IOTA (MIOTA) – это безопасный протокол связи и платежей для Интернета вещей (IOT). Вместо классического блокчейна система использует так называемый Tangle, который предлагает некоторые преимущества с точки зрения масштабируемости и скорости. IOTA разрабатывается в сотрудничестве с консорциумами и компаниями.

IOTA была представлена в 2016 году после короткого этапа разработки. Это система, которая в первую очередь предназначена для обеспечения быстрых транзакций между машинами, транспортными средствами и устройствами в так называемом Интернете вещей. С самого начала к IOTA был проявлен большой интерес, особенно со стороны частного сектора. Например, разработка системы происходит в тесном сотрудничестве с отраслевыми ассоциациями и компаниями (такими как Bosch, Volkswagen, Jaguar Land Rover, Fujitsu и др.), которые надеются получить криптографически защищенную инфраструктуру транзакций между устройствами Интернета вещей.

Как работает IOTA?

Транзакции, осуществляемые в сети IOTA, являются либо «транзакциями стоимости» (передача стоимости/платеж), либо «транзакциями данных» (информация/данные).

Наиболее яркой особенностью структуры IOTA является тот факт, что в ней используется не блокчейн, как в биткойне, а другая, хотя и родственная структура. Она называется направленным ациклическим графом (DAG).

Направленный ациклический граф

Набор транзакций (называемых узлами) соединен путями, это и есть графом. Каждый из этих путей имеет четко определенное направление движения, т. е. его можно понимать как «стрелку». Это делает его направленным графом. Если не получается найти путь из стрелок, который возвращается в начальную точку, то граф ациклический, т. е. не имеет циклических путей. Направленные ациклические графы являются обобщением цепной структуры блокчейна, поэтому каждый блокчейн – это очень простая цепочка DAG.

Tangle

В случае с IOTA этот граф называется Tangle. Но решающим моментом является то, что узлы Tangle представляют собой не узлы сети или блоки блокчейна, а отдельные транзакции. Функциональность, которую в других системах берет на себя блокчейн, обеспечивает Tangle взаимных подтверждений транзакций. Здесь пользователь должен подтвердить/опровергнуть как минимум две другие транзакции, чтобы иметь возможность провести транзакцию. Если транзакция набирает таким образом минимальное количество подтверждений, она считается проверенной и может быть выполнена.

Сами транзакции подписываются, чтобы их нельзя было подделать. Отправленные транзакции изображаются квадратами и называются Sites. Стрелки называются Edges. Они символизируют подтвержденные транзакции. Каждые два Edges относятся к двум другим транзакциям. Сделки, которые еще не подтверждены, называются Tips. Они расположены во внешней области Tangle.

Безопасность и консенсус в сети IOTA

Консенсус (согласие в сети), требуемый в этой системе, достигается, когда пути ведут от транзакции ко всем Tips. Затем следует многократное подтверждение. Пути проверки называются цепью Маркова Монте-Карло (МСМС). Если алгоритм выполняется сто раз и система обнаруживает, что транзакция связана с 70 Tips, она подтверждается на 70%.

Участники сети IOTA подписывают номер IOTA, информацию о получателе и отправителе, необходимую для проведения транзакции, используя свой закрытый ключ, подтверждают обязательные Tips и производят небольшой расчет (Proof of Work), чтобы избежать спама. Затем алгоритм вычисляет уникальное присвоенное число (nonce) в качестве защиты от спама. Затем он выпускает его для проверки другими участниками сети.

В настоящее время IOTA Tangle состоит из «полных узлов» и «легких узлов». Полные узлы – это полностью функциональные узлы, которые соединены со всеми соседними узлами и могут таким образом распределять транзакции. Легкий узел – это кошелек IOTA, Trinity Wallet. Легкие узлы полагаются на информацию, предоставленную полными узлами.

Чтобы узлам не требовалось много места для хранения и вычислительной мощности (а Tangle не расширялся до бесконечности), команда IOTA регулярно удаляет старые транзакции.

Координатор IOTA

Так называемый координатор (COO) в настоящее время по-прежнему отвечает за безопасность Tangle от несанкционированного доступа: поскольку Tangle все еще управляем, без него нельзя исключить атаки на сеть. Координатор создает транзакцию с подписью каждые 60–90 секунд (так называемые вехи).

Преимущества IOTA

IOTA все еще находится на ранних стадиях своего развития, но, по крайней мере, в теории, ее дизайн дает значительные преимущества. Tangle произвольно масштабируется и может, по крайней мере, теоретически, выполнять любое количество транзакций одновременно. На самом деле, опять же в теории, по мере увеличения количества пользователей система становится быстрее. Для человека это увеличение скорости может быть не заметно напрямую, но в предполагаемой области применения Интернета вещей оно должно быть заметным благодаря низкой задержке при обмене данными между конечными устройствами.