熊志敏:区块链之外的分布式账本新技术

IOTA区块大康2018-08-24 22:54:10  阅读 -评论 0  阅读原文

"宏观上来说,缠结网络是多维的图形结构,不存在分叉的问题。"

提到分布式账本,除了区块链,还有什么?

8月22日21:00,IOTAChina.COM创始人熊志敏做客「火星财经创始学习群」,分享了区块链之外的分布式账本新技术—IOTA。他表示,IOTA是主要为物联网而设计的一个新型交易结算账本和数据清算协议,愿景是要使IOTA成为机器经济的主流支柱和物联网行业的技术标准。

与区块链的线性结构不同,IOTA的DAG网络是一种图的结构,不存在区块,也可以说每一笔交易都是一个原子区块,因此不存在区块扩容的问题,也没有容量限制,所有交易都没有手续费。

不过,IOTA曾长期不为大家所了解。究其原因,他认为,IOTA全新框架的缠结网络、思想概念、技术术语、应用接口框架均与区块链不同,这必然需要时间让开发者,用户去了解和接受。

目前,已有基于IOTA的各种应用,可用于解决工业物联网、智慧城市、汽车、农业、医疗、金融等领域的实际问题。

以下为熊志敏分享原文,由火星财经(微信:hxcj24h)整理:

一、区块链VS DAG

自从比特币问世以来,至今有各种各样的去中心化加密项目,其中有各种各样的共识协议、各种算法。它们的目标都是开发创建一种分布式账本系统。大概2015年以后出现了币圈和链圈,区块链技术进一步受到追捧,直到今年上半年达到顶峰。我要说的是,区块链只是一种手段,只是实现分布式账本系统的一种方式。除此之外,还存在其他的手段和方式,比如DAG有向无环图结构,IOTA项目所创造的Tangle技术。

简单介绍一下DAG。一年多来,越来越多的学者、开发人员开始研究DAG,并且也有好多项目发布出来了。关于DAG,通过跟区块链进行对比,可以更简单的理解。

区块链是由区块一个个链接而成,是一个线性结构;而DAG有向无环图,IOTA的DAG网络(Tangle,缠结)中不存在区块,也可以说每一笔交易都是一个原子区块,因此也就不存在区块扩容的问题;DAG是一种图的结构,有方向,不成环。

在物理、生物等系统中,结构决定性能,同样,因为区块链和Tangle缠结网络的根本结构差异,这也就决定了两大类系统在底层性能上存在根本性的差异:区块链中区块容量瓶颈的受限,确认时间长,交易手续费昂贵;而在IOTA网络中不存在区块的打包,没有容量限制,而且所有交易都是没有手续费的。

在此我们还要分析这两个系统中的角色和经济模型。区块链中存在两种角色,普通交易发送用户和交易打包者—矿工,在这个模型中,两个角色及其职权是分离的,矿工负责系统的安全,为交易发送者将交易打工,付出了劳动,因此交易发送者支付手续费,矿工获得报酬,这都是天经地义的。

在缠结网络中,用户发送每笔交易时,先去确认网络中还没有被验证的两笔交易,IOTA系统将传统区块链中的普通用户与矿工两个角色有机统一起来,用户既发送交易,也付出一点点劳动验证交易,这是一种利他模型。归结起来,就是自己给自己打工,所以就不存在手续费问题。

除了DAG的本征结构之外,如果理解了零手续费的内涵,对于IOTA的广泛应用和应用经济模型的分析非常有帮助。很多场景下,也许决定采用IOTA这个分布式账本系统,很可能就因为零手续费,可实现高频、小额、无摩擦交易。

IOTA的缠结网络还具有良好的扩展性,交易量越大,系统越活跃,确认越快,系统效率越高。这与区块链在大量交易存在情况下,拥堵可用性不高是完全相反的。缠结网络特有的tips选择算法,也就是马尔科夫蒙特卡洛(MCMC)算法,确保了双花、寄生链等多种攻击方式。宏观上来说,缠结网络是多维的图形结构,不存在分叉的问题。


二、IOTA的前世今生和未来

据我所知,IOTA项目应该是最早研究讨论DAG的分布式账本项目。这可以追溯到2014年IOTA创始人在NXT社区关于DAG的讨论。

这张图片就显示了 IOTA关于DAG故事的源头。从那时起,Popov教授,Come-from-Beyond等就在思考和研究DAG,最终在2015年八九月份发明了Tangle,并公布了IOTA项目,我也是在2015年9月份左右了解到IOTA,David提前发给了我Tangle的论文。看到"The Tangle"的白皮书,我兴奋不已并着迷,其中的缠结、MCMC等关键词似曾相似,我在以前研究所的研究工作也有所接触。从那时至今,我就开启了长期的IOTA跟踪关注和研究、布道的工作。

