一文了解：物联网区块链IOTA

IOTA 是一种分布式账本技术 (DLT)，具有独特的架构和开源产品套件，供个人、企业和机构在 Web3 中使用。IOTA 建立在称为 Tangle 的有向无环图 (DAG) 之上，可以将其描绘为多维区块链，可以通过直接和安全的传输在去中心化平台上交换数据和价值，并在网络上执行和永久记录。

IOTA是什么

IOTA（Internet of Things Application，物联网应用）是一个致力于为物联网 (IoT) 经济中的机器对机器支付提供支持的区块链，可以让嵌入家庭、企业和工厂机器中的所有计算设备能够进行交流、收发数据并进行零手续费交易。

例如，人们可以通过一个连接到去中心化的无人机送水队订购饮用水；高速公路上的车辆可以进行互动，IOTA 让这些活动的发生成为可能。

IOTA 与其临时网络 Shimmer 一起，旨在提供解决方案来建立安全且无需许可的基础设施，从而推动未来的经济。

通过以太坊兼容的智能合约、先进的共识算法和深思熟虑的平衡激励形式的自动信任，实现去中心化应用程序( dApps )的开发。

IOTA 提供用于创建和管理自定义 Layer2 (EVM) 链、部署智能合约、铸造具有独特功能的原生代币和 NFT 以及向用户引入数字身份的工具。

IOTA 2.0 将于 2024 年推出，是一个协议升级，将重建 IOTA 的架构以实现完全去中心化。

IOTA基金会

IOTA 基金会成立于 2015 年，是一家慈善非营利组织，总部位于德国柏林，是历史最悠久的加密货币项目之一。

凭借其由开发人员、设计师、工程师和企业家组成的全球网络，它开发了 IOTA 协议并指导开源治理，使该技术达到生产成熟度，供跨行业和用例的企业和个人采用。

IOTA 的创始人旨在创建一种可以扩展的技术，同时寻求减少或消除区块链技术的一些限制，例如交易费用和处理速度。IOTA 基金会现在专注于实现“所有人的数字自治”，重点是在商业中建立信任和透明度。

当前的一项举措涉及开发基础设施，以加密货币表示现实世界的资产，以促进此类资产的交易，目标是连接物理世界和数字世界，使非流动资产具有流动性并可广泛交易，从而带来新的经济机会。

近年来，两个组织成立，帮助推动 IOTA 的采用，并利用 IOTA 技术发展合作伙伴和建设者的生态系统。

1. Tangle 生态系统协会 (TEA)是一家总部位于瑞士的非营利协会，为生态系统项目、联盟、合作伙伴、第三方集成和建设者分配赠款和资金。
2. IOTA 生态系统 DLT 基金会，总部位于阿拉伯联合酋长国阿布扎比，是第一个在该国监管机构注册的 DLT 基金会。

Shimmer是什么

Shimmer 是 IOTA 主网的临时网络，新协议变更在 IOTA 主网上实施之前，在这里接受功能、可扩展性和安全性评估。

Shimmer 与典型测试网络的区别在于它有一个名为 SMR 的代币，该代币在主要交易所活跃交易。此功能为网络赋予了真正的货币价值，增强了测试即将到来的协议更改的动力。

目前，Shimmer 使用 Stardust 协议版本运行，促进代币化以及将 Layer2 智能合约链集成到 Layer1 中。

此外，Shimmer 是 Shimmer EVM 的指定网络，Shimmer EVM 是一种 Layer2 解决方案，可在基础层之上实现智能合约编程。

Tangle是什么

Tangle 是 IOTA 的底层 DAG，通过分散的计算机网络（称为“节点”）进行复制，是跟踪代币所有权的分散基础，并提供了多种独特的功能。

Tangle 形成了一个区块网络，每个新区块都链接到多个旧区块，形成一个互连的网络。

在这种结构中，较新的区块错综复杂地附加到多个较旧的区块上，从而形成高度互连、高效且灵活的结构，超越了区块链中使用的单一线程。

由于 Tangle 是一种 DAG，因此比传统区块链技术更快地确认微小交易。加上没有矿工，IOTA 上的交易不必等待包含在新生成的区块中，也不需要任何代币费用即可由网络处理。这些因素赋予了 IOTA 有利的扩展特性。

协调员（IOTA Coo）

IOTA 网络的另一个核心成员是“协调员”，即 Coo。这是早期为了保护 Tangle 这个分布式网络而开发的，可以看作是一个由 IOTA 基金会控制的中心化主节点。Coo 会定期发布可以对 IOTA Tangle 进行检查的零价值交易。

IOTA Coo 的职能是验证 Tangle 上进行的交易。只有在 IOTA Coo 验证并宣布交易有效时，交易才会被确认，由此赋予了 Coo 巨大的权利并实现了 IOTA 网络的去中心化。

Coordicide (IOTA V2)

