptokitties、Brave、PundiX等dApp。

在這個創新之后，多個協議與一個或另一個創新一起啟動。例如，區塊鏈的所有節點驗證特性使其運行緩慢，從而導致了可伸縮性問題。Zilliqa、EOS和Cardano是嘗試為可伸縮性問題構建解決方案的區塊鏈的一些例子。

區塊鏈協議的另一個創新是不同的共識性算法模型。利用比特幣，引入了PoW算法。但是后來的發展產生了一些算法，如權益證明（PoS）、委托關系證明（dPoS）等。

Hyperledger是一個區塊鏈，它試圖通過一個被許可的協議來解決企業采用區塊鏈的問題，在這個協議中，只有受信任的實體才能加入網絡并驗證交易。

區塊鏈協議的基本特性

交易及智能合約

區塊鏈實質上是進行記錄交易的賬簿。關于區塊鏈的交易是指根據區塊鏈的規則（智能合約）管理資產的交易。

共識

區塊鏈網絡上的所有對等點都一致同意驗證事務。這種共識性是由輸入到區塊鏈協議層的算法控制的。區塊鏈為所有對等點提供了每個事務的相同副本，從而消除了信任，形成了一個不可信的分布式網絡。

區塊鏈協議的基本特征可以總結為：

· 去中心化 ：區塊鏈必須以一種可以訪問和復制的方式存儲網絡上的任何節點。

· 不可變性： 區塊鏈永久記錄所有事務。記錄一旦添加，就不能更改。

· 共識： 區塊鏈上的事務只有在所有參與節點達成協商一致后才進行驗證。