IOTA，物聯網區塊鏈？
任何時候，看到一個新的去中心化平臺，***個問題應該是: 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，支付大于價值轉移量的費用是不合理的。
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。 IOTA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，這也消除了非自愿的通貨膨脹。
IOTA的愿景是，通過核實真相和交易的解決方案，使所有連接的設備都能使用。這些交易將激勵設備實時提供其屬性和數據。 這催生了全新的通用應用程序和價值鏈。有效的數據是有價值的，而分布式分類賬是網絡上保證真實性和有效性的***技術之一。
IOTA的特點
IOTA 被稱為第三代的加密貨幣,實現了一個分布式分類帳本，引入了有向無環圖的概念，而不是傳統的區塊鏈。
IOTA 是可擴展的
系統的可擴展性意味著什么呢? 它是系統、網絡或進程能夠處理越來越多工作負載的能力。 簡單地說，這意味著 IOTA 網絡可以處理日益增長的工作量，而不會減慢或停止網絡服務。 事實上，通過IOTA的網絡構建方式，使用IOTA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，后者隨著交易的增加，網絡速度會慢下來。
IOTA是免費使用的
在大多數傳統的區塊鏈技術中，用戶的系統和驗證系統是相互競爭的。 用戶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***回報。 這種情況造成了沖突，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設備。 如果沒有挖礦，區塊鏈就無法工作。 從高層次上看，在 IOTA 網絡中，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
物聯網是連接所有設備的網絡。 連接設備的數量只能在任何給定的時間進行估算，但是，物聯網設備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。 一個連接智能設備的經濟體將以一種完全自主的方式相互通信、支付結算和交易數據。 IOTA將自己定位為，物聯網數據和價值交換的基礎設施，在這里，交易可以在分布式的環境中安全地執行。
IOTA使用一種基于有向無環圖(DAG)的數學概念，叫做 Tangle。 有向無環圖基本上是一個存儲系統，允許相互連接。 有向意味著兩個節點之間的所有鏈接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創建循環。
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也將有連接到至少2個其他的site，這些連接被稱為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是經過網絡確認的交易。 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***'。
關于新交易
如何將一個新的交易添加到 Tangle 中呢? 新的交易附加到 Tangle 的至少一個***上，算法會隨機選擇2個***。 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沖突(這可以防止重復支出)。 如果選擇的***之一不是有效交易，則忽略該***并放棄該***，然后隨機選擇一個新的***。 如果一切都檢查正確，新的交易就會附加到2個***，并驗證它。 通過這樣做，一個新的交易被添加到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展性。 每個新交易都驗證之前的兩個交易，這意味著 IOTA 實際上由于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
對于傳統區塊鏈交易，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準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。***步是用設備的私鑰簽署交易，這是由設備自動完成的。 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。 基于 Winternitz 哈希函數的簽名處理速度很快，這是 Tangle 在每秒交易速度方面居于領先地位的一個關鍵原因。
第二步是確認***，新交易使用一個選擇算法來確認2個隨機的以前交易。 這確實需要一點計算能力——啟動交易的設備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并成為一個新的***。 一旦交易確認了之前的兩筆交易，它將以***的形式進入了tangle，并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: 可擴展性和挖礦。IOTA提供了一個網絡，其中每個新交易的每秒交易量都在增加，這解決了可擴展性的一個核心問題。 理論上，對于 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數據存儲。 使用區塊鏈，往往需要整個鏈的完整拷貝，然后才能開始添加新的交易。 2018年9月的時候，比特幣區塊鏈的存儲空間已經接近200gb，并呈指數級增長。 并不是所有的設備都可以存儲200gb 的數據，尤其是物聯網設備。
IOTA的tangle比傳統的區塊鏈要輕得多。創建和驗證交易可以通過只訪問一小部分的 Tangle 來完成，不需要存儲整個交易鏈。這可以通過在添加新交易時獲得足夠高的累積分數并驗證另外2個交易來實現。 新交易不需要根據網絡上的每個交易進行驗證，而是根據一些舊交易進行驗證并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于開采成本的情況下才會將其資源用于挖礦。由于 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
IOTA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信息傳輸。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持物聯網，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
http://livebitnews.com/featured/iota-or-miota-what-is-the-difference/
(本文編譯自https://achainofblocks.com/2018/09/21/what-is-iota-simply-explained-iot/)
【本文來自51CTO專欄作者“老曹”的原創文章，作者微信公眾號：喔家ArchiSelf,id:wrieless-com】