IOTA 网络引入了 Coordicide，作为 Coo 之外的第二选择，它是一个无 Coo 的 Tangle 解决方案。在加密领域，Coo 被赋予的权利过大，可能导致部分交易无效，因此常常被抨击。

此外，Coo 容易受到网络攻击，可能严重损坏 Tangle 。因此，致力于终结 IOTA 的中心化模式并将其转换为去中心化网络的 Coordicide 应运而生。

Coordicide 提供了一种通过投票解决冲突交易的方法。各节点将进行投票并相互协商，来确定这些互相冲突的交易中哪些是有效的。

每个节点都有机会对冲突的交易提出要求或发表意见。一个节点向另一个随机节点提出要求时，就会发起一轮投票。达到预先确定的投票轮数和共识后，节点便会选择出合法的交易。

IOTA的功能

IOTA 开发了一系列开源产品，旨在与现有系统集成的大规模现实用例。其中包括供应链跟踪、数字身份、价值转移和去中心化金融的解决方案。这些产品允许企业和开发人员利用 Web3 技术的属性。

IOTA Identity

IOTA Identity 是一个开源框架，可为任何在线实体提供安全且可验证的签名。这允许创建网络系统，在个人、组织和事物之间建立信任。

IOTA Identity可以被认为是个人和事物的数字护照，允许在线身份的认证和验证。它还可以被视为任何受 GDPR 或安全许可等法规约束的网络实体的监管控制点。

未来，IOTA Identity 将充当在线交互的单一信任来源，而不是错综复杂的用户名和密码集合。

IOTA智能合约协议

IOTA 智能合约协议使智能合约能够在 IOTA 网络上构建。传统合同要求中介机构建立信任并证明条款和条件已得到满足，而智能合同则根据硬编码规则执行协议。

各方像传统合同一样同意协议条款，但智能合同的执行是在网络内并通过网络进行的。只要合同的条款和条件在网络内注册，执行就是一个自动过程，无论这意味着支付所提供的服务还是所有权或契约的转让。

Layer2链

IOTA 链框架使任何人都可以部署 WASM 或基于 EVM 的 Layer2 智能合约网络并将其锚定到 IOTA Layer1。

Layer1 代币化

使用 IOTA 数字资产框架代币化的资产是一等公民，受益于与原生 IOTA 代币相同水平的安全性和可扩展性。包括智能合约链在内的任何人都可以在 IOTA 网络上创建自定义代币，从而实现在 Layer2 智能合约链中拥有、管理和表示的资产的 Layer1 表示。

通过 IOTA 代币化框架创建的资产可以通过使用 IOTA Tangle 作为传输层，免费从一个 IOTA 链转移到另一个 IOTA 链。

Firefly钱包

Firefly 钱包是 IOTA 官方钱包，是 IOTA 生态系统的安全入口点，基于行业标准和安全第一的方法。其他社区构建的钱包，例如 Bloom 也能够使用。

IOTA 2.0

在任何分布式账本技术中，共识机制对于在网络中的节点之间就账本中的区块和交易达成一致至关重要。

IOTA 的共识是委托权益证明，任何节点都可以成为验证者节点，并加入规模有限的验证者委员会，对共识进行“投票”。在 IOTA 2.0 中，验证者委员会定期发布验证块以减少通信开销并最大限度地缩短确认时间。

IOTA 的共识建立在三个主要机制之上：

• 并行写入使每个节点能够并行添加和验证区块；
• On-Tangle 投票意味着每个验证者都拥有通过质押和委托而获得的给定投票权；
• 如果出现双花，则批准权重较大的交易获胜。

与大多数区块链架构不同，IOTA 使用不依赖矿工的共识机制。这意味着不需要大型矿场及其相关的能源成本来确定批准的交易。IOTA 的共识方法被认为需要显着减少基本交易处理的电力。

虽然根据一些分析，流行的区块链可以利用足够为小国家供电的能源，但初步计算表明，在相同的交易负载下，IOTA 的能源使用量仅相当于一美分的一小部分。

IOTA代币

IOTA 的代币经济模型围绕两个关键资产：IOTA 代币和 Mana。这两种资产都可以通过用户的帐户访问，用户可以通过该帐户质押他们的 IOTA 代币并帮助验证网络或将其委托给验证者。

账户是 IOTA 账本的核心组成部分。在 IOTA 2.0 中，账户将用于持有 Mana 发行区块、质押代币成为验证者以及通过参与质押领取奖励。

账户通过持有 IOTA 代币积累 Mana，并销毁它们以在 Tangle 上发布区块。这意味着账户所有者本身可以成为区块发行者，而不是依赖于另一个参与者，根据 IOTA 的可访问性原则行使他们的数字自主权。

IOTA代币经济学

IOTA 代币是 IOTA 主网内价值转移的媒介。然而，与其他加密货币不同的是，通过基础代币无需支付任何费用，这意味着 IOTA 代币会被转移到接收者，而无需矿工或其他中介机构抽取佣金。

