IOTA-もつれとは何ですか?

Tangleは、モノのインターネット(IoT)に焦点を当てたIOTAの有向非巡回グラフ(DAG)ベースのトランザクション決済およびデータ整合性レイヤーを説明するために使用されるモニカです。 Tangleは基本的に、相互にリンクされ、ノード参加者の分散型ネットワークを介して格納される一連の個別のトランザクションです。.

重要なことに、Tangleには、ネットワークに送信された以前のトランザクションを検証することにより、トランザクションごとに小さな計算プルーフオブワーク(PoW)を実行することにより、ネットワークのユーザーとしてのマイナーがマイナー自身として機能しません。 Tangleは、相互接続されたIoTデバイスのグローバルマイクロペイメントネットワークに合わせてネットワークを拡張できるようにすることに重点を置いており、現在のブロックチェーンシステムの異種性に対するソリューションを提供するように設計されています。もつれとして 白書 それを置く:

「システムには、トランザクションを発行する参加者とトランザクションを承認する参加者の2つの異なるタイプの参加者がいます。このシステムの設計により、一部の参加者の避けられない差別が生じ、その結果、すべての要素が競合の解決にリソースを費やす競合が発生します。前述の問題は、ビットコインや他の多くの暗号通貨の基礎であるブロックチェーンテクノロジーとは本質的に異なるソリューションの検索を正当化します。」

IOTA-もつれとは何ですか?

IOTAネットワークとDAG

IOTAネットワークは現在IOTAFoundationによって維持されており、今日の宇宙で最もよく知られている暗号通貨の1つです。 IOTAを他のブロックチェーンネットワークから分離する主な違いは、IOTAが構築されている基盤となるデータ構造であるTangleが、実際には「ブロックレス」ブロックチェーンであるということです。ユーザーによって作成されたトランザクションがマイナーによってブロックに組み込まれるのではなく、ユーザーはマイナーとトランザクションの作成者の両方として機能します.

これは、元帳を格納するためのブロックチェーンではなくDAGで構成されるTangleの結果です。 Tangleを利用する主な焦点は、IoTデバイス間のトランザクション、特にマイクロペイメントのスケーラブルなフレームワークを作成することです。このフレームワークでは、ネットワークに送信されるトランザクションの量に比例してネットワークが理論的にスケーリングされます。今日の主要な暗号通貨プラットフォームではスケーラビリティが根本的な問題であり(いくつかの革新的なソリューションが開発中ですが)、Tangleは相互接続されたデバイスの広大な将来のネットワークの成長を促進するように設計されています.

Tangleのマイナーの代わりに、トランザクションの作成者はネットワーク内の2つの以前のトランザクションを検証する必要があり、各トランザクションはユーザーに代わって小さなPoW計算を必要とします。特に、エコシステムの個別の参加者にインセンティブを適用する必要があるネットワークは異種ではないため、Tangleを利用する場合は料金はかかりません.

もつれの鍵は、その使用です 有向非巡回グラフ (DAG)ブロックチェーンではなく。 DAGは、頂点のコレクション(正方形)がエッジ(矢印)で接続されている有限有向グラフとして効果的に機能します。 IOTAFoundationのグラフの例 ブログ 以下です.

もつれ

各トランザクションはグラフ上の頂点で表され、矢印は各トランザクション間の承認接続を表します。各着信トランザクションは、検証されるために2つの前のトランザクションを承認する必要があり、その結果、エッジ(矢印)は各トランザクションの前のトランザクションへの接続を表します。たとえば、5は直接承認を通じて2と3を承認しますが、1の間接承認者でもあります。.

特に、トランザクション0はジェネシストランザクションであり、IOTAの場合、これまでに作成されるすべてのMIOTA(IOTAコイン)が含まれています。トランザクション6は未承認のトランザクションであるため、トランザクションのヒントと呼ばれます。これは、トランザクション構造で重要であることがわかります。.

