تنگل آیوتا چیست و چگونه کار میکند؟

معرفی IOTA Tangle

تنگل آیوتا یک نوع خلاقانه از فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT) است که به طور خاص برای محیط اینترنت اشیا (IoT) طراحی شده است. فناوری IOTA بر اساس نوع جدیدی از DLT است، نه مدل سنتی بلاکچین.

این بنیاد توسط بنیاد آیوتا، یک بنیاد غیرانتفاعی که در آلمان ثبت و راه‌اندازی شده است، ایجاد شد. ماموریت بنیاد IOTA حمایت از توسعه و استانداردسازی DLT های جدید، از جمله Tangle است.

محدودیت‌ های طراحی سیستم‌ های بلاکچین موجود برای برخی برنامه‌ ها منجر به توسعه جایگزین‌ های ارز مجازی شد که میتوان از آنها برای اهداف مختلف استفاده کرد. IOTA Tangle برای فعال کردن تراکنش‌ های خرد بدون کارمزد برای اکوسیستم رو به رشد دستگاه‌ های اینترنت اشیا ایجاد شد.

دستگاه‌های IoT دستگاه‌ های دارای شبکه هستند، از جمله محصولاتی مانند لوازم هوشمند، سیستم‌های امنیتی خانه، تجهیزات جانبی رایانه، فناوری پوشیدنی، روترها و دستگاه‌ های بلندگوی هوشمند که دارای اتصالات Wi-Fi، اتصالات بلوتوث یا ارتباطات میدان نزدیک (NFC) هستند.

مفهوم تنگل آیوتا

Tangle از یک سیستم اثبات کار (PoW) برای احراز هویت تراکنش ها در یک دفتر کل توزیع شده استفاده می کند. سیستم PoW Tangle شبیه به سیستم مورد استفاده بیت کوین است، اما نسبت به سایر سیستم های PoW (از جمله سیستم مورد استفاده بیت کوین) انرژی کمتری مصرف می کند و زمان کمتری میبرد.

به هم پیوستگی معماری Tangle نیازی به تأیید کامل در کل دفتر ندارد. در عوض، همه طرف‌ ها به طور همزمان در حال تأیید هستند و در نتیجه انرژی و زمان لازم برای تکمیل تراکنش‌ ها کوتاه میشود. علاوه بر این، فرآیند تأیید Tangle به این معنی است که اطمینان حاصل شود که هیچ تراکنش تکراری که منجر به خرج مضاعف شود وجود ندارد.

در وایت پیپر آیوتا، Tangle به عنوان جانشین فناوری بلاکچین توصیف شده است، Tangle به طور طبیعی به عنوان گام بعدی تکاملی بلاکچین شناخته میشود و ویژگی هایی را ارائه میدهد که برای ایجاد یک سیستم پرداخت خرد ماشین به ماشین لازم است.

از نظر ریاضی، Tangle یک گراف غیر چرخشی جهت دار (Directed Acyclic Graph) یا DAG است.

مجموعه ای از تراکنش ها توسط مسیر ها به هم متصل میشوند، این یک گراف است.
هر یک از این مسیر ها یک جهت منحصر به فرد دارند، بنابراین یک گراف جهت دار است.
اگر مسیری را هرگز نتوان یافت که به نقطه شروع خود بازگردد، نمودار غیر چرخشی است. (مسیرهای دایره ای چرخه ای خواهند بود)

در تصویر بالا می بینیم که Tangle چه شکلی است. در این نمایش گراف، تراکنش ها به صورت مربع و فلش ها (به نام لبه ها) بین تراکنش ها مرجع هستند. سمت چپ نمودار، تراکنش‌ های قدیمی‌ تر، در حالی که در سمت راست نمودار، تراکنش‌ های جدید قرار دارند.

تراکنش ها حداکثر هشت تراکنش قبلی را تأیید می کنند. آنها می توانند در یکی از سه حالت مختلف باشند:

تایید شده (سبز): تراکنش ها در صورتی تایید شده تلقی میشوند که به طور مستقیم یا غیرمستقیم توسط Tip ارجاع شده باشند (خاکستری). در مورد این معاملات اتفاق نظر وجود دارد.

در انتظار / تایید نشده (سفید): این تراکنش‌ هایی هستند که منتظر تایید هستند.