IOTA 的总供应量为 4,600,000,000 IOTA。IOTA 的最小面额称为“微”，有六位小数，因此总供应量为4,600,000,000,000,000 微。

2023 年 10 月 4 日，IOTA 主网升级为在 Stardust 协议下运行。随着升级，供应量发生了变化，初始供应量约为 2,779,530,283 IOTA（准确地说是 2,779,530,283,277,761 微秒）增加至 4,600,000,000 IOTA（4,600,000,000,000,000 微秒），新增供应量约为 1,820,46 9,716 个 IOTA 被分配给所有者，并在几年内既得利益。

Mana

Mana 是 IOTA 网络中的一种稀缺资源，负责执行多种任务，包括防御女巫攻击。MIOTA 代币所有者获得 Mana，活跃节点排在新节点之前，节点可能被授予优先处理权。

此外，MIOTA 持有者可以出租 Mana 换取 IOTA 代币或现金。

IOTA 共识模型是一种利用节点投票解决各交易争端的机制。从 IOTA 2.0 开始，IOTA 网络引入了一种称为 Mana 的有限资源。

Mana 为节点建立了一种影响 IOTA 协议结构不同组成部分的方法，可以被视为 IOTA 共识模型的核心。

Mana 可以被看成是 IOTA 网络中具有多种用途的工具，包括：

• 速率控制：作为一种防止女巫攻击的控制机制，用户的消息或交易将根据他们拥有的 Mana 数量进行发送或处理。
• 快速概率共识（FPC）投票：用户的意见是否予以考虑将很大程度取决于他们所拥有的 Mana 数量。各节点的 Mana 状态或拥有的 Mana 数量可在公共分类账（Tangle）中查看。这样，在随机选择节点来查询冲突交易时就有可能考虑 Mana。因此，在 FPC 投票中，一个节点将随机选择其他节点来接收其意见，这将取决于该节点拥有的 Mana 数量。
• 通过自动对等（Auto-Peering）避免了日蚀攻击。

Mana 可以被视为与 MIOTA 对等的声誉代币，由 IOTA 网络内的用户拥有，与 IOTA 代币的比例相等，具有各种不同的用例。

质押和委托

用户可以从其帐户中质押代币，成为协议中的验证者或将代币委托给另一个验证者。质押和委托的进入门槛较低，因为任何代币持有者都可以创建自己的区块并参与验证。

质押者需要锁定他们的代币才能成为验证者，从而增加对网络安全的承诺。通过流动性委托，可以随时支出资金，无需等待。

因此，质押和委托支持网络的安全，同时保持尽可能低的进入门槛。

IOTA的优势

1. 提升效率：IOTA 是一种开源技术，可以简化、保护和自动化在不同设备之间发送数据或传输价值的任何进程，提升效率。
2. 去中心化，解决信任问题：IOTA 网络中的每个节点对事务进行验证，然后将它们发送到执行相同操作的其他节点。因此，所有有效事务都由所有节点商定，从而消除了信任网络中单个事务的需要。
3. 确保账本的不可逆和透明：分类账中的所有交易都是不变和透明的。形成有效可追溯验证的记录。
4. 安全保障：IOTA 使用抗量子密码技术来保护网络安全，并防止攻击者窃取IOTA 代币。IOTA 网络是点对点网络。没有中央管理机构控制交易分类账，相反，所有节点都持有一份副本，并运行包含 IOTA 协议的软件，以实现对其内容的协议自动化。
5. 节约成本：不需要支付订阅费，也不需要签署合同。甚至交易也可以免费发送，从而减少任何不必要的摩擦以节约大量成本。
6. 可拓展性：附加在分类帐上的每一项交易，将对前两项交易进行验证。这个过程使 IOTA 具有难以置信的可拓展性，因为通过网络传播的新事务越多，其他事务被验证的速度就越快。

如何使用IOTA

与网络交互

直接与 IOTA 交互的一种方法是在计算机或服务器上设置节点。这将允许你直接与处于当前状态的 Tangle 进行交互。

建立在IOTA之上

对于构建去中心化应用程序的开发人员和项目，IOTA 提供了两项举措：

Touchpoint

Touchpoint 是一个孵化器计划，为利用 IOTA 和附属技术的团队提供智能资金、量身定制的专业知识和社区支持。重点领域包括去中心化金融、游戏、NFT、供应链跟踪等。

IOTA体验团队（X-Teams）

开源 X-Teams 计划涉及贡献者致力于帮助发展 IOTA 网络和生态系统的任务。活动包括软件测试、文档、开发工具以及提供指导整个开发过程的输入。

IOTA的用例

多年来，IOTA 一直与公司和机构合作，利用创新技术帮助构建现实世界的应用程序。

IOTA 的主要功能是无需手续费的微支付和安全的数据转移以及数据锚定，主要关注领域是物联网，特别是智能城市、基础设施和智能电网、供应链、运输和移动性等领域。

除此之外，IOTA 能够成为任何 P2P 交易结算的支柱，比如网络支付甚至是汇款。