IOTA,物聯網區塊鏈？

任何時候，看到一個新的去中心化平臺，第一個問題應該是: 它能解決什麼問題？ 

比特幣在過去六年的崛起證明了區塊鏈技術具有現實世界的價值。 然而，這種技術也有一些缺點，使它不能被用作全球通用的加密貨幣平臺。 一個明顯的缺點是對任何價值的交易都收取交易費的概念。 在快速發展的物聯網產業中，小額支付的重要性將會增加，支付大於價值轉移量的費用是不合理的。

什麼是IOTA？

2015年，由 David Sonstebo，Sergey Ivancheglo，Dominik Schiener 和 dr. Serguei Popov 共同創立了 IOTA。 IOTA有一個本地代幣 MIOTA，但是也可以使用其他不同的加密貨幣單位來衡量價值。 IO他的固定供應量為2,779,530,283,277,761枚代幣。 在 IOTA 平臺上，隨著收費的取消，交易速度已經成為關注的焦點。 這使得 IOTA 成為與物聯網結合使用的主要區塊鏈技術之一。 IOTA 沒有挖礦，也不會有額外的加密貨幣創造，這也消除了非自願的通貨膨脹。

IO他的願景是，通過核實真相和交易的解決方案，使所有連線的裝置都能使用。這些交易將激勵裝置實時提供其屬性和資料。 這催生了全新的通用應用程式和價值鏈。有效的資料是有價值的，而分散式分類賬是網路上保證真實性和有效性的完美技術之一。

IO他的特點

IOTA 被稱為第三代的加密貨幣,實現了一個分散式分類帳本，引入了有向無環圖的概念，而不是傳統的區塊鏈。 

IOTA 是可擴充套件的

系統的可擴充套件性意味著什麼呢？ 它是系統、網路或程式能夠處理越來越多工作負載的能力。 簡單地說，這意味著 IOTA 網路可以處理日益增長的工作量，而不會減慢或停止網路服務。 事實上，通過IO他的網路構建方式，使用IO他的人越多，網速就越快。 這種方法與許多其他加密方法相矛盾，後者隨著交易的增加，網路速度會慢下來。

IOTA是免費使用的

在大多數傳統的區塊鏈技術中，使用者的系統和驗證系統是相互競爭的。 使用者希望獲得良好的客戶體驗。 這種體驗包括一個便宜或免費的交易，而且是快速和安全的。 作為使用其計算能力來挖掘或驗證交易的補償，驗證系統在尋找可能的最高回報。 這種情況造成了衝突，例如工作量證明和權益證明。 沒有足夠的費用，礦工就沒有動力去操作昂貴的挖礦裝置。 如果沒有挖礦，區塊鏈就無法工作。 從高層次上看，在 IOTA 網路中，每個新交易都作為前兩個交易的驗證。 

IOTA 正努力成為物聯網的支柱

物聯網是連線所有裝置的網路。 連線裝置的數量只能在任何給定的時間進行估算，但是，物聯網裝置的數量增長非常迅速。 IOTA技術正在為機器對機器的經濟做準備。 一個連線智慧裝置的經濟體將以一種完全自主的方式相互通訊、支付結算和交易資料。 IOTA將自己定位為，物聯網資料和價值交換的基礎設施，在這裡，交易可以在分散式的環境中安全地執行。

IOTA使用一種基於有向無環圖(DAG)的數學概念，叫做 Tangle。 有向無環圖基本上是一個儲存系統，允許相互連線。 有向意味著兩個節點之間的所有連結都有一個集合和指定的方向。 無環意味著不可能在結構內部建立迴圈。

tangle 的術語

下圖是一個簡單的tangel，每個方塊代表一個交易，也被稱為一個site。 每個site包含交易詳情: 發件人，收件人，金額等。 每個確認的site也將有連線到至少2個其他的site，這些連線被稱為edge。 edge是用來驗證交易。

