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IOTA,物联网区块链?

任何时候,看到一个新的去中心化平台,第一个问题应该是: 它能解决什么问题?

作者:老曹|2019-01-07 16:19

任何时候,看到一个新的去中心化平台,***个问题应该是: 它能解决什么问题?

比特币在过去六年的崛起证明了区块链技术具有现实世界的价值。 然而,这种技术也有一些缺点,使它不能被用作全球通用的加密货币平台。 一个明显的缺点是对任何价值的交易都收取交易费的概念。 在快速发展的物联网产业中,小额支付的重要性将会增加,支付大于价值转移量的费用是不合理的。

什么是IOTA?

2015年,由 David Sonstebo,Sergey Ivancheglo,Dominik Schiener 和 dr. Serguei Popov 共同创立了 IOTA。 IOTA有一个本地代币 MIOTA,但是也可以使用其他不同的加密货币单位来衡量价值。 IOTA的固定供应量为2,779,530,283,277,761枚代币。 在 IOTA 平台上,随着收费的取消,交易速度已经成为关注的焦点。 这使得 IOTA 成为与物联网结合使用的主要区块链技术之一。 IOTA 没有挖矿,也不会有额外的加密货币创造,这也消除了非自愿的通货膨胀。

IOTA的愿景是,通过核实真相和交易的解决方案,使所有连接的设备都能使用。这些交易将激励设备实时提供其属性和数据。 这催生了全新的通用应用程序和价值链。有效的数据是有价值的,而分布式分类账是网络上保证真实性和有效性的***技术之一。

IOTA的特点

IOTA 被称为第三代的加密货币,实现了一个分布式分类帐本,引入了有向无环图的概念,而不是传统的区块链。

IOTA 是可扩展的

系统的可扩展性意味着什么呢? 它是系统、网络或进程能够处理越来越多工作负载的能力。 简单地说,这意味着 IOTA 网络可以处理日益增长的工作量,而不会减慢或停止网络服务。 事实上,通过IOTA的网络构建方式,使用IOTA的人越多,网速就越快。 这种方法与许多其他加密方法相矛盾,后者随着交易的增加,网络速度会慢下来。

IOTA是免费使用的

在大多数传统的区块链技术中,用户的系统和验证系统是相互竞争的。 用户希望获得良好的客户体验。 这种体验包括一个便宜或免费的交易,而且是快速和安全的。 作为使用其计算能力来挖掘或验证交易的补偿,验证系统在寻找可能的***回报。 这种情况造成了冲突,例如工作量证明和权益证明。 没有足够的费用,矿工就没有动力去操作昂贵的挖矿设备。 如果没有挖矿,区块链就无法工作。 从高层次上看,在 IOTA 网络中,每个新交易都作为前两个交易的验证。

IOTA 正努力成为物联网的支柱

物联网是连接所有设备的网络。 连接设备的数量只能在任何给定的时间进行估算,但是,物联网设备的数量增长非常迅速。 IOTA技术正在为机器对机器的经济做准备。 一个连接智能设备的经济体将以一种完全自主的方式相互通信、支付结算和交易数据。 IOTA将自己定位为,物联网数据和价值交换的基础设施,在这里,交易可以在分布式的环境中安全地执行。

IOTA使用一种基于有向无环图(DAG)的数学概念,叫做 Tangle。 有向无环图基本上是一个存储系统,允许相互连接。 有向意味着两个节点之间的所有链接都有一个集合和指定的方向。 无环意味着不可能在结构内部创建循环。

tangle 的术语

下图是一个简单的tangel,每个方块代表一个交易,也被称为一个site。 每个site包含交易详情: 发件人,收件人,金额等。 每个确认的site也将有连接到至少2个其他的site,这些连接被称为edge。 edge是用来验证交易。

在上图中,大多数site至少有两条边指向它们。 这些site是经过网络确认的交易。 任何没有2个edge指向它的site都是一个未确认的交易。

看一个更大的tangle, 接近终点的tangle(圈在红色)是没有2个或更多edge的site。 这些site都是新的交易,正在等待确认,称为'tangle 的***'。