IOTA项目在bitcointalk上经过两个多月的项目介绍,解释答疑tangle相关的技术问题之后,于2015年11月底启动了三个阶段为期共计27天的众筹。当时是加密货币的寒冬,很多人都对这个项目及技术表示怀疑,IOTA项目最终众筹到折合1337个比特币,相当于50多万美元。

IOTA项目在2016年1月份发布了0.01版本,经过半年不断的公开测试和开发,主网于2016年7月11日上线。随着版本的不断升级、算法的优化和协议的逐步稳定,社区参与人数也越来越多。即使如此,IOTA项目方还是埋头于基础研究和技术开发,这也是欧洲很多项目的特点,或者说是一种文化。

进入2017年,整个加密货币市场走出了2015年的寒冬,IOTA的场外交易量也越来越大,甚至在去年4月份,还有社区网友基于Slack平台搭建了一个半自动化的IOTA场外交易平台。

最终,IOTA于2017年6月初在Bitfinex首发上线主流交易所。随后几个月,陆续登陆币安、OKEX 以及韩国Coinone交易所,今年也陆续上线火币Upbit等等主流交易所。

回到IOTA的项目基本面。IOTA是主要为物联网(IoT)而设计的一个新型交易结算账本和数据清算协议,愿景是要使IOTA成为机器经济的主流支柱和物联网行业的技术标准。IOTA目前主网运行稳定,技术团队不断在优化底层算法,开发多个模块和项目,目前正在开发的项目有大约20多个。

这些项目包括有加强和改进IOTA基础设施网络,去除协调器进一步增加去中心化程度,密码学规范,攻击分析,本地快照,永久节点,无手续费的应用经济模型,各种程序语言的客户端和API版本,快速集成交易模块等等。

关注IOTA社区的,一定知道流传很久的项目Q,即Qubic, quorum-based computation。这是基于Tangle网络上的二层协议,可以支持预言机(Oracle),外包计算和智能合约。Qubic项目已于2018年6月3日发布,目前正在开发之中,并且每个月3号基金会Qubic团队都有进展展示报告和路线图公布。

除Qubic之外,在IOTA功能扩展方面其他几个重要项目包括有MAM,ICT等。其中ICT(IOTA Controlled agent)是IOTA网络的Swarm节点,通过该节点可以更好地应用在物联网网络中。

IOTA长期不为大家所了解的原因之一在于IOTA的钱包很难用,这对于普通用户来说是一个较大的门槛。IOTA全新框架的缠结网络、思想概念、技术术语、应用接口框架全然与区块链不一样,这必然需要时间让开发者,用户去了解和接受。

IOTA至今还不足3年时间,比特币至今已有近十年的时间。IOTA在钱包软件、用户交互使用等方面一直是短板,好在最近半年,随着钱包团队的投入,目前已有交互性、用户界面友好的三体钱包(Trinity)发布。

IOTA中的三进制也是很多人好奇的地方。IOTA致力于物联网行业的分布式账本技术标准,对于物联网中的硬件网络来说,能耗极为重要,这也就是IOTA中设计三进制函数的原因,前瞻性地提出通过三进制来为将来的应用降低功耗。同时,还有跟CfB, David两位创始人于2014年创立的JINN项目也存在一定关系。JINN是一个私有项目,致力于开发一个通用的三进制处理器,在研发JINN的过程中,诞生了IOTA。JINN研发成功的话,对IOTA也是一个促进。

IOTA基金会具有强大的基础学术研究能力,创始人之一,也就是白皮书作者Popov教授,是一位巴西的研究随机概率领域的数学家。目前IOTA基金会研究团队有超过10位全职基础研究人员,他们都拥有博士学历。

这是一张典型的缠结网络可视化图形。基础研究团队从多个角度和层次研究和理解缠结网络的精细行为,从而更好地去优化相关算法。IOTA基金会目前拥有六十多位全职的研究和开发人员,还有强大的社区。

三、IOTA基金会

IOTA基金会于2017年10月份正式成立,是法律意义上的成立。基金会的成立前期花了IOTA团队、律师以及审计事务所近10个月的时间,最终成为一个总部注册在德国的非盈利基金会,并且拿到了基金会的银行账户。德国的法律极为严格,IOTA项目有基于工业4.0核心的德国基金会,这也是很多人从技术之外看好IOTA项目的原因之一。

这个是IOTA基金会得到德国政府批准的文件。IOTA基金会公开透明,所有工作都在德国法律框架的监管之下进行,这也是很多运营工作方面相对迟缓的一部分原因。

目前基金会有约70人左右的团队,他们分布在全世界各地,在过去两三年的工作中很多人相互之间并没有见过面,大家都是被IOTA的Tangle缠结网络和IOTA的愿景所吸引在一起工作的。今年7月,基金会团队绝大部分人员才第一次聚集在挪威开了夏季峰会。基金会计划到年底达到100人左右的规模。

四、IOTA社区

IOTA项目拥有庞大的社区,官方社区平台随着用户量的不断增大,转移了多个平台,从rocket.chat 到slack, 再到现在的Discord平台。早期2015—2016年IOTA主要是基于bitcointalk,btt上面也有大量的历史资料。

