任何時(shí)候，看到一個(gè)新的去中心化平臺(tái)，第一個(gè)問題應(yīng)該是: 它能解決什么問題?

比特幣在過去六年的崛起證明了區(qū)塊鏈技術(shù)具有現(xiàn)實(shí)世界的價(jià)值。 然而，這種技術(shù)也有一些缺點(diǎn)，使它不能被用作全球通用的加密貨幣平臺(tái)。 一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是對(duì)任何價(jià)值的交易都收取交易費(fèi)的概念。 在快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中，小額支付的重要性將會(huì)增加，支付大于價(jià)值轉(zhuǎn)移量的費(fèi)用是不合理的。

什么是IOTA?

2015年，由 David Sonstebo，Sergey Ivancheglo，Dominik Schiener 和 dr. Serguei Popov 共同創(chuàng)立了 IOTA。 IOTA有一個(gè)本地代幣 MIOTA，但是也可以使用其他不同的加密貨幣單位來衡量價(jià)值。 IOTA的固定供應(yīng)量為2,779,530,283,277,761枚代幣。 在 IOTA 平臺(tái)上，隨著收費(fèi)的取消，交易速度已經(jīng)成為關(guān)注的焦點(diǎn)。 這使得 IOTA 成為與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合使用的主要區(qū)塊鏈技術(shù)之一。 IOTA 沒有挖礦，也不會(huì)有額外的加密貨幣創(chuàng)造，這也消除了非自愿的通貨膨脹。

IOTA的愿景是，通過核實(shí)真相和交易的解決方案，使所有連接的設(shè)備都能使用。這些交易將激勵(lì)設(shè)備實(shí)時(shí)提供其屬性和數(shù)據(jù)。 這催生了全新的通用應(yīng)用程序和價(jià)值鏈。有效的數(shù)據(jù)是有價(jià)值的，而分布式分類賬是網(wǎng)絡(luò)上保證真實(shí)性和有效性的完美技術(shù)之一。

IOTA的特點(diǎn)

IOTA 被稱為第三代的加密貨幣,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)分布式分類帳本，引入了有向無環(huán)圖的概念，而不是傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈。

IOTA 是可擴(kuò)展的

系統(tǒng)的可擴(kuò)展性意味著什么呢? 它是系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)或進(jìn)程能夠處理越來越多工作負(fù)載的能力。 簡單地說，這意味著 IOTA 網(wǎng)絡(luò)可以處理日益增長的工作量，而不會(huì)減慢或停止網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 事實(shí)上，通過IOTA的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式，使用IOTA的人越多，網(wǎng)速就越快。 這種方法與許多其他加密方法相矛盾，后者隨著交易的增加，網(wǎng)絡(luò)速度會(huì)慢下來。

IOTA是免費(fèi)使用的

在大多數(shù)傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈技術(shù)中，用戶的系統(tǒng)和驗(yàn)證系統(tǒng)是相互競爭的。 用戶希望獲得良好的客戶體驗(yàn)。 這種體驗(yàn)包括一個(gè)便宜或免費(fèi)的交易，而且是快速和安全的。 作為使用其計(jì)算能力來挖掘或驗(yàn)證交易的補(bǔ)償，驗(yàn)證系統(tǒng)在尋找可能的最高回報(bào)。 這種情況造成了沖突，例如工作量證明和權(quán)益證明。 沒有足夠的費(fèi)用，礦工就沒有動(dòng)力去操作昂貴的挖礦設(shè)備。 如果沒有挖礦，區(qū)塊鏈就無法工作。 從高層次上看，在 IOTA 網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)新交易都作為前兩個(gè)交易的驗(yàn)證。

IOTA 正努力成為物聯(lián)網(wǎng)的支柱

物聯(lián)網(wǎng)是連接所有設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。 連接設(shè)備的數(shù)量只能在任何給定的時(shí)間進(jìn)行估算，但是，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量增長非常迅速。 IOTA技術(shù)正在為機(jī)器對(duì)機(jī)器的經(jīng)濟(jì)做準(zhǔn)備。 一個(gè)連接智能設(shè)備的經(jīng)濟(jì)體將以一種完全自主的方式相互通信、支付結(jié)算和交易數(shù)據(jù)。 IOTA將自己定位為，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和價(jià)值交換的基礎(chǔ)設(shè)施，在這里，交易可以在分布式的環(huán)境中安全地執(zhí)行。

IOTA使用一種基于有向無環(huán)圖(DAG)的數(shù)學(xué)概念，叫做 Tangle。 有向無環(huán)圖基本上是一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)，允許相互連接。 有向意味著兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的所有鏈接都有一個(gè)集合和指定的方向。 無環(huán)意味著不可能在結(jié)構(gòu)內(nèi)部創(chuàng)建循環(huán)。

tangle 的術(shù)語

下圖是一個(gè)簡單的tangel，每個(gè)方塊代表一個(gè)交易，也被稱為一個(gè)site。 每個(gè)site包含交易詳情: 發(fā)件人，收件人，金額等。 每個(gè)確認(rèn)的site也將有連接到至少2個(gè)其他的site，這些連接被稱為edge。 edge是用來驗(yàn)證交易。

在上圖中，大多數(shù)site至少有兩條邊指向它們。 這些site是經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)的交易。 任何沒有2個(gè)edge指向它的site都是一個(gè)未確認(rèn)的交易。

看一個(gè)更大的tangle， 接近終點(diǎn)的tangle(圈在紅色)是沒有2個(gè)或更多edge的site。 這些site都是新的交易，正在等待確認(rèn)，稱為'tangle 的尖端'。

