IOTA - Què és el Tangle?

El Tangle és el sobrenom que s’utilitza per descriure la capa d’integració de dades i de liquidació de transaccions basada en gràfics acíclics dirigits (DAG) d’IOTA centrada en l’Internet de les coses (IoT). El Tangle és essencialment una cadena de transaccions individuals que es relacionen entre si i s’emmagatzemen a través d’una xarxa descentralitzada de participants de nodes.

És important destacar que Tangle no té miners com a usuaris de la xarxa, ja que els mateixos miners realitzen petites proves computacionals de treball (PoW) per a cada transacció mitjançant la verificació de les transaccions anteriors enviades a la xarxa. Centrat en permetre que la xarxa pugui escalar per a una xarxa global de micropagament de dispositius IoT interconnectats, The Tangle està dissenyat per oferir una solució a la naturalesa heterogènia dels sistemes de cadena de blocs actuals. Com el Tangle paper blanc ho posa:

“Hi ha dos tipus diferents de participants al sistema, els que emeten transaccions i els que aproven les transaccions. El disseny d’aquest sistema crea una discriminació inevitable d’alguns participants, que al seu torn crea conflictes que fan que tots els elements gastin recursos en la resolució de conflictes. Els problemes esmentats justifiquen una cerca de solucions essencialment diferents de la tecnologia blockchain, la base de Bitcoin i moltes altres criptomonedes “.

IOTA - Què és el Tangle?

La xarxa IOTA i el DAG

Actualment, la Fundació IOTA manté la xarxa IOTA i és una de les criptomonedes més conegudes a l’espai actual. La diferència clau que separa IOTA d’altres xarxes de blockchain és que el Tangle, l’estructura de dades subjacent en què es basa IOTA, és en realitat una cadena de blocs “sense blocs”. En lloc de transaccions creades per usuaris que els miners incorporen a blocs, els usuaris funcionen tant com a miners com a creadors de transaccions.

Això és el resultat de l’enredament que comprèn un DAG en lloc d’una cadena de blocs per emmagatzemar el seu llibre major. El focus principal d’utilitzar Tangle és crear un marc escalable per a transaccions, específicament micropagaments, entre dispositius IoT on la xarxa teòricament escalarà proporcionalment a la quantitat de transaccions que s’enviïn a la xarxa. Amb l’escalabilitat, un problema fonamental en les principals plataformes de criptomoneda actuals (tot i que hi ha diverses solucions innovadores en procés), el Tangle està dissenyat per facilitar el creixement d’una vasta xarxa futura de dispositius interconnectats.

En lloc dels miners del Tangle, els creadors de transaccions han de verificar dues transaccions anteriors a la xarxa i cada transacció requereix un petit càlcul PoW en nom de l’usuari. Cal destacar que no s’utilitzen taxes quan s’utilitza un Tangle, ja que la xarxa no és heterogènia, on cal aplicar incentius a diferents participants de l’ecosistema..

La clau del Tangle és el seu ús Gràfics acíclics dirigits (DAG) en lloc d’una cadena de blocs. El DAG funciona efectivament com un gràfic finit dirigit on una col·lecció de vèrtexs (quadrats) estan connectats entre si per arestes (fletxes). Un exemple del gràfic de la Fundació IOTA bloc és a sota.

L’enredat

Cada transacció es representa mitjançant un vèrtex al gràfic i les fletxes representen les connexions d’aprovació entre cada transacció. Cada transacció entrant ha d’aprovar dues transaccions anteriors per validar-se i, com a resultat, les vores (fletxes) representen la connexió de cada transacció amb les anteriors. Per exemple, 5 aprova 2 i 3 mitjançant aprovacions directes, mentre que també és aprovador indirecte d’1.

En particular, la transacció 0 és la transacció de gènesi i, en el cas d’IOTA, contenia tota la MIOTA (moneda IOTA) que mai es crearà. La transacció 6 es coneix com a consell de transacció perquè es tracta d’una transacció no aprovada, que veureu que és important a l’estructura de la transacció..