Tip (خاکستری): Tip تراکنش‌ هایی هستند که به تازگی پیوست شده‌اند که هنوز توسط سایر تراکنش‌ ها ارجاع نشده‌اند.

اجزای اساسی معماری IOTA

Client: کاربران یک شبکه IOTA (کیف پول، برنامه‌ها و غیره) که تراکنش‌ ها را به نودها ارسال می‌کنند تا به Tangle متصل شوند.

Node: دستگاه های متصلی که مسئول اطمینان از یکپارچگی Tangle هستند. این دستگاه ها یک شبکه IOTA را تشکیل می دهند.

Tangle: یک ساختار داده پیوست شده (دفتر عمومی، دفتر اصلی)، که در تمام نودها در یک شبکه IOTA تکرار میشود. تمام داده ها در Tangle در اشیایی به نام تراکنش ها ذخیره می شوند. هنگامی که یک تراکنش به Tangle متصل می شود، نمیتوان آن را تغییر داد و تغییر ناپذیر است.

مزایای Tangle

یکی دیگر از مزایای فناوری Tangle هزینه عملیاتی آن است. برای ارزهای رمزپایه مبتنی بر بلاکچین، مانند بیت کوین، برای تمام تراکنش‌ هایی که در شبکه انجام می‌شوند (بدون در نظر گرفتن ارزش تراکنش) هزینه تراکنش دریافت می‌شود.

از آنجایی که مکانیسم ذخیره‌سازی و پردازش تراکنش Tangle به هیچ ماینری نیاز ندارد، پس هیچ کارمزد تراکنشی وجود ندارد.

از آنجایی که تعداد پرداخت های خرد در اندازه کوچک (پرداخت هایی که شامل مبالغ کسری است) به میزان قابل توجهی در آینده افزایش می یابد، هزینه های تراکنش استفاده از ارز دیجیتال مبتنی بر بلاکچین را برای چنین پرداخت هایی غیر عملی میکند.

هزینه های بالای تراکنش قبلاً به مشکل گرد و غبار بیت کوین منجر شده است. گرد و غبار بیت کوین به مقدار کمی بیت کوین باقی مانده یا مصرف نشده در یک تراکنش اشاره دارد که ارزش آن کمتر از حداقل حد یک تراکنش معتبر است. بنابراین، پردازش تراکنش غیرممکن است و مقدار کمی بیت کوین در یک کیف پول یا آدرس به دام می افتد.

ساختار داده های بلاکچین

ساختار داده بلاکچین شامل زنجیره ای از بلوک های متوالی است که هر بلوک شامل تعداد محدودی تراکنش است. در نتیجه، تراکنش‌ های جدید را فقط میتوان در یک نقطه اضافه کرد، یک بلوک در انتهای زنجیره. به دلیل این محدودیت، شبکه های بلاکچین اغلب زمان تایید کندی را تجربه می کنند. از این محدودیت به عنوان گلوگاه بلاکچین یاد میشود.

ساختار داده های Tangle

ساختار داده Tangle یک نمودار غیر چرخه ای جهت دار (DAG) است که در آن هر تراکنش به حداکثر هشت تراکنش قبلی متصل می شود. به جای محدود شدن به یک مکان واحد برای اضافه کردن تراکنش‌های جدید، می‌توانید تراکنش‌ها را در هر نقطه از Tangle اضافه کنید، که در نتیجه نظمی آشفته ایجاد میکند که در آن همه تراکنش‌ها به صورت موازی اجرا می‌شوند.

با افزایش تعداد تراکنش‌ها، این روش کار امکان مقیاس‌پذیری رو به بالا را فراهم می‌کند، به‌جای اینکه دقیقاً در جهت مخالف حرکت کنید، همانطور که در حال حاضر در مورد بلاک‌چین‌های کلاسیک وجود دارد.

جریان داده در Tangle

هر جزء را می توان به عنوان یک جعبه سیاه مشاهده کرد و تعامل بین آنها از طریق رویدادها رخ میدهد. به طور خاص، جریان داده با GossipMessages یا MessageFactory شروع می شود. سپس تجزیه کننده از اعتبار سنجی ساختار پیام ها مراقبت میکند. مولفه ذخیره‌سازی پیام ها و ابرداده های آنها را در DB ذخیره میکند و ساختار  Tangle IOTA را ایجاد میکند.