IOTA x Shimmer x Assembly: Изчерпателен преглед на трите мрежи

blog.iota.org

С въвеждането на мрежите Shimmer и Assembly архитектурата на екосистемата IOTA се разрасна от една мрежа на три. Това разширяване не само увелича възможностите, които всяка мрежа предоставя, но и цялостната сложност на инфраструктурата на IOTA . Тази статия очертава основните характеристики и ключовите функция на IOTA, Shimmer и Assembly, както и техните взаимовръзки, предназначение и бъдеще.

Основната мрежа на IOTA

Pid102 MainNet 1

Предназначение и характеристики

Настоящата основна мрежа на IOTA (IOTA 1.5 Chrysalis) е сигурно убежище за потребителите, разработчиците и организациите, като предлага безпроблемни трансакции, стабилна среда, отлична документация и зрели инструменти, както и поддръжка на различни популярни езици за програмиране, осигуряваща равенство на функциите им. Понастоящем мейннетът на IOTA позволява извършването на ~ 1000 трансакции на feeless данни и стойности в секунда (tps).

Настоящата мрежа IOTA се използва предимно от организации с идеална цел, промишлени предприятия, организации с нестопанска цел, правителствени органи и множество други участници, които проучват или разчитат на бизнес случаи, изискващи трансакции без такси (микро). Предлагането на преводи без такси (feeless) на най-малките възможни стъпки IOTA за индустриални и основани на данни случаи на употреба, които не биха били възможни в мрежи, носещи каквато и да е такса за трансакция. Следователно мрежата IOTA дава възможност за сигурна икономика от типа “машина-машина” (M2M), която позволява потенциален напредък в пълната автоматизация, позволяваща интернет на нещата (IoT). Но това не спира дотук. Това, което добавя сигурност и пести ресурси и е благоприятно в икономиката на M2M, е положително и за всеки друг случай на използване, напр. популярните на пазара на криптовалути.

Сигурност

Настоящата мрежа на IOTA разчита на допълнителен механизъм за сигурност, осигурен от централизирана структура, наречена “координатор”. Координаторът проверява всички валидни предишни трансакции, като издава етапи на мрежата IOTA. Крайъгълните камъни се разпознават колективно и се приемат от потребителите като сигнал за сигурна и окончателна трансакция. Въпреки че участниците в мрежата обикновено го приемат и Координаторът не е в състояние да променя или спира трансакциите в мрежата, той е потенциална единствена точка на отказ. Следователно самото естество на Координатора не съответства на етиката на Фондация IOTA, нито на общата идея за децентрализация, което е единствената причина за съсредоточаване на разработката върху напълно децентрализиран, без разрешение и без лидер консенсусен алгоритъм, който вече се тества в IOTA 2.0 DevNet (вж. “IOTA 2.0 (DevNet)” по-долу).

Предстоящи функции

Следващия важен етап за основната мрежа на IOTA ще бъде интегрирано на нови типове изходни данни за базовия слой, включени в наскоро въведена рамка за токенизация. Рамката на токенизация ще превърне ефективно главната книга на IOTA в многоасетна главна книга, способна да управлява няколко местни токена в същата главна книга, в която е и собственият токен на IOTA. След рамката за токенизация ще последва интегрирането на интелигентни договори на IOTA. Дългосрочната цел е премахване на координатора, в очакване на правилното валидиране на протокола IOTA 2.0 в мрежата за стартиране на IOTA, Shimme.

Токенът и портфейла на IOTA

Токенът IOTA е местната валута в мрежата IOTA. Той има неинфлационно общо предлагане от 2 779 530 283 277 761 IOTA и се търгува като “милиони IOTA”, наречена “MIOTA”, на големи и малки борси. Фондацията IOTA е разработила свой собствен портфейл, Firefly, който понастоящем е достъпен за всички основни настолни операционни системи (в момента се разработва мобилна версия на Firefly). Токенът IOTA се използва за прехвърляне на стойност и данни и дава възможност за микроплащания без такси. С въвеждането на рамката за токенизация в главната мрежа на IOTA, родният токен на IOTA ще се изисква като (възвратен) депозит, за да се даде възможност за трансакции с микростойност без такса, както и за прехвърляне на родни активи (напр. NTFs) в предстоящата мултирегистрационна книга на IOTA.