IOTA官方与社区沟通的信息平台主要有官方博客、Discord、Twitter等。IOTA的创始人、基金会成员都会在Discord上面与用户交流、讨论和答疑,此外还会在reddit平台上进行AMA活动。IOTA的reddit上有11万多注册用户。这些平台上的用户大都是国外的用户,国内用户极少。

另外一个值得提的是IOTA在stackexchange平台上有问答社区。据我所知,在数以千计的项目中,目前只有BTCETH和IOTA做到了这一点。

IOTA基金会的生态社区是IOTA社区项目、活动、教程等重要资源的集中地。生态社区中集合了社区基于IOTA开发的各种项目、PoC、实验室以及商业项目。

IOTA基金会还专门为生态社区设立了一个生态基金,并且在德国成立了一个基金会下属的生态基金公司,用于资助所有有利于IOTA发展的社区项目。

由全世界各地的IOTA志愿者组成了IOTA布道者网络,也就是IEN组织。目前IEN有150人左右,来自各行各业,有开发者、创业者、律师,也有公司高管等。

IOTA中国社区网站于2016年下半年建立,致力于IOTA技术的布道和推广应用。

五、IOTA应用项目及合作伙伴

IOTA因其缠结Tangle网络独特的结构性能,具交易无手续费,可扩展性好,可用性好,是当下世界范围内各企业进行区块链应用落地所考察和选用的优秀平台。IOTA与物联网巨头博世公司、汽车行业巨头大众集团以及工业4.0巨头富士通公司就IOTA在物联网行业、传感器、汽车车联网以及先进工业生产等领域进行了深入合作和广泛探索。

联合国项目事务厅(UNOPS)和IOTA展开了合作,并在纽约和柏林签署了谅解备忘录。这两个组织已经合作探讨了IOTA的创新技术,它为数据管理提供了一个开源的分布式账本,可以提高项目事务厅的业务效率。

IOTA的一个重要模块:MAM,掩码认证加密消息功能。因IOTA交易没有手续费,这为消息发送、数据清算提供了极大的方便。基于MAM消息流,可以在互联网广告、金融、工业物联网、农业、医疗等领域发挥极大优势,保护数据安全,提高业务效率。

大数据已经极大的改变了商业,今后数据就像石油一样,是我们社会的重要资源。便捷、快速、安全地进行数据交易是一项基本的需求,IOTA为此推出了数据市场。目前参与数据市场项目的单位有50多家,希望将IOTA数据市场应用到各自的业务中。

德国亚琛工业大学的机器工具和生产工程实验室(WZL)在过去的半年中,研究了IOTA的工业案例,并发布了多份详尽的项目报告和视频。该PoC项目的主角是Feintool AG公司生产的XFT 2500 speed型工业精冲机,它被用于批量生产关键安全部件,例如制动钳或皮带。从机器中提取选定的数据,并将提取到的模拟数据转换为数字数据,然后存储到文件中,上传到IOTA网络中。报告中海详细说明了如何准备机器数据、如何决定将数据包附加到Tangle以及选择了哪些技术堆栈。

介绍一个汽车行业的案例。carIOTA是IOTA和Tangle分布式帐本技术的一个现实用例,是一款可以连接汽车数据并使用IOTA/Tangle技术进行可视化的应用。该项目通过汽车的OBD-II端口基于CAN总线协议来检索车辆数据,然后利用IOTA的Masked Authenticated Messaging(MAM)发送和访问加密数据流,MAM可为物联网领域提供安全的通信和可信的数据访问管理。

最后介绍一个应用工具套件:XDK2MAM。XDK2MAM是一套开源软件,它提供了一种易于实施的解决方案来充分的发挥博世跨域开发套件(Bosch XDK 110)与Tangle进行交互时的优势,通过使用MAM来将XDK 110传感器的数据上传到Tangle中。


嘉宾简介

Jimmy Xiong(熊志敏)/ IOTAChina.COM 创始人

IEN成员, 2011年投资比特币,曾从事比特币挖矿,2013年以来一直跟踪关注研究和投资Nxt/Ardor, Jinn, IOTA等创新思想框架和底层突破性技术的分布式账本项目。目前负责IOTA中国社区,从事物联网与区块链的基础研究,投资和产品开发、生态应用落地等工作。

对话发起人

薄荷 / Mixin COO

早期数字货币爱好者,2014年参与巴比特沙之书计划,参与比特币及区块链行业术语编译,Mastering Bitcoin 译者之一。2015年加入比特大陆,任运营、投资经理。2017年6月加入 INBlockchain, 前硬币资本核心成员。


朱砝 / 币印矿池联合创始人

2015年进入加密货币行业,原比特大陆高级产品经理,与技术大牛潘志彪一同建立BTC.com,现为世界第一大比特币矿池,第二大区块链浏览器。现创业建立币印品牌,服务于全币种矿池、浏览器、钱包等领域。

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