IOTA详解：了解核心技术
探索 IOTA 的基本原理，这是一种创新的分布式账本技术，旨在实现可扩展且无手续费的机器对机器交易的未来。
IOTA 是一种专为蓬勃发展的物联网 (IoT) 生态系统设计的下一代分布式账本技术。与使用顺序区块记录交易的传统区块链不同，IOTA 采用一种名为 Tangle 的独特结构——有向无环图 (DAG)——它无需矿工即可实现高交易吞吐量、零费用和可扩展性。
IOTA 的核心理念是通过提供一个快速且可扩展的平台，使设备能够自主交互，从而增强机器间的通信和交易能力。
随着越来越多的智能设备在包括制造业、交通运输业和医疗保健业在内的众多行业中互联互通，这种架构显得尤为重要。IOTA 基金会由 David Sønstebø、Sergey Ivancheglo、Dominik Schiener 和 Sergey Popov 于 2015 年创立，是一家总部位于德国的非营利组织，旨在促进 IOTA 在全球范围内的采用和发展，并推动其标准化。
IOTA 的主要特性
- 免手续费交易： IOTA 支持数据或价值转移，无需支付交易费用，从而实现可持续的微交易。
- 可扩展性： 网络活动增加可提高交易速度，而非导致网络拥塞。
- 抗量子攻击： 采用面向未来的加密算法，以抵御量子计算的威胁。
- 资源效率： 适用于低功耗环境传感器和嵌入式系统等设备对于物联网应用至关重要。
由于该网络不依赖传统意义上的矿工或验证者，网络中的每个参与者都会在发出新交易前验证之前的两笔交易，从而为网络的安全性和速度做出贡献。这有助于消除传统区块链协议的瓶颈。
总而言之，IOTA 旨在创建一个全新的数据和价值交换层，以更好地满足日益增长的机器驱动型生态系统的需求。
IOTA 的核心是 Tangle，这是一种与传统区块链显著不同的数据结构。Tangle 并非将交易组织成顺序区块，而是基于 有向无环图 (DAG)，允许并行添加交易，从而增强了可扩展性和去中心化特性。
在 Tangle 中，每笔新交易都必须先确认两笔先前的交易。这一要求有两个作用：验证先前的交易并通过用户参与来保障网络安全。
该流程包括：- 小费选择： 新交易通过算法选择两个“小费”（未确认的交易）进行批准。
- 工作量证明 (PoW)： 执行轻量级 PoW 来验证所选交易，确保抵御垃圾邮件。
- 验证： 一旦获得批准，交易将被广播到网络并成为账本的一部分。
这种设计与比特币或以太坊等主流区块链中依赖挖矿的共识系统有着本质区别。随着提交的交易数量增加，整体确认率也会提高——理论上这可以提高可扩展性。Tangle 不会在高峰时段减速，反而会加速。
与由验证者或矿工决定账本状态的区块链不同，IOTA 的 Tangle 赋予每个用户贡献者的角色。
这种民主化的模型降低了延迟，并促进了真正的去中心化，因为网络生态系统中不存在中央权威或控制权。协调器和 Chrysalis： 虽然早期的 Tangle 有一个名为协调器的中心节点来抵御攻击，但 IOTA 基金会一直在稳步向完全去中心化过渡。随着 2021 年实施的 Chrysalis 升级（IOTA 1.5），可用性、性能和可靠性均得到显著提升，为在 Coordicide 领导下构建完全去中心化系统奠定了基础。Tangle 的独特架构使其成为处理大量频繁的小规模数据或价值交换应用场景的理想选择，例如传感器网络、自动驾驶汽车或智能制造单元。由于每个设备在发出新交易之前都会验证过去的交易，因此随着网络规模的增长，其速度和稳定性都会增强——将可扩展性从障碍转化为优势。
IOTA 的架构为多个行业的广泛应用开辟了道路。其免手续费的交易和高可扩展性使其适用于去中心化物联网中的微支付、数据完整性和安全通信。让我们来探讨一下最突出的应用案例：
1. 智能制造
在工业环境中，配备传感器的机器可以自主进行诊断、请求维护，甚至通过机器对机器 (M2M) 支付订购备件。IOTA 协议能够以高精度和完整性实现这种自动化和数据记录。
2. 供应链透明度
IOTA 有助于追踪整个供应链中的原材料和产品，提供端到端的可见性。每个接触点——运输、转运、存储——都可以记录在 Tangle 上，从而建立可追溯性和防篡改文档。这在食品安全、制药和奢侈品行业尤为重要。
3.出行与智慧城市
在智能交通系统中，IOTA 可以实现无缝、自动化的收费和停车缴费、车辆诊断以及汽车共享机制。其免手续费的特性使得按分钟计费切实可行且经济高效。
4. 能源网络与可持续性
去中心化的能源市场可以利用 IOTA 实现生产者、消费者和储能解决方案之间直接的能源交易自动化。智能传感器可以监控能源的生产和消耗，并以完全透明的方式实时调整能源流动。
5. 身份与访问控制
借助 IOTA，个人和设备可以维护自主身份。这些凭证可在网络中使用，无需第三方中介即可进行身份验证和安全交互。这消除了互联环境中的欺诈和数据泄露。
6.数据完整性和货币化
由于数据交易可以免费记录，IOTA 使传感器和设备能够通过市场将其数据货币化。研究人员或组织可以实时订阅经过验证且未被篡改的数据集，从而最大限度地提高价值和透明度。
此外，与博世、大众和戴尔等组织的战略合作伙伴关系，以及欧盟“地平线2020”计划下的各项举措，进一步巩固了 IOTA 在现实世界中的影响力。随着生态系统的成熟以及 Coordicide 移除其中央协调器，IOTA 将更好地支撑物联网革命。
展望未来，互联设备、去中心化服务和智能自动化将主导未来，IOTA 的 Tangle 为未来的数字经济提供了一个具有前瞻性、适应性和资源高效的解决方案。