След като главната книга на IOTA бъде актуализирана до децентрализирания консенсус IOTA 2.0, токените на IOTA ще дават Mana, което ще позволи приоритетни трансфери без такси по време на претоварване на мрежата (за повече информация относно Mana вижте по-долу в “Предстоящи функции”). С интегрирането на рамката за токенизация токенът IOTA ще бъде средство за плащане на NFTs, което не позволи токенизация на други активи, споделяне на данни и монетизация в екосистемата.

Софтуер за възли

За да се повиши устойчивостта на мрежата в случай на поява на грешка, е наличен софтуер за възлите на главната мрежа (Hornet и Bee), който до голяма степен предлага паритет на функциите и е базиран на езиците за програмиране на Rust и Go. Въпреки че не се насърчава, в моменти на ниска производителност възлите могат да бъдат стартирани на машини с ниска мощност като RaspberryPi 4.

IOTA 2.0 (DevNet)

Pid102 IOTA 2

Предназначение и функции

IOTA 2.0 DevNet разполага с нов механизъм за консенсус, предназначен за пълна децентрализация на мрежата IOTA. Първата интеграция на DevNet беше пусната през юни 2021 г. и непрекъснато се актуализира, за да се подобри, втвърди и оптимизира предстоящата, напълно децентрализирана версия на основната мрежа на IOTA.

IOTA 2.0 DevNet е публичен полигон за тестване, който позволява на разработчиците и общността да тестват различни сценарии и вектори на атаки и да подобряват функциите итеративно. Понастоящем мрежата е изкуствено ограничена до 1000 tps. Инструментите и спецификациите са доста зрели, на са в процес на постоянно преразглеждане.

IOTA 2.0 DevNet предлага възможности за интегрирани договори под формата на ранната бета-версия на IOTA Smart Contracts, която позволява без разрешение внедряване на различни виртуални машини (напр. EVM) и интелигентни договори, написани на Solidity, Rust, TinyGo или Typescript (компилирани до WASM/WebAssembly).

IOTA 2.0 DevNet съдържа и първата версия на рамката за токенизация и служи като слой 1 за IOTA Smart Contract DevNet, управлявана от възли Wasp.

Сигурност

IOTA използва консенсус в стил на Накамото върху насочен ацикличен граф (DAG), без да възлага сигурността на “миньори”, нито да изразходва прекомерно количество енергия за сигурност чрез доказателство за работа. Всеки възел добавя и потвърждава входящите трансакции в своята собствена, локална версия на главната книга на IOTA.

За разлика от блоковите версии, входящите книги, базирани на DAG, позволяват трансакциите, получени от свързаните им съседи, да се добавят паралелно към водещата книга на IOTA. Ако даден възел открие конфликт, той публикува мнението си за него в мрежата IOTA, като прикачва новите си трансакции само към неконфликтната(ите) трансакция(и) смята за правилна(и). Като се наблюдават гласовете на всички свързани възли в мрежата (например в случай на опит за двойно харчене), с течение на времето се формира колективно мнение за това коя трансакция трябва да бъде приета и коя трябва да отпадне.

След като се появи колективно мнение “най-дългата верига печели”, което в случая на IOTA означава, че един клон от трансакции получава най-голямо одобрение от възлите: една трансакция се приема колективно от всички възли в мрежата на IOTA, а другата трансакция се отхвърля от възлите. В случай че има равенство в мнението, “бързият вероятностен консенсус”, (FPC) на IOTA се използва като тайбрек за такива метастаблини състояния.

