什么是区块链协议，它们是如何工作的？

Genesis Hack 中的 Protocol Track 邀请开发人员针对现有区块链协议的性能和可扩展性问题构建解决方案，或者从头开始构建全新的协议。 在本文中，我们将尝试通过两个示例区块链协议来理解什么是区块链协议，从而推导出其基本特征。

什么是协议？

我们都知道，计算机科学中的协议是一组用于控制两个或多个电子设备之间数据传输的规则或程序。 协议有助于确定必须如何构建信息以便计算机交换信息如何运行以太坊节点，以及各方将如何发送和接收信息。

常见的 Internet 协议有 TCP/IP、HTTPS 和 DNS。

区块链中的协议

区块链是由多个设备（节点）组成的网络，所有设备都同等重要，通过互联网相互连接。 本质上，区块链是一种分类帐，它以分布式 p2p 方式存储交易，并仅在所有参与节点验证后才记录它们。

这个分布式账本按照预定义的规则工作，这些规则得到网络中所有参与节点（对等方）的同意。 这些规则包括：

这些管理区块链网络的规则称为协议。 它本质上是网络所遵循的一般通信规则。

区块链协议必备术语

分布式账本：分布式账本是一种分布在多个对等节点上的数据库，记录一个接一个地存储在一个连续的账本中。

智能合约：一组编码脚本形式的逻辑规则，可以嵌入区块链中以管理交易。

共识算法：定义在网络上达成共识以验证交易的算法。

硬币和令牌：每个区块链协议都需要数字资产来保持网络运行。 这些也用于激励同行参与网络。 这就需要Coin、Token等数字资产的出现。 在区块链领域，这两个术语经常互换使用，但两者之间存在细微差别。

实际上，硬币和代币是用于为区块链网络提供动力的数字资产。 它们的功能也大致相同。 它们仅在协议中定义的级别上区分。

硬币由协议本身在最低级别定义。 , Coin是区块链网络最新的数字资产。 例如，比特币协议的原生货币是比特币。

代币是由智能合约而非协议在更高层次上定义的数字资产。 例如，以太坊协议有一个原生的以太币。 以太坊允许开发人员在其协议之上构建 dApp。 一个 dApp 的节点通信规则可能与智能和人定义的另一个 dApp 不同。 因此，Token 是 dApp 的原生数字资产。

51% 攻击：某人能够控制超过 50% 的网络节点来修改交易历史并沉迷于双花。

示例：区块链网络上的节点应该将它们形成的块广播到整个网络。 如果一个节点或一组节点开始控制超过 50% 的网络，它可以自己形成块而不将它们广播到网络。 网络仍然沿用公链版本，节点可以通过先在公链上花钱，再在私链上花钱，实现双花。

后来如何运行以太坊节点，由于他们控制了 51% 的网络，他们可以广播他们的私有区块链并形成更长的链。 由于最长链规则是最合法的链，其他参与者将认为这是正确的链。 之前未包含在此链中的交易（因为它是私有的）将被撤销，从而使恶意节点可以访问其他人的钱。

区块链协议示例

比特币网络向世界介绍了区块链。 根据设想的不同目标和用例，设计了不同的协议。 我们将研究三个主要区块链协议的关键属性。

比特币协议

设计目标：允许通过去中心化网络进行加密支付交易。

以太坊协议

设计目标：为开发者提供一个区块链平台，让开发者可以推出自己的区块链项目和去中心化应用。

以太坊区块链提供了一个更大、更广泛的区块链服务视图。 VeChain 和 OmiseGo 等几个加密货币项目已经在以太坊平台上启动。 也成为了dApp开发的平台，开发了Cryptokitties、Brave、PundiX等dApp。

在这项创新之后，推出了多项协议，其中一项或另一项创新。 例如，区块链的全节点验证性质使它们变慢，从而导致可扩展性问题。 Zilliqa、EOS 和 Cardano 是区块链尝试构建可扩展性问题解决方案的一些示例。

区块链协议的另一项创新是不同的共识算法模型。 有了比特币，引入了 PoW 算法。 但后来的发展产生了一些算法，如权益证明（PoS）、委托关系证明（dPoS）等。

Hyperledger 是一种区块链，它试图通过许可协议解决企业区块链采用问题，在该协议中，只有受信任的实体才能加入网络并验证交易。

区块链协议的基本特征

交易和智能合约

区块链本质上是记录交易的分类账。 区块链上的交易是指按照区块链（智能合约）的规则管理资产的交易。

共识

区块链网络上的所有同行都同意验证交易。 这种共识由输入区块链协议层的算法控制。 区块链为所有同行提供每笔交易的相同副本，从而消除信任并创建无信任的分布式网络。

区块链协议的基本特征可以概括为：