關(guān)于新交易

如何將一個(gè)新的交易添加到 Tangle 中呢? 新的交易附加到 Tangle 的至少一個(gè)尖端上，算法會(huì)隨機(jī)選擇2個(gè)尖端。 發(fā)生驗(yàn)證的過程是為了確保被驗(yàn)證的交易與以前的交易不沖突(這可以防止重復(fù)支出)。 如果選擇的尖端之一不是有效交易，則忽略該尖端并放棄該尖端，然后隨機(jī)選擇一個(gè)新的尖端。 如果一切都檢查正確，新的交易就會(huì)附加到2個(gè)尖端，并驗(yàn)證它。 通過這樣做，一個(gè)新的交易被添加到tangle和2個(gè)待確認(rèn)的交易。 此外，新的交易成為一個(gè)新的tangle，等待以完全相同的方式被驗(yàn)證。

這種技術(shù)使 IOTA 具有令人難以置信的可擴(kuò)展性。 每個(gè)新交易都驗(yàn)證之前的兩個(gè)交易，這意味著 IOTA 實(shí)際上由于使用的增多而變得更快。這與當(dāng)前許多的區(qū)塊鏈平臺(tái)完全相反。

速度與信任

對(duì)于傳統(tǒng)區(qū)塊鏈交易，通常的做法是使用確認(rèn)數(shù)量來判斷一個(gè)塊是否值得信任。 IOTA有一個(gè)類似的，但改進(jìn)過的技術(shù)，每個(gè)site被分配一個(gè)初始值或自己的權(quán)重。 這個(gè)數(shù)字表示已經(jīng)做了多少"工作"來驗(yàn)證這個(gè)交易。 權(quán)重越大意味著已經(jīng)做了更多的工作來證明這筆交易。 自權(quán)重可以是1、3、6、9等(3 ^ n)。 每個(gè)site也有一個(gè)累積權(quán)重，這是它自己的權(quán)重加上批準(zhǔn)這項(xiàng)交易的所有交易權(quán)重的總和。

下圖假設(shè)每個(gè)site的初始權(quán)重為1。 在正方形中心的較大數(shù)字是site的累計(jì)權(quán)重，它是鏈接到它的所有site的總和。 較早的交易通常具有較高的累積權(quán)重，這是有意義的，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)被多次驗(yàn)證。

tangle 的工作機(jī)制

新的交易將經(jīng)歷三個(gè)步驟。第一步是用設(shè)備的私鑰簽署交易，這是由設(shè)備自動(dòng)完成的。 IOTA Tangle 使用 Winternitz簽名，這是一種基于哈希值的加密算法，取代了 ECC 橢圓曲線密碼學(xué)。 基于 Winternitz 哈希函數(shù)的簽名處理速度很快，這是 Tangle 在每秒交易速度方面居于領(lǐng)先地位的一個(gè)關(guān)鍵原因。

第二步是確認(rèn)尖端，新交易使用一個(gè)選擇算法來確認(rèn)2個(gè)隨機(jī)的以前交易。 這確實(shí)需要一點(diǎn)計(jì)算能力——啟動(dòng)交易的設(shè)備將新交易與其他交易協(xié)調(diào)起來，直到達(dá)到特定的真實(shí)性評(píng)分。

第三步是為交易進(jìn)入tangle并成為一個(gè)新的尖端。 一旦交易確認(rèn)了之前的兩筆交易，它將以尖端的形式進(jìn)入了tangle，并等待未來的交易確認(rèn)。

tangle vs 區(qū)塊鏈

tangle解決了傳統(tǒng)區(qū)塊鏈技術(shù)的兩個(gè)核心問題: 可擴(kuò)展性和挖礦。IOTA提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)新交易的每秒交易量都在增加，這解決了可擴(kuò)展性的一個(gè)核心問題。 理論上，對(duì)于 DAG 每秒可以處理的交易數(shù)量是沒有限制的。

交易速度只是可伸縮性的一部分。 可伸縮性的另一個(gè)重要因素是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。 使用區(qū)塊鏈，往往需要整個(gè)鏈的完整拷貝，然后才能開始添加新的交易。 2018年9月的時(shí)候，比特幣區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)空間已經(jīng)接近200gb，并呈指數(shù)級(jí)增長。 并不是所有的設(shè)備都可以存儲(chǔ)200gb 的數(shù)據(jù)，尤其是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

IOTA的tangle比傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈要輕得多。創(chuàng)建和驗(yàn)證交易可以通過只訪問一小部分的 Tangle 來完成，不需要存儲(chǔ)整個(gè)交易鏈。這可以通過在添加新交易時(shí)獲得足夠高的累積分?jǐn)?shù)并驗(yàn)證另外2個(gè)交易來實(shí)現(xiàn)。 新交易不需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)交易進(jìn)行驗(yàn)證，而是根據(jù)一些舊交易進(jìn)行驗(yàn)證并為驗(yàn)證提供足夠的真實(shí)性。

區(qū)塊鏈通過工作量證明和權(quán)益證明，存在挖礦/驗(yàn)證交易。礦工只有在補(bǔ)償金高于開采成本的情況下才會(huì)將其資源用于挖礦。由于 IOTA一般沒有挖礦，因而沒有挖礦費(fèi)，這使得IOTA完全免費(fèi)使用成為可能。

小結(jié)

IOTA的目的是在機(jī)器對(duì)機(jī)器的經(jīng)濟(jì)中維護(hù)、促進(jìn)和提供激勵(lì)。使用允許可伸縮、接近即時(shí)和安全的協(xié)議進(jìn)行價(jià)值和信息傳輸。為了跟上不斷變化的技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，這需要提供一個(gè)底層的系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施來支持物聯(lián)網(wǎng)，IOTA 有可能填補(bǔ)這個(gè)空白嗎?