Този механизъм за консенсус наподобява консинсуса Nakamoto’s Bitcoin, но се използва за DAG, което позволява трансакциите да се добавят към счетоводната книга на IOTA паралелно, вместо линейно формиране на блокове на предварително определени интервали, както например в биткойн.

Официално механизмът за консенсус на IOTA се нарича “гласуване на ъгъла” (On-Tangle voting – OTV). Въпреки това, тъй като възлите поддържат индивидуалното си възприятие за състоянието на главната книга, докато наблюдават мненията на съседите за конфликти, докато се формира глобално възприятие, общността на IOTA измисли термин “мултиверсален консенсус” за предстоящия консенсусен механизъм на IOTA. Важно е да се отбележи, че базираната на паралелна реалност счетоводна книга (определяме паралелната реалност като временно съжителство на конфликтни трансакции в счетоводната книга) позволява да се постигне изключително висока ефективност на възможностите за обработка на възлите: всички трансакции се добавят в счетоводната книга незабавно, като повечето от тях ще бъдат потвърдени и само няколко ще бъдат върнати безпроблемно, като по този начин се гарантира, че законният трафик не се забавя.

Предстоящи функции

Безжичните DLT, които не възлагат сигурността на миньори или стакери, рискуват да бъдат задръстени от спам: Ако добавянето на трансакции към счетоводната книга е безплатно, тогава опитите за нарушаване на работата на системата чрез изпращане на огромни количества спам също трябва да са безплатни. За да намали този проблем, IOTA използва механизъм, наречен Mana: виртуални “точки за добро поведение”, които се начисляват на възлите за обработка на трансакции с валидна стойност в IOTA Tangle. Mana винаги следва токените на IOTA като сянка. Само на последния възел, който е “докоснал” токени IOTA, се начислява Mana в същия размер като обработваните от него токени.

В моменти на претоварване възлите с Mana получават предпочитан достъп до мрежата IOTA. Това означава, че спамърите ще трябва да притежават големи количества токени IOTA, за да могат да задръстят мрежата със спам и да нарушат нейното функциониране – което вероятно ще обезцени токена, от който те се нуждаят в големи количества, за да издават спам на първо място.

Много DLT статичното разпределят наличната честотна лента, което води до недостатъчно използване или претоварване. В IOTA 2.0 се предлага базиран на Mana контрол на достъпа, който се адаптира в реално време с променливите мрежови условия, за да преразпредели неизползваната честотна лента към възли, които желаят да я използват. Доколкото ни е известно, това е първият адаптивен механизъм за достъп, който постига пълно използване на мрежовите ресурси, справедливост (въз основа на Mana на възлите), ниски закъснения и устойчивост на атаки. Контролът на достъпа, базиран на Mana, в момента се тества и скоро ще бъде обединен с IOTA 2.0 DevNet, както и моментни снимки (отхвърляне на стари трансакции), времеви печати и тяхното синхронизиране.

Токенът и портфейлът на IOTA 2.0 DevNet

IOTA 2.0 DevNet разполага с токен и основен портфейл с графичен потребителски интерфейс на DevNet, който може да се използва за тестване на функции, базирани на токени, както и на рамката за токенизация, позволяваща на всеки да копае токенизирани активи. Тези активи могат да се използват като първокласни активи и да се прехвърлят безвъзмездно в мрежата. Токенът IOTA 2.0 DevNet не е регистриран на нито една борса и няма стойност.

Софтуер за възли

Софтуерът на възела IOTA 2.0 DevNet (GoShimmer) е публично достъпна изследователски реализация, насочена към бързи итерации и възможност за тестване на аспекти на цялата архитектура на децентрализираната система. Възелът GoShimmer е стабилен, използва се в DevNet, но не е предназначен за използване като бъдеща производствена версия. Той не е оптимизиран за скорост и ниски изисквания към ресурсите.