在上圖中，大多數site至少有兩條邊指向它們。 這些site是經過網路確認的交易。 任何沒有2個edge指向它的site都是一個未確認的交易。

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

關於新交易

如何將一個新的交易新增到 Tangle 中呢？ 新的交易附加到 Tangle 的至少一個尖端上，演算法會隨機選擇2個尖端。 發生驗證的過程是為了確保被驗證的交易與以前的交易不衝突(這可以防止重複支出)。 如果選擇的尖端之一不是有效交易，則忽略該尖端並放棄該尖端，然後隨機選擇一個新的尖端。 如果一切都檢查正確，新的交易就會附加到2個尖端，並驗證它。 通過這樣做，一個新的交易被新增到tangle和2個待確認的交易。 此外，新的交易成為一個新的tangle，等待以完全相同的方式被驗證。

這種技術使 IOTA 具有令人難以置信的可擴充套件性。 每個新交易都驗證之前的兩個交易，這意味著 IOTA 實際上由於使用的增多而變得更快。這與當前許多的區塊鏈平臺完全相反。

速度與信任

對於傳統區塊鏈交易，通常的做法是使用確認數量來判斷一個塊是否值得信任。 IOTA有一個類似的，但改進過的技術，每個site被分配一個初始值或自己的權重。 這個數字表示已經做了多少”工作”來驗證這個交易。 權重越大意味著已經做了更多的工作來證明這筆交易。 自權重可以是1、3、6、9等(3 ^ n)。 每個site也有一個累積權重，這是它自己的權重加上批准這項交易的所有交易權重的總和。

下圖假設每個site的初始權重為1。 在正方形中心的較大數字是site的累計權重，它是連結到它的所有site的總和。 較早的交易通常具有較高的累積權重，這是有意義的，因為它們已經被多次驗證。

tangle 的工作機制

新的交易將經歷三個步驟。第一步是用裝置的私鑰簽署交易，這是由裝置自動完成的。 IOTA Tangle 使用 Winternitz簽名，這是一種基於雜湊值的加密演算法，取代了 ECC 橢圓曲線密碼學。 基於 Winternitz 雜湊函式的簽名處理速度很快，這是 Tangle 在每秒交易速度方面居於領先地位的一個關鍵原因。

第二步是確認尖端，新交易使用一個選擇演算法來確認2個隨機的以前交易。 這確實需要一點計算能力——啟動交易的裝置將新交易與其他交易協調起來，直到達到特定的真實性評分。

第三步是為交易進入tangle併成為一個新的尖端。 一旦交易確認了之前的兩筆交易，它將以尖端的形式進入了tangle，並等待未來的交易確認。

tangle vs 區塊鏈

tangle解決了傳統區塊鏈技術的兩個核心問題: 可擴充套件性和挖礦。IOTA提供了一個網路，其中每個新交易的每秒交易量都在增加，這解決了可擴充套件性的一個核心問題。 理論上，對於 DAG 每秒可以處理的交易數量是沒有限制的。

交易速度只是可伸縮性的一部分。 可伸縮性的另一個重要因素是資料儲存。 使用區塊鏈，往往需要整個鏈的完整拷貝，然後才能開始新增新的交易。 2018年9月的時候，比特幣區塊鏈的儲存空間已經接近200gb，並呈指數級增長。 並不是所有的裝置都可以儲存200gb 的資料，尤其是物聯網裝置。

IO他的tangle比傳統的區塊鏈要輕得多。建立和驗證交易可以通過只訪問一小部分的 Tangle 來完成，不需要儲存整個交易鏈。這可以通過在新增新交易時獲得足夠高的累積分數並驗證另外2個交易來實現。 新交易不需要根據網路上的每個交易進行驗證，而是根據一些舊交易進行驗證併為驗證提供足夠的真實性。

區塊鏈通過工作量證明和權益證明，存在挖礦/驗證交易。礦工只有在補償金高於開採成本的情況下才會將其資源用於挖礦。由於 IOTA一般沒有挖礦，因而沒有挖礦費，這使得IOTA完全免費使用成為可能。

小結

IO他的目的是在機器對機器的經濟中維護、促進和提供激勵。使用允許可伸縮、接近即時和安全的協議進行價值和資訊傳輸。為了跟上不斷變化的技術和物聯網的發展，這需要提供一個底層的系統基礎設施來支援物聯網，IOTA 有可能填補這個空白嗎？

參考資料:

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

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

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

• IOTA or MIOTA What is The Difference?

（本文編譯自https://achainofblocks.com/2018/09/21/what-is-iota-simply-explained-iot/）