关于新交易

如何将一个新的交易添加到 Tangle 中呢? 新的交易附加到 Tangle 的至少一个***上,算法会随机选择2个***。 发生验证的过程是为了确保被验证的交易与以前的交易不冲突(这可以防止重复支出)。 如果选择的***之一不是有效交易,则忽略该***并放弃该***,然后随机选择一个新的***。 如果一切都检查正确,新的交易就会附加到2个***,并验证它。 通过这样做,一个新的交易被添加到tangle和2个待确认的交易。 此外,新的交易成为一个新的tangle,等待以完全相同的方式被验证。

这种技术使 IOTA 具有令人难以置信的可扩展性。 每个新交易都验证之前的两个交易,这意味着 IOTA 实际上由于使用的增多而变得更快。这与当前许多的区块链平台完全相反。

速度与信任

对于传统区块链交易,通常的做法是使用确认数量来判断一个块是否值得信任。 IOTA有一个类似的,但改进过的技术,每个site被分配一个初始值或自己的权重。 这个数字表示已经做了多少"工作"来验证这个交易。 权重越大意味着已经做了更多的工作来证明这笔交易。 自权重可以是1、3、6、9等(3 ^ n)。 每个site也有一个累积权重,这是它自己的权重加上批准这项交易的所有交易权重的总和。

下图假设每个site的初始权重为1。 在正方形中心的较大数字是site的累计权重,它是链接到它的所有site的总和。 较早的交易通常具有较高的累积权重,这是有意义的,因为它们已经被多次验证。

tangle 的工作机制

新的交易将经历三个步骤。***步是用设备的私钥签署交易,这是由设备自动完成的。 IOTA Tangle 使用 Winternitz签名,这是一种基于哈希值的加密算法,取代了 ECC 椭圆曲线密码学。 基于 Winternitz 哈希函数的签名处理速度很快,这是 Tangle 在每秒交易速度方面居于领先地位的一个关键原因。

第二步是确认***,新交易使用一个选择算法来确认2个随机的以前交易。 这确实需要一点计算能力——启动交易的设备将新交易与其他交易协调起来,直到达到特定的真实性评分。

第三步是为交易进入tangle并成为一个新的***。 一旦交易确认了之前的两笔交易,它将以***的形式进入了tangle,并等待未来的交易确认。

tangle vs 区块链

tangle解决了传统区块链技术的两个核心问题: 可扩展性和挖矿。IOTA提供了一个网络,其中每个新交易的每秒交易量都在增加,这解决了可扩展性的一个核心问题。 理论上,对于 DAG 每秒可以处理的交易数量是没有限制的。

交易速度只是可伸缩性的一部分。 可伸缩性的另一个重要因素是数据存储。 使用区块链,往往需要整个链的完整拷贝,然后才能开始添加新的交易。 2018年9月的时候,比特币区块链的存储空间已经接近200gb,并呈指数级增长。 并不是所有的设备都可以存储200gb 的数据,尤其是物联网设备。

IOTA的tangle比传统的区块链要轻得多。创建和验证交易可以通过只访问一小部分的 Tangle 来完成,不需要存储整个交易链。这可以通过在添加新交易时获得足够高的累积分数并验证另外2个交易来实现。 新交易不需要根据网络上的每个交易进行验证,而是根据一些旧交易进行验证并为验证提供足够的真实性。

区块链通过工作量证明和权益证明,存在挖矿/验证交易。矿工只有在补偿金高于开采成本的情况下才会将其资源用于挖矿。由于 IOTA一般没有挖矿,因而没有挖矿费,这使得IOTA完全免费使用成为可能。

小结

IOTA的目的是在机器对机器的经济中维护、促进和提供激励。使用允许可伸缩、接近即时和安全的协议进行价值和信息传输。为了跟上不断变化的技术和物联网的发展,这需要提供一个底层的系统基础设施来支持物联网,IOTA 有可能填补这个空白吗?

参考资料:

https://www.iota.org/the-foundation/our-vision

https://en.bitcoinwiki.org/wiki/IOTA#History

https://medium.com/@iotasuppoter/iota-the-hardware-part-a6100b5bb4d5

http://livebitnews.com/featured/iota-or-miota-what-is-the-difference/

(本文编译自https://achainofblocks.com/2018/09/21/what-is-iota-simply-explained-iot/)

【本文来自51CTO专栏作者“老曹”的原创文章,作者微信公众号:喔家ArchiSelf,id:wrieless-com】

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