Guia IOTA

Llegiu: la nostra guia d’IOTA

L’estructura de la transacció

Cada transacció entrant al Tangle ha d’aprovar 2 consells. L’estratègia implementada per seleccionar quins consells seran aprovats per una transacció específica d’entrada és una de les facetes més importants del Tangle. Això es coneix com l’algorisme de selecció de consells i, en el Tangle, s’aconsegueix aprofitant una forma optimitzada de passejades aleatòries, principalment la caminada aleatòria ponderada.

És important destacar que les transaccions al DAG no es reparteixen de manera uniforme a través del temps, hi ha un retard intencionat que fa que les transaccions entrants siguin invisibles durant un curt període de temps per reproduir la latència del món real. L’efecte també és que l’embolic de transaccions és més divers i no només una cadena de transaccions.

L’atzar d’aquesta distribució de transaccions s’aconsegueix mitjançant el Procés de Poisson Point, que és un mètode de probabilitat utilitzat per mapear punts aleatoris en un espai matemàtic, en aquest cas, el DAG. Al Tangle, tot i el retard intencionat de les transaccions entrants, la mitjana global de la taxa de transaccions entrants es manté constant. El símbol Lambda s’utilitza per indicar la taxa mitjana de transaccions entrants i l’equilibri d’una Lambda que no sigui massa alta o baixa és pertinent per mantenir una xarxa diversa de transaccions. Amb un Lambda de 0, la xarxa de transaccions Tangle consistiria únicament en una cadena lineal de transaccions vinculades a només una transacció d’aprovació. Viouslybviament, això no és ideal per a una xarxa escalable de milers de dispositius interconnectats.

Consells sobre transaccions & El passeig aleatori

L’algoritme de selecció de punta del Tangle es basa en un concepte conegut com a passejades aleatòries. Bàsicament, el selector dels consells (transaccions no aprovades) comença a la transacció de gènesi i “camina” linealment a través del DAG cap als consells més recents, d’esquerra a dreta. Hi ha dos tipus de passejades aleatòries:

  • Passeig aleatori sense ponderació
  • Caminada aleatòria ponderada

Un recorregut aleatori sense ponderació selecciona el següent consell de transacció al qual es basarà completament en la mateixa probabilitat. La caminada aleatòria ponderada és més complexa i fa pesos acumulatius a cada salt fins a una punta, i és el que fa servir l’enredat. La imatge següent del bloc IOTA demostra el concepte d’una caminada aleatòria ponderada on els pesos acumulatius que associen una major probabilitat que el selector salti a la punta específica que es demostri mitjançant percentatges.

Passeig aleatori

És important tenir en compte que el procés de caminada aleatòria ponderada només es produeix dues vegades per cada transacció. En el Tangle, les transaccions tenen un pes acumulat en funció del nombre de transaccions que han aprovat de forma directa i indirecta. La raó d’això és mitigar els que s’anomenen “consells mandrosos”, o transaccions que només validen les transaccions antigues, de manera que no es mantenen al dia amb l’estat actual del Tangle. Això és un impediment per a la xarxa, ja que aquestes transaccions no validen les transaccions antigues.

El mètode per establir una regla diferent per a la selecció aleatòria de cada consell com a pas lineal de la caminada aleatòria a través del DAG es coneix com Cadena Markov Monte Carlo (MCMC), que és l’algorisme fonamental de selecció de puntes del Tangle. El MCMC té un paper vital en el model de transaccions del Tangle i s’optimitza amb paràmetres específics necessaris per garantir la validesa i la sostenibilitat del Tangle..

Per tant, el concepte d’utilitzar una caminada aleatòria ponderada acumulativament (MCMC) en lloc de la caminada aleatòria no ponderada permet al Tangle evitar consells mandrosos mitjançant un mecanisme de desincentivació pel qual les transaccions entrants no aprovaran consells mandrosos. El selector del model ponderat és més propens a saltar a puntes més pesades que a puntes més lleugeres. La preferència dels consells més pesats i, finalment, de l’enredament més pesat de les transaccions és important per a l’eventual consens de la xarxa Tangle que resulta del seu disseny asíncron..

