“鸡蛋里挑骨头”之 IOTA项目

2018-08-05  本文已影响0人  鹏飞_3870

我这个在区分的专栏，主要以“挑刺”为主，被挑的可能有好项目，也可能有坏项目。主要是帮助投资者在区分项目的同时，还能理性的看待它。
请记住我——不羁的鲁迅

为什么会有这篇文章

我之前在币乎上翻译过IOTA官方博客的几篇技术文章，都是IOTA的核心技术——纠缠——相关的。
我经过对纠缠技术的研究，也得出了一些观点，想通过这篇文章分享给大家。
严格来说，这篇文章，正如标题一样，是挑刺的，希望能从鸡蛋里挑出骨头来，让投资者朋友能理性看待这个项目。

IOTA的愿景

IOTA在其官网上，有这么几句话（原文是英文的，下面是翻译后的）：

  1. 下一代分布式账本技术
  2. 重新定义价值、信任和所有权
  3. 助力全球社区共建一个新的共享经济

再来看看它的愿景：

  1. 通过机器经济真正的赋能物联网
  2. 共享经济
  3. 让人类拥有和懂得自己的数据

IOTA的愿景真的能实现吗？

IOTA主要定位于物联网，并计划在物联网领域站稳脚跟之后再向其他领域扩展。我们先不看那么远，先看它能否占领区块链物联网的市场。

区块链物联网主要有如下挑战：

  1. 性能：如果想让将来数以亿万计物联网芯片都使用IOTA，那么IOTA必须具有足够强的性能，能够处理那么多的交易。
  2. 安全性：如果要使得物与物之间能够自动进行支付，就必须要有足够的安全性支持。

我们下面就从这两个方面，来分析下纠缠技术能达到的性能和安全性。

纠缠技术的性能

我是先从IOTA缠结的结构入手的。所谓缠结，就是把一个个交易组成一个有向无环图(DAG)，新的交易必须验证前面的一个或者两个交易，一个个交易形成了DAG的顶点，而DAG中的边则代表一个交易验证了另外一个交易。箭头指向的顶点就是被验证的交易，箭头的另一端顶点，代表验证者，它也是一个交易。如下图所示，交易4验证交易1，交易6验证交易4和交易5： 9787609-92beb2499373e0a2.png

因为共识的机制决定性能，所以我们重点分析下IOTA的共识机制。

IOTA有自己的共识哲学：我为人人，人人为我；我若损人，我亦受损。

当一个交易正确验证了其他交易，它就能更快的得到别人验证；如果一个交易偷懒，验证了较老的交易，那么它将晚些时候才能被验证。

理论上来说，IOTA的交易可以非常快，只要我的交易验证了两笔前面的交易就可以了，不需要工作量证明或者权益证明，我对其他交易的验证本身就是证明。

但问题是，IOTA的交易是免费的，这也就意味着我可以发送很多笔交易而不用手续费。这可是把双刃剑，虽然有利于大规模采用。但这个世界上就是有那么多无聊的人，他们很可能会搞一些机器人，自动向IOTA网络发送垃圾交易，这样IOTA的节点就会受苦了，从而正常的交易也会受到影响。

因此IOTA不得不在交易验证的时候增加了一点工作量证明，从而降低垃圾交易的发送频率。而这个策略是把双刃剑，就像用化疗治疗癌症一样，这个办法同时也降低了正常交易的性能。从而导致，目前IOTA的性能最高也就几十TPS。

纠缠技术的安全性

安全性是一把双刃剑，为了实现高安全性，往往就要牺牲性能。
分布式账本技术中，最为普遍的也是较为头疼的一个安全性问题就是“双重花费”（简称“双花”）。

IOTA不可避免的也存在双花问题。
它的过程是这样的：

假设Alice账户里有1 IOTA，她想用一份钱买两份东西，也就是要实现双花，她可以这么做，首先同时向Bob和Carl购买一个东西，都花费1个IOTA，因为Alice只有1IOTA，所以这两笔交易不能同时成功，因而Bob和Carl之中肯定只有一个人会收到钱，假设收到钱的是Bob，Bob在看到“确信指数”（参考我的这篇文章）达到95%之后把货品发给了Alice。
之后Alice利用自己的算力，立即发送很多垃圾交易验证自己和Carl的交易，如果Alice的算力足够强，那么她就有可能让自己和Carl的这笔交易的“确信指数”增加到（95%），因为Alice只有一份钱，所以和Bob的交易就失效了，但Bob已经发货了；而Carl在确信指数达到95%之后，他也开始发货。整个过程下来，Alice用一分钱得到了两份货，而Bob损失了货品。
当然，如果Alice愿意，她还可以故技重施，和Dave再发起一笔交易，然后利用自己的算力让与Carl的这笔交易失效，如此往复下去，她就可以用一份钱购买N多份货品了。

看起来是不是很可怕？是的，双重花费的确很可怕，所以各个分布式账本技术都要设法解决这个问题，但很难彻底根除，一般采用的方式都是下面两条：

  1. 提高双花的成本
  2. 降低双花成功的可能性。

如果双花的成本足够高、成功的可能性足够低，那么我们就可以有理由相信，这个项目具有抗双花攻击的能力，也就是安全的。

好，我们再来看IOTA的抗双花的能力。

从成本来看，Alice的成本并不高，因为发送交易是免费的，所以只要拥有足够的算力（对于IOTA来说，也就是生成新交易并验证两个之前的交易的速度），而且IOTA的节点之间不存在竞争出块的压力，所以还是比较容易实现的，至少相比于比特币、以太坊以及EOS来说要容易很多。

从成功的可能性来看，因为只要新交易的被验证(包括直接验证和间接验证)次数足够多，就可以让新交易有效，所以成功的可能性也很大。

不过IOTA基金会也知道这个问题，所以他们引入了一个协调者的节点，它是一个中心化的节点，每隔2分钟产生一个基石交易，所有被它验证的交易，其确信指数都是100%，并立即生效。通过这个协调者，Alice的第二笔交易很难在这么短的时间内被验证。因而降低了双花成功的可能性。

不过这么做也是个权宜之计。IOTA基金会认为，一旦IOTA活跃度足够，IOTA就可以关闭协调者，然后切换为完全去中心化的算法。那个时候，因为IOTA中的交易频率足够大，Alice生成垃圾交易的速率很难匹敌整个网络正常交易的频率，因而Alice将很难再让第二笔交易得到验证。

我个人认为，IOTA不能太依赖于这种对未来活跃度的假设，有两个原因：

  1. 活跃度的提高，的确降低了双花成功的可能性；但因为IOTA网络上双花的成本很低，还是会吸引人不断地去尝试。
  2. 活跃度衡量的是人的交易频率，但人是不确定的，很可能某个时间段人们都因为某件大事而没有交易，或者交易很少，这时候双花不就又变得容易了吗？

总结

本文从技术方面，分析了IOTA的纠缠技术是如何应对物联网时代的高性能和安全性的挑战的。

我的总体观点是：

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