IOTA背后的技术–第1部分（介绍）

在这篇文章中，我将尝试解释IOTA在后Coordicide（移除协调者）时代将如何工作。很可能会有很多关于这个主题的系列，每个系列都涵盖了解决方案的一部分。这篇文章将尝试让你了解IOTA与其他传统区块链相比的大致情况。

大多数区块链使用中本共识。他们找到一个产生区块的领导者，并将其通过Gossip协议传递消息给网络中的所有其他节点以验证它。领导者是如何选择的？这要看情况，在PoW（工作证明）中，是第一个解决密码难题的矿工，在PoS（股权证明）中，每个区块都会随机选择一个质押者(Staker)。所以，所有这些PoX（ “x”证明），其中 “x “是一种稀缺资源（PoW中的能量，PoS中的股权等），它们都使用中本共识（最长链获胜），但以不同的方式寻找领导者。

这个过程是同步进行的，这意味着所有（诚实的）参与者首先接受一个新的区块，只有在接受后，他们才开始研究下一个区块。需要注意的是，每个区块都有一个固定的区块大小，所以每个区块的交易数量是有限的。只有被包含在一个区块中的交易才被认为是有效的，所有无效的交易和双重消费永远不会被包含。所以很容易理解为什么这种共识不能以安全和去中心化的方式扩展。

只有1个节点产生区块，其他所有节点都是空闲的（在等待时没有做任何有意义的工作）。只有1个矿工产生一个有效的区块，其他矿工投入的工作（对于该区块）都被丢弃。比特币之所以不慢，是因为网络中存在大量的矿工和验证者节点。如果有1个节点和100万个节点，它的工作原理是一样的。它的设计是将区块时间（区块之间的时间）平均保持在10分钟左右，所以所有验证者在开始处理下一个区块之前，都会得到相同的区块并进行验证。每个区块在比特币中都有一个固定的大小（1MB），并且在该时间内只能进行有限的交易。为了让你的交易被包括在内，你需要支付费用，以激励矿工将你包括在他们的区块中。

IOTA有什么不同？

-它使用不同的数据结构（定向无环图，称为Tangle）。

-它是异步的（每个节点可以同时产生一个有效的交易）。

Tangle和它的异步性是主要的区别，这使得IOTA能够以一种去中心化和安全的方式进行扩展，这在传统的区块链中是不可能的，因为在传统的区块链中，所有的东西都是围绕着1个当选的领导者同步的。

它是如何简单地工作的？

不同于传统区块链中的领导者产生区块，在IOTA中，每个节点都被允许在同一时间发布有效的交易。节点将交易添加到他们的Tangle副本中，并将它们通过Gossip协议传递给邻居节点。这些节点重复这个过程，直到网络中的所有节点最终都得到了交易。

需要注意的是：

– 无效的交易（没有有效的签名，没有足够的IOTA等）将不会被添加到Tangle上

– 在同一时间相对发出的双倍消费（在任何一笔交易被接受之前–我后面会举例说明）将被添加，并将保留在Tangle中，冲突将在以后解决。

冲突是如何解决的？

当节点检测到冲突时，他们会投票支持一个特定的结果（只能有1个交易有效，否则所有交易都将无效）。他们使用FPC（快速概率共识）来选择1个有效的交易，并认为所有其他双倍消费无效。他们在Tangle中构建未来的交易，以一种不含糊的方式代表他们当前的意见，这样任何观察者都可以通过观察Tangle来得出什么是有效的，什么是无效的结论。节点的意见是由他们的Mana(法力)加权的。我在这里之前的文章中解释了Mana(法力)的经济学。

区块链中的交易在加入区块的时候就被确认了，而在IOTA中，当它被未来的交易按MANA加权获得足够的批准权重时，就被确认了。因此，让我们做几个例子来说明同样的交易在传统区块链中是如何工作的，在IOTA中又是如何工作的，以了解主要区别。

