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

什么是協(xié)議？

我們都知道，協(xié)議在計算機科學中是一組規(guī)則或程序，用來控制兩個或更多電子設備之間的數(shù)據(jù)傳輸。協(xié)議有助于確定為了使計算機交換信息，必須對信息進行結(jié)構(gòu)化，以及各方將如何發(fā)送和接收信息。

常見的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議有TCP/IP、HTTPS和DNS。

區(qū)塊鏈中的協(xié)議

區(qū)塊鏈是由多個設備（節(jié)點）組成的網(wǎng)絡，這些設備（節(jié)點）都是同等重要的，它們通過互聯(lián)網(wǎng)相互連接。從本質(zhì)上說，區(qū)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(jié)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(guī)則上，這些規(guī)則是網(wǎng)絡中所有參與節(jié)點（對等點）都同意的。這些規(guī)則包括：

· 如何管理和驗證交易，

· 定義所有參與節(jié)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(qū)塊鏈網(wǎng)絡的規(guī)則稱為協(xié)議。它本質(zhì)上是網(wǎng)絡所遵循的通用通信規(guī)則。

區(qū)塊鏈協(xié)議的必備術(shù)語

分布式分類賬： 分布式分類賬是一種數(shù)據(jù)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(xù)的分類賬中。

智能合約：一組編碼腳本形式的邏輯規(guī)則，可以嵌入到區(qū)塊鏈中來管理事務。

共識算法：定義在網(wǎng)絡上達成協(xié)商一致以驗證事務的算法。

Coin和Token：每個區(qū)塊鏈協(xié)議都需要一個數(shù)字資產(chǎn)來保持網(wǎng)絡的運行。這些也被用來激勵參與網(wǎng)絡的同伴。這需要Coin和Token等數(shù)字資產(chǎn)的出現(xiàn)。在區(qū)塊鏈領(lǐng)域，這兩個術(shù)語經(jīng)常互換使用，但兩者之間有微妙的區(qū)別。

實際上，Coin和Token是用于為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡提供動力的數(shù)字資產(chǎn)。它們的功能或多或少也是相同的。只有在協(xié)議中定義它們的級別才能區(qū)分它們。

Coin由協(xié)議本身在最低級別定義。，Coin是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的最新數(shù)字資產(chǎn)。例如，比特幣協(xié)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(xié)議定義的數(shù)字資產(chǎn)。例如，以太坊協(xié)議有一個本地的以太幣。以太坊允許開發(fā)人員在其協(xié)議上構(gòu)建dApp。一個dApp的節(jié)點通信規(guī)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(shù)字資產(chǎn)。

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

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

之后，由于他們控制了51%的網(wǎng)絡，他們可以廣播他們的私有的區(qū)塊鏈，并形成更長的鏈。由于最長鏈規(guī)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(zhuǎn)，讓惡意節(jié)點訪問其他人的錢。

區(qū)塊鏈協(xié)議的例子

比特幣網(wǎng)絡將世界引入了區(qū)塊鏈。根據(jù)設想的不同目標和用例，設計了不同的協(xié)議。我們將研究三種主要區(qū)塊鏈協(xié)議的關(guān)鍵特性。

比特幣協(xié)議

設計目標：允許通過分散的網(wǎng)絡加密支付交易。

· 任何人都可以加入的公開的、未經(jīng)許可的區(qū)塊鏈。

· 底層技術(shù)組件：加密哈希函數(shù)、數(shù)字簽名、p2p網(wǎng)絡、公私密鑰加密和工作證明（PoW）共識算法。

· 每個節(jié)點都可以訪問區(qū)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(xié)議

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

· 公共區(qū)塊鏈

· 底層技術(shù)：密碼學哈希函數(shù)、數(shù)字簽名、p2p網(wǎng)絡、公私密鑰加密、以及工作證明共識算法。

· 每個節(jié)點都可以訪問區(qū)塊鏈上的完整信息。因此，具有去中心化的特性。

· 用戶可以執(zhí)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(qū)塊鏈提供了一個更大，更廣闊的視野，以達到區(qū)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(fā)的平臺，并開發(fā)了Cryptokitties、Brave、PundiX等dApp。

在這個創(chuàng)新之后，多個協(xié)議與一個或另一個創(chuàng)新一起啟動。例如，區(qū)塊鏈的所有節(jié)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(gòu)建解決方案的區(qū)塊鏈的一些例子。

區(qū)塊鏈協(xié)議的另一個創(chuàng)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(fā)展產(chǎn)生了一些算法，如權(quán)益證明（PoS）、委托關(guān)系證明（dPoS）等。

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

區(qū)塊鏈協(xié)議的基本特性

交易及智能合約

區(qū)塊鏈實質(zhì)上是進行記錄交易的賬簿。關(guān)于區(qū)塊鏈的交易是指根據(jù)區(qū)塊鏈的規(guī)則（智能合約）管理資產(chǎn)的交易。

共識

區(qū)塊鏈網(wǎng)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(qū)塊鏈協(xié)議層的算法控制的。區(qū)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(wǎng)絡。

區(qū)塊鏈協(xié)議的基本特征可以總結(jié)為：

· 去中心化 ：區(qū)塊鏈必須以一種可以訪問和復制的方式存儲網(wǎng)絡上的任何節(jié)點。

· 不可變性： 區(qū)塊鏈永久記錄所有事務。記錄一旦添加，就不能更改。

· 共識： 區(qū)塊鏈上的事務只有在所有參與節(jié)點達成協(xié)商一致后才進行驗證。