Validesa de la transacció i consens eventual

De manera similar a com la cadena de blocs més llarga de Bitcoin representa la major quantitat de PoW realitzada i, per tant, és la cadena més fiable i posteriorment vàlida, al Tangle, la cadena més pesada (més adequadament, la branca més pesada) de les transaccions és el Tangle vàlid. Abans d’endinsar-vos en com s’aconsegueix el consens i la validesa de les transaccions en el Tangle, és important entendre com i per què es considera que el Tangle és asíncron.

En general, atès que l’MCMC s’utilitza com a algorisme de selecció de consells, no tots els usuaris (nodes) veuran el mateix conjunt de transaccions en una instància determinada del Tangle i fins i tot hi pot haver transaccions conflictives. Tanmateix, el qualificatiu diferent aquí és que, a causa del model de pes acumulatiu que s’afegeix a cada transacció, finalment sorgirà una branca de transaccions clarament més pesada sobre una branca més lleugera, que finalment serà descartada. A més, les transaccions prou antigues convergiran en el Tangle més pesat i arribaran a un consens final.

El problema de la doble despesa es veu eficaçment mitigat per la mateixa propietat de pes acumulatiu del Tangle. Les transaccions no vàlides no serien aprovades pels aprovadors (usuaris / miners) i, per això, totes les transaccions posteriors que aprovin transaccions no vàlides es consideraran invàlides. Com que aquestes transaccions específiques no vàlides no tenen gairebé tantes connexions d’aprovació directa o indirecta com connexions vàlides (el pes acumulat es basa en les aprovacions indirectes i directes), passen a formar part de la branca més lleugera del Tangle que finalment es descarta.

Un problema clar des de la perspectiva de l’usuari, però, és que no hi ha manera de saber si la seva transacció es valida o no i aconsegueix el consens com a part de la branca més pesada que finalment arriba a un consens sobre l’estat del Tangle, quan es pren al seu valor nominal. La solució a aquest problema rau en la confiança de confirmació que s’ofereix a cada transacció. En utilitzar una fórmula propietària que mesura la probabilitat d’acceptació d’una transacció al Tangle, cada transacció obté una puntuació de confiança de confirmació notada en un percentatge de probabilitat que s’hagi inclòs.

Es donen més consideració als consells molt ponderats per garantir que la branca més pesada inclogui transaccions vàlides. Finalment, això condueix al consens de transaccions vàlides, però obre la porta a un potencial vector d’atac per a un usuari maliciós amb una potència computacional substancial. Sempre que l’usuari sigui capaç d’enviar tantes o més transaccions que la resta de tota la xarxa combinada, aquest usuari podrà crear transaccions no vàlides i enganyar el Tangle perquè pensi que formen part de la branca vàlida..

El coordinador i l’escalabilitat futura

Per mitigar el problema d’un usuari maliciós que ataca la xarxa de la manera anterior, la Fundació IOTA empra actualment el que es coneix com a Coordinador. El coordinador actua com un mecanisme alternatiu de consens centralitzat, voluntari i temporal per al Tangle.

El coordinador s’utilitza per emetre una transacció fita cada 2 minuts a l’enredament, i es considera que totes les transaccions aprovades pel coordinador tenen una confiança de confirmació immediata del 100%. La implementació del coordinador és controvertida, però lògicament comprensible, ja que la xarxa IOTA no conté prou transaccions entrants que interaccionen entre elles a l’enredat per mitigar de manera autònoma contra el vector d’atac esmentat en aquest moment actual. Tot i que, a mesura que la xarxa continua augmentant, el paper del coordinador es reduirà i, finalment, s’eliminarà, deixant el Tangle funcionar com una xarxa totalment descentralitzada assegurada mitjançant un mecanisme de consens distribuït que utilitza MCMC a tot el DAG.

Conclusió

El Tangle s’ha considerat la cadena de blocs de “pròxima generació” des dels seus inicis originals a l’octubre del 2017. Tot i la controvèrsia sobre la seva implementació i la seva sostenibilitat i potencial a llarg termini, Tangle continua sent un dels conceptes més fascinants del món de les criptomonedes.

Amb les solucions d’escala blockchain a l’horitzó, serà fascinant veure si el Tangle “sense blocs” pot escalar fins a nivells en què funcioni com a marc distribuït per a l’aparició de l’IoT.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me