區塊鏈革命-IOTA?

s0ny
Master’s note
Published in
May 2, 2022

在這「資訊當道」的時代,任何微小的資訊、數據都是一種數位資產,富於價值、可供交易且須被妥善保護。IOTA基金會宣布與Microsoft、Samsung、Cisco等20家國際級企業共同實驗數據市集(data marketplace)專案,想嘗試利用纏結網路(Tangle)儲存並傳輸來自全球的醫療、物聯網、工業4.0等領域數據,並建立一個開放的資料市場,讓企業、個人、甚至是聯網的設備本身都能在市集中買賣數據,預期可達到優化產品設計、增加作業效率、促進人工智慧發展等目標。

IOTA起源於2015年底,由四位創辦人Sergey Ivancheglo、Serguei Popov、David Sontesbo以及Dominik Schienern所創建。「IOTA」由名字來看顧名思義就是與物聯網有關,目的希望建造一個速度快、不需手續費且具有高度擴充性的協議,讓使用者(P2P)之間或硬體裝置(M2M)之間能透過IOTA交換資料。

與區塊鏈不同的是,IOTA帳本的組成既沒有區塊也沒有鏈,而是使用有向無環圖(Directed Acyclic Graph, DAG)的技術,並把該技術稱為「Tangle」。

那Tangle是什麽?

我們可以從IOTA Blog的The Tangle: an Illustrated Introduction文章的最一開始,看到Tangle是如何運作的。

The Tangle: an Illustrated Introduction

上圖的每個方塊意味著一筆交易,而從圖的最左邊為最早進入到Tangle的交易,而最右邊是剛加進Tangle的交易。每當新的交易進來Tangle的時候,就一定會選擇兩筆先前的交易進行驗證並批准,如圖上的交易13批准交易9與10,而13是剛進來的交易還沒有被批准,所以交易13被稱為「Tip」。

那麼再有一筆新的交易進入到Tangle是如何選擇先前兩個Tip的呢?

這就是IOTA獨特的關鍵技術,透過了一些數學(隨機漫步、帕松分佈等數學模型)來達成隨機選擇Tip的策略(數學公式推導可見Iota的whitepaper),使得新進來的交易可以選擇先前兩個Tip進行驗證批准,就如下面的Gif圖示可以看出,當鼠標放在交易上時,紅色的交易意味被它進行驗證批准,藍色的交易意味著驗證批准它的交易,灰色的交易則是Tip。 (GIF圖示上方則是交易總數以及交易流入到Tangle的速度)

以上是簡化後的IOTA帳本組成方式,理論上使用IOTA交易的人越多,IOTA的TPS交易速度反而會增加,再更簡單一點的說,使用IOTA的人同時必須為IOTA做一點事。但以目前IOTA的TPS還是有所限制,主要是因為為了保護主網,而添加的協調器還尚未移除,這也是被質疑說IOTA不夠去中心化的原因,因為協調器是可以掌控整個IOTA交易,以防止被雙花攻擊(Double Spending)的可能性。

我們可以繼續從白皮書可以更細部的探討,這樣的隨機漫步方式選擇Tip雖然看似隨機,但其實上並不隨機,因為這是人為所制定的策略使得看起來很隨機,但這可能會造成有人惡意產生大量的tip來驗證惡意的交易或分叉帳本,所以在這個情況下,Tangle還加入了權重的概念,讓最新進來的交易可以驗證好的Tip。(會再開一篇新的文章特別解釋Tangle的權重概念,這個相當地重要,使得帳本可以避免被受到一些攻擊)

除了Tangle之外,IOTA還使用了不少前衛的技術,例如平衡三位元、一次性簽名等技術,要一一解釋可能需要分為好幾篇文章進行敘述,所以後續會提起IOTA目前的特性優點以及缺點,還有目前的發展與面臨到的狀況。

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