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：它解决了什么问题？

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，这项技术有一些缺点，使其无法用作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收取交易费用的概念。 在快速发展的物联网行业中，小额支付的重要性将会增加，支付超过转移价值的金额是不合理的。

什么是物联网？

2015 年，IOTA 由 David Sonstebo、Sergey Ivancheglo、Dominik Schiener 和博士共同创立。 谢尔盖·波波夫。 IOTA 有一个原生代币 MIOTA，但也可以用不同的加密货币单位来衡量。 IOTA 的固定供应量为 2,779,530,283,277,761 个代币。 在 IOTA 平台上，取消手续费后，交易速度成为关注焦点。 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，也没有额外的加密货币创建，这也消除了非自愿通货膨胀。

IOTA 的愿景是为所有连接的设备提供真实验证和交易的解决方案。 这些交易将激励设备实时提供它们的属性和数据。 这导致了全新的通用应用程序和价值链。 有效数据是有价值的，分布式账本是保证网络真实性和有效性的完美技术之一。

IOTA的特点

IOTA被称为第三代加密货币，它实现了分布式账本，并引入了有向无环图的概念来代替传统的区块链。

IOTA 是可扩展的

系统的可扩展性意味着什么？ 它是系统、网络或进程处理不断增加的工作负载的能力。 简而言之描述比特币的工作机制，这意味着 IOTA 网络可以处理不断增加的工作负载，而不会减慢或停止网络服务。 事实上，通过 IOTA 网络的构建方式，使用 IOTA 的人越多，网络速度就会越快。 这种方法与许多其他加密方法相矛盾描述比特币的工作机制，随着交易的增加，这些方法会减慢网络速度。

IOTA是免费使用的

在大多数传统的区块链技术中，用户系统和验证系统相互竞争。 用户期望出色的客户体验。 这种体验包括便宜或免费的交易，并且快速且安全。 作为使用其计算能力来挖掘或验证交易的补偿，验证系统正在寻找尽可能高的奖励。 这种情况会产生工作量证明和权益证明等冲突。 如果没有足够的费用，矿工就没有动力去操作昂贵的挖矿设备。 没有挖矿，区块链就无法运作。 在高层次上，在 IOTA 网络中，每个新交易都充当对前两个交易的验证。

IOTA致力成为物联网的中坚力量

物联网是连接所有设备的网络。 只能在任何给定时间估计连接设备的数量，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经济做准备。 互联智能设备的经济将以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中数据和价值交换的基础设施，交易可以在分布式环境中安全地执行。

IOTA 使用基于有向无环图 (DAG) 的数学概念，称为缠结。 有向无环图基本上是一个允许互连的存储系统。 定向意味着两个节点之间的所有链接都有一个指定的集合和方向。 非循环意味着不可能在结构内部创建循环。

缠结的术语

下图是一个简单的方格，每个方格代表一个交易，也称为一个站点。 每个站点都包含交易详细信息：发件人、收件人、金额等。每个已识别的站点还将与至少 2 个其他站点建立连接，这些连接称为边缘。 Edge 用于验证交易。

在上图中，大多数站点至少有两条边指向它们。 这些站点是由网络确认的交易。 任何没有 2 条边指向它的站点都是未确认的交易。

看一个更大的缠结，靠近末端的缠结（红色圈出）是一个没有 2 条或更多条边的位点。 这些站点都是新的交易，等待确认，称为'tangle tangles'。

关于新政

如何向 Tangle 添加新交易？ 新交易附加到 Tangle 的至少一个尖点，算法随机选择 2 个尖点。 验证过程的发生是为了确保被验证的交易与之前的交易不冲突（这可以防止双重支出）。 如果所选小费之一不是有效交易，则该小费将被忽略并丢弃，并随机选择一个新小费。 如果一切检查正确，新交易将附加到 2 个尖点，并通过验证。 通过这样做，一个新的交易被添加到缠结和 2 个待处理的交易中。 此外，新交易变成新的缠结，等待以完全相同的方式进行验证。

这种技术使 IOTA 具有难以置信的可扩展性。 每笔新交易都会验证之前的两笔交易，这意味着 IOTA 实际上由于使用量的增加而变得更快。 这与许多当前的区块链平台完全相反。

速度与信任

对于传统的区块链交易，通常的做法是使用确认次数来判断一个区块是否可信。 IOTA 有一个类似但改进的技术，其中每个站点都被分配一个初始值或它自己的权重。 这个数字表示为验证此交易已经完成了多少“工作”。 更多的重量意味着已经做了更多的工作来证明交易的合理性。 自权重可以是 1、3、6、9 等 (3^n)。 每个站点还有一个累计权重，就是自己的权重加上所有批准这笔交易的交易权重之和。

下图假设每个站点的初始权重为1，正方形中间较大的数字是该站点的累计权重，也就是所有链接到它的站点的总和。 较旧的交易通常具有较高的累积权重，这是有道理的，因为它们已经过多次验证。

缠结如何运作

新交易将经历三个步骤。 第一步是使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，这是一种基于哈希的加密算法，可替代 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 每秒交易数领先的关键原因。

第二步是确认小费，新的交易使用选择算法来确认 2 个随机的先前交易。 这确实需要一些计算能力——发起交易的设备将新交易与其他交易进行核对，直到达到某个真实性分数。

第三步，进入缠结进行交易，成为新的风口浪尖。 一旦一笔交易确认了前两笔交易，它就以小费的形式进入缠结，等待未来的交易确认。

缠结与区块链

Tangle解决了传统区块链技术的两大核心问题：可扩展性和挖矿。 IOTA 提供了一个网络，其中每秒的交易量随着每个新交易而增加，这解决了可扩展性的核心问题。 理论上，DAG 每秒可以处理的交易数量没有限制。

交易速度只是可扩展性故事的一部分。 可伸缩性的另一个重要因素是数据存储。 使用区块链，在添加新交易之前通常需要整个链的完整副本。 2018 年 9 月，比特币区块链的存储空间接近 200GB，并呈指数级增长。 并非所有设备都能存储 200GB 的数据，尤其是物联网设备。

IOTA 的缠结比传统区块链要轻得多。 创建和验证交易可以通过仅访问 Tangle 的一小部分来完成，而无需存储整个交易链。 这可以通过在添加新交易并验证 2 个以上交易时获得足够高的累积分数来实现。 新交易不需要针对网络上的每笔交易进行验证，而是需要针对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进行挖掘/验证交易。 只有当补偿高于挖矿成本时，矿工才会使用他们的资源进行挖矿。 由于IOTA一般没有挖矿，所以没有挖矿费，这使得完全免费使用IOTA成为可能。

概括

IOTA 的目的是在机器对机器经济中维护、促进和提供激励。 使用允许可扩展性、近乎即时性和安全性的协议传输价值和信息。 为了跟上物联网日新月异的技术和发展，有必要提供一个底层系统基础设施来支撑物联网。 IOTA 有可能填补这个空白吗？

参考：