IOTA-什么是缠结?

缠结是用于描述IOTA的基于物联网(IoT)的基于IOTA有向无环图(DAG)的交易结算和数据完整性层的绰号。缠结本质上是一串相互关联的独立交易,并通过节点参与者的分散网络进行存储.

重要的是,Tangle不具有作为网络用户的矿工,因为他们通过验证提交给网络的先前交易为每个交易执行小型计算工作量证明(PoW),从而充当矿工本身。 Tangle专注于允许网络扩展为互连的IoT设备的全球小额支付网络,旨在为当前区块链系统的异构性质提供解决方案。作为纠结 白皮书 说:

“系统中有两种截然不同的参与者类型:发行交易的参与者和批准交易的参与者。该系统的设计会不可避免地对某些参与者造成歧视,进而造成冲突,使所有人员都将资源用于解决冲突。上述问题证明了寻找与区块链技术,比特币和许多其他加密货币的基础本质不同的解决方案的合理性。”

IOTA-什么是缠结?

IOTA网络和DAG

IOTA网络目前由IOTA基金会维护,是当今空间中最知名的加密货币之一。将IOTA与其他区块链网络区分开来的主要区别在于,Tangle是IOTA构建的基础数据结构,实际上是“无块”区块链。用户不是由矿工将用户创建的交易并入区块中,而是充当矿工和交易的创建者.

这是Tangle包含DAG而不是存储其分类帐的区块链的结果。利用Tangle的主要重点是为物联网设备之间的交易(尤其是小额支付)创建可扩展的框架,其中理论上网络将根据提交给网络的交易量成比例地扩展。随着可扩展性成为当今主要加密货币平台中的一个基本问题(尽管有一些创新的解决方案正在开发中),Tangle旨在促进互联设备的广阔未来网络的发展.

交易的创建者必须代替网络中的矿工,才能验证网络中的两个先前的交易,并且每个交易都需要代表用户进行少量的PoW计算。值得注意的是,使用纠缠不清时无需付费,因为网络不是异构的,因此需要对生态系统中的不同参与者施加激励.

纠结的关键是它的使用 有向无环图 (DAG),而不是区块链。 DAG有效地用作有限有向图,其中顶点(正方形)的集合通过边(箭头)连接在一起。 IOTA Foundation的图表示例 博客 在下面.

纠结

每个交易都由图形上的一个顶点表示,箭头表示每个交易之间的批准连接。每个传入的事务都需要批准两个先前的事务才能得到验证,结果,边(箭头)表示每个事务与先前的事务之间的联系。例如,5个通过直接批准来批准2和3,同时它也是1个的间接批准者.

值得注意的是,交易0是起源交易,在IOTA的情况下,包含所有将要创建的MIOTA(IOTA代币)。事务6被称为事务提示,因为它是未经批准的事务,您将在事务结构中看到这一点很重要.

IOTA指南

阅读:《 IOTA指南》

交易结构

缠结中的每个传入交易都需要批准2条提示。为选择哪些小费将由特定传入交易批准而实施的策略是Tangle最重要的方面之一。这被称为技巧选择算法,在“缠结”中,是通过利用优化形式的随机游动(主要是加权随机游动)来实现的.

重要的是,DAG中的事务不会在整个时间中平均分配,存在故意的延迟,这使得传入的事务在短时间内不可见,以便复制实际延迟。效果还在于交易的纠结更加多样化,而不仅仅是交易链.

交易分散的随机性是通过 泊松点过程, 这是一种概率方法,用于在数学空间(在本例中为DAG)上映射随机点。在“缠结”中,尽管故意延迟了传入交易,但是传入交易的总体平均速率保持不变。 Lambda符号用于表示传入交易的平均速率,而平衡Lambda值的过高或过低与维护多样化的交易网络有关。当Lambda为0时,Tangle交易网络将仅由线性交易链组成,该交易链仅链接至一个批准人交易。显然,这对于包含数千个互连设备的可扩展网络不是理想的.

交易提示 & 随机漫步

缠结的尖端选择算法基于称为随机游走的概念。基本上,提示的选择器(未批准的交易)从创世交易开始,并线性地在DAG上从左到右“走”到最新的提示。随机游走有两种类型:

  • 未加权随机游走
  • 加权随机游走

未加权的随机游动完全基于相等的概率选择下一个要交易的交易提示。加权随机游走更为复杂,并且在每次跳转到小费时都将累积权重,这就是“缠结”的用途。下图 从IOTA博客 演示了加权随机游走的概念,其中累积权重与选择器跳到该特定提示的可能性增加的百分比相关联.