IOTAガイド

読む:IOTAガイド

トランザクション構造

Tangleの各着信トランザクションは、2つのヒントを承認する必要があります。特定の着信トランザクションによって承認されるヒントを選択するために実装された戦略は、Tangleの最も重要な側面の1つです。これはチップ選択アルゴリズムとして知られており、Tangleでは、最適化された形式のランダムウォーク、主に加重ランダムウォークを活用することで実現されます。.

重要なのは、DAG内のトランザクションが時間全体に均等に分散されていないことです。意図的な遅延があり、実際の遅延を再現するために、着信トランザクションが短期間見えなくなります。その効果は、トランザクションのもつれが、トランザクションのチェーンだけでなく、より多様になることでもあります。.

このトランザクションの広がりのランダム性は、 ポアソン点過程, これは、数学空間(この場合はDAG)にランダムな点をマッピングするために使用される確率の方法です。タングルでは、着信トランザクションの意図的な遅延にもかかわらず、着信トランザクションの全体的な平均レートは一定のままです。シンボルLambdaは、着信トランザクションの平均レートを示すために使用され、高すぎたり低すぎたりしないLambdaのバランスを取ることは、トランザクションの多様なネットワークを維持することに関係します。ラムダが0の場合、Tangleトランザクションのネットワークは、1つの承認者トランザクションのみにリンクされたトランザクションの線形チェーンのみで構成されます。明らかに、これは何千もの相互接続されたデバイスのスケーラブルなネットワークには理想的ではありません.

取引のヒント & ランダムウォーク

もつれの先端選択アルゴリズムは、ランダムウォークとして知られる概念に基づいています。基本的に、ヒント(未承認のトランザクション)のセレクターは、ジェネシストランザクションから始まり、DAGを左から右に、最新のヒントに向かって直線的に「歩きます」。ランダムウォークには2つのタイプがあります。

  • 重み付けされていないランダムウォーク
  • 加重ランダムウォーク

重み付けされていないランダムウォークは、完全に等しい確率に基づいて、ジャンプする次のトランザクションのヒントを選択します。加重ランダムウォークはより複雑で、先端へのジャンプごとに累積加重を配置し、Tangleが使用するものです。下の画像 IOTAブログから セレクターが特定のチップにジャンプする確率の増加に関連する累積的な重みがパーセンテージで示される、重み付きランダムウォークの概念を示します.

ランダムウォーク

加重ランダムウォークプロセスは、トランザクションごとに2回しか発生しないことに注意することが重要です。タングルでは、トランザクションは、直接的および間接的に承認したトランザクションの数に基づいて累積的な重みが与えられます。これは、いわゆる「レイジーヒント」、つまり古いトランザクションのみを検証するトランザクションを軽減し、Tangleの現在の状態に追いついていないためです。これらのトランザクションは古いトランザクションを検証しないため、これはネットワークの障害になります.

DAGを横切るランダムウォークの線形ステップとして、各チップのランダム選択に個別のルールを設定する方法は、 マルコフ連鎖モンテカルロ (MCMC)技術、これはもつれの基本的な先端選択アルゴリズムです。 MCMCは、Tangleのトランザクションモデルで重要な役割を果たし、Tangleの有効性と長期的な持続可能性を確保するために必要な特定のパラメーターで最適化されます.

したがって、重み付けされていないランダムウォークではなく累積的に重み付けされたランダムウォーク(MCMC)を使用するという概念により、Tangleは、怠惰なヒントが着信トランザクションによって承認されないという阻害メカニズムを通じて、怠惰なヒントを回避できます。加重モデルのセレクターは、軽いチップよりも重いチップにジャンプする傾向があります。より重いヒントの優先度、そして最終的にはより重いトランザクションのもつれは、非同期設計から生じるTangleネットワークの最終的なコンセンサスにとって重要です。.

トランザクションの有効性と最終的なコンセンサス

ビットコインで最も長いブロックチェーンが最も実行されたPoWを表し、したがって最も信頼性が高く、その後有効なチェーンであるのと同様に、Tangleでは、トランザクションの最も重いチェーン(より適切には最も重いブランチ)が有効なTangleです。 Tangleでトランザクションの最終的なコンセンサスと有効性がどのように達成されるかを理解する前に、Tangleが非同期と見なされる方法と理由を理解することが重要です。.

一般に、MCMCがチップ選択アルゴリズムとして採用されているため、すべてのユーザー(ノード)がTangleの特定のインスタンスで同じトランザクションのセットを表示するわけではなく、競合するトランザクションが存在する場合もあります。ただし、ここでの明確な修飾子は、累積ウェイトのモデルが各トランザクションに追加されるため、最終的には明らかに重いトランザクションのブランチが軽いブランチの上に出現し、最終的には破棄されることです。さらに、十分に古いトランザクションは、より重いもつれに収束し、最終的にコンセンサスに達します.

二重支払いの問題は、Tangleの同じ累積重量プロパティによって効果的に軽減されます。無効なトランザクションは承認者(ユーザー/マイナー)によって承認されないため、無効なトランザクションを承認する後続のすべてのトランザクションは無効と見なされます。これらの特定の無効なトランザクションには、有効な接続ほど多くの直接または間接の承認接続がないため(累積的な重みは、間接および直接の承認に基づいています)、最終的に破棄されるTangleのより軽いブランチの一部になります。.

ただし、ユーザーの観点からの明らかな問題は、トランザクションが検証され、より重いブランチの一部としてコンセンサスを達成するかどうかを知る方法がないことです。この問題の解決策は、各トランザクションに与えられる確認の信頼性にあります。 Tangleでのトランザクションの受け入れレベルの確率を測定する独自の式を使用することにより、各トランザクションには、含まれている可能性のパーセンテージで示される確認信頼スコアが与えられます。.

より重いブランチに有効なトランザクションが含まれるように、重みの高いヒントがさらに考慮されます。最終的に、これは有効なトランザクションのコンセンサスにつながりますが、かなりの計算能力を持つ悪意のあるユーザーに対する潜在的な攻撃ベクトルへの扉を開きます。ユーザーがネットワーク全体の残りの部分を合わせた数以上のトランザクションを送信できる限り、そのユーザーは無効なトランザクションを作成し、Tangleをだまして有効なブランチの一部であると思わせることができます。.

コーディネーターと将来のスケーラビリティ

悪意のあるユーザーが上記の方法でネットワークを攻撃する問題を軽減するために、IOTA Foundationは現在、コーディネーターと呼ばれるものを採用しています。コーディネーターは、Tangleの集中型、自発的、一時的な代替コンセンサスメカニズムとして機能します.

コーディネーターは、Tangleで2分ごとにマイルストーントランザクションを発行するために使用されます。コーディネーターによって承認されたすべてのトランザクションは、100%の即時確認信頼度があると見なされます。コーディネーターの実装については議論の余地がありますが、論理的には理解できます。IOTAネットワークには、現時点で前述の攻撃ベクトルを自律的に軽減するのに十分な、Tangle内で相互作用する着信トランザクションが含まれていないためです。ただし、ネットワークの拡張が進むにつれて、コーディネーターの役割は減少し、最終的には削除されます。Tangleは、DAG全体でMCMCを利用する分散コンセンサスメカニズムによって保護された完全分散型ネットワークとして機能します。.

結論

Tangleは、2017年10月の最初の開始以来、「次世代」ブロックチェーンとして固定されています。その実装と長期的な持続可能性と可能性をめぐる論争にもかかわらず、Tangleは暗号通貨の分野で最も魅力的な概念の1つです。.

ブロックチェーンスケーリングソリューションが間近に迫っている中で、「ブロックレス」タングルがIoTの出現のための分散フレームワークとして機能するレベルにスケーリングできるかどうかを確認することは注目に値します.

Mike Owergreen Administrator
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