随机漫步

重要的是要注意,加权随机游走过程对于每个事务仅发生两次。在“缠结”中,根据交易已直接或间接批准的交易数量来赋予交易累计权重。这样做的原因是为了减轻所谓的“惰性提示”或仅验证旧交易的交易,从而无法跟上Tangle的当前状态。这是网络的障碍,因为这些交易无法验证旧交易.

为跨DAG的随机游走的线性步长设置每个尖端的随机选择的独特规则的方法称为 马尔可夫链蒙特卡洛 (MCMC)技术,这是Tangle的基本提示选择算法。 MCMC在Tangle的交易模型中起着至关重要的作用,并通过特定参数进行了优化,以确保Tangle的有效性和长期可持续性.

因此,使用累积加权随机游走(MCMC)而不是未加权随机游走的概念使Tangle通过抑制机制避免了懒惰小费,从而懒惰小费将不会被传入交易批准。加权模型中的选择器更倾向于跳到较轻的尖端,而不是较轻的尖端。较重的提示的偏好以及最终较重的Tangle交易对于因其异步设计而导致的Tangle网络最终达成共识非常重要.

交易有效性和最终共识

类似于比特币中最长的区块链代表执行的PoW最多,因此是最可信赖且随后有效的链,在Tangle中,交易中最重的链(更合适的是最重的分支)是有效的Tangle。在深入探讨如何在Tangle中实现交易的最终共识和有效性之前,重要的是要了解如何以及为什么将Tangle视为异步.

通常,由于将MCMC用作提示选择算法,因此并非所有用户(节点)在Tangle的给定实例中都会看到同一组交易,甚至可能存在冲突的交易。但是,这里的独特限定词是,由于将累积权重模型添加到每笔交易中,因此最终一个明显较重的交易分支将出现在较轻的分支上,最终将被丢弃。此外,足够老的交易将融合到更重的Tangle中并最终达成共识.

缠结的相同累积重量属性可有效缓解双重支出问题。无效的交易将不会被批准者(用户/矿工)批准,因此,所有批准无效交易的后续交易都将被视为无效。由于这些特定的无效交易没有直接或间接批准连接的数量比有效连接(累积权重取决于间接和直接批准)的数量少,因此它们成为Tangle的较轻分支的一部分,而该分支最终被丢弃了。.

但是,从用户的角度来看,一个明显的问题是,无法知道他们的交易是否经过验证并达成共识,这是作为较重分支机构的一部分的最终结果,当以面值计时,最终就Tangle状态达成了共识。该问题的解决方案在于为每笔交易提供确认确认。通过使用专有的公式来衡量交易在“纠结”中的接受程度的可能性,每笔交易都将获得一个确认置信度分数,该分数将以包含该可能性的百分比表示.

高权重的提示将得到更多考虑,以确保较重的分支包括有效的交易。最终,这导致达成有效交易的共识,但是,这为具有强大计算能力的恶意用户打开了潜在攻击媒介的大门。只要用户能够发送的交易量比整个网络其余部分的交易总和还多,该用户就可以创建无效交易并诱使Tangle认为它们是有效分支的一部分.

协调者与未来可伸缩性

为了减轻恶意用户以上述方式攻击网络的问题,IOTA Foundation当前采用了所谓的协调器。协调员充当Tangle的集中,自愿和临时替代共识机制.

协调器用于每2分钟在Tangle上发布一个里程碑事务,并且协调员批准的所有事务都被认为具有100%的立即确认置信度。协调器的实现是有争议的,但是在逻辑上是可以理解的,因为IOTA网络在Tangle中不包含足够的彼此交互的传入事务以在当前时间点自动缓解上述攻击媒介。但是,随着网络的不断扩展,协调员的角色将被减少并最终被取消,从而使Tangle成为完全分散的网络,通过在DAG上使用MCMC的分布式共识机制来确保安全.

结论

自从2017年10月最初成立以来,Tangle就被视为“下一代”区块链。尽管围绕其实施以及长期可持续性和潜力存在争议,但Tangle仍然是加密货币领域中更引人入胜的概念之一.

随着即将到来的区块链扩展解决方案,看看“无障碍” Tangle是否可以扩展到充当物联网出现的分布式框架的水平将是令人着迷的.

Mike Owergreen Administrator
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