我们假设有：

钱包A =100 IOTA

钱包B=200 IOTA

钱包C=0 IOTA

钱包D=0 IOTA

对于这个例子，我们假设我们在世界各地都有节点，这些节点都是相连的，并且必须就什么是有效的，什么是无效的达成共识。

例1：

钱包A从美国的一个节点向钱包C发送100个IOTA，钱包B从中国的一个节点向钱包D发送200个IOTA。

区块链的方法：

这两笔交易都会被广播到节点上，然后被添加到所有交易的集合中（mempool）。选出1个领导者形成下一个区块，并将这些交易添加到区块中，并将区块广播给其他节点。所有节点检查区块的内容，看其正确性，并接受其为有效区块。

IOTA的方法：

美国的节点将交易A添加到它的Tangle副本中 并将其广播给加拿大和墨西哥，同时中国将交易B添加到它的Tangle副本中，并将其广播给日本和印度。墨西哥、加拿大、日本和印度继续向他们的邻居广播，最终这两笔交易都到达欧洲，欧洲检查了它们并接受它们为有效，并继续向其他国家广播。最终美国得到交易B，中国得到交易A，没有发现冲突，未来的交易成功引用这些交易，一段时间后A和B都是有效的。

例2:

钱包A从美国向钱包C发送100 IOTA（交易A1），钱包A从中国向钱包D发送100 IOTA（交易A2）。

区块链方式：

节点广播A1和广播A2。这两笔交易都会被添加到交易的集合中（mempool）。1个领导者被选中。他看到这两笔交易，他选了1笔，因为他不可能两笔都选，因为钱包A只有100个IOTA可以花，不能花两次。被领导者选中的交易被认为是有效的，并被广播到其他节点。他们检查和验证并接受为有效。他们挑选一个领导者产生下一个区块，他看到他的mempool里有A2，就会丢弃它，因为他看到钱包A已经花掉了余额。这就是区块链如何以同步的方式解决双花的问题。

IOTA的方法：

美国的节点在它的Tangle副本中加入A1交易，并将其广播给加拿大和墨西哥，同时中国在它的Tangle副本中加入A2交易，并将其广播给日本和印度。墨西哥、加拿大、日本和印度不断向他们的邻居广播，最终两笔交易都到达欧洲，欧洲看到A1和A2两笔交易并报告冲突。欧洲广播A2，以便它能到达美国，广播A1，以便它能到达中国。节点投票选择1个交易为有效的A1或A2。经过几轮投票，他们都同意并选择例如A1为有效，A2为无效。他们以引用A1而不引用A2的方式来构建入库交易，一段时间后，A1被足够多的交易引用而被认为是有效的，而A2将继续处于纠结中，它不会产生足够的批准权重，也不会被认为是有效的。这就是IOTA以异步方式解决双花的方法。所有的节点都时刻处于活跃状态，不像在区块链中，他们要等待领导者解决冲突，他们要验证领导者的决定。

这是一个节点如何结构未来传入交易的一个可能的变化的例子，这样任何观察者都会知道A1是有效的，A2是无效的。

需要注意的是，在IOTA中，我们没有闲置时间（大多数节点没有做任何有意义的事情的时间）。即使他们对冲突进行投票，节点也会继续发出交易！所有节点都以有意义的方式一直100%利用他们的计算能力。

这些是主要的例子，我想任何人都可以在充分思考后理解。

我再举一个给想了解更多一点的人。

当你想到我上面写的那些东西，比如一个事务如果被未来的事务直接或间接引用，那么这个事务就是有效的，而且节点即使在没有意识到冲突的情况下，也会一直发出事务。你可能会有疑问，如果一个节点发出交易，引用了一个双花的交易，却不知道以后会被投成双倍消费，会怎么样呢？这些交易会发生什么？

有趣的是，IOTA也想出了一个优雅的解决方案。他们使用一个叫做审批重置开关(approval reset switch–ARS)的概念来解决这个问题。Tangle网络将再次以非歧义的方式结构化，反映出双倍消费是无效的，所有引用双花的有效交易都将是有效的，它们将积累足够的审批权重，而双花则不会。

我做了一个关于这个话题的视频，里面有1个小错误，这个小错误与理解这个话题无关，所以在这里就不提了，以迷惑大家。如果你需要时间来思考我在视频中说的东西，我建议你以正常速度观看，如果你对这个概念很熟悉，可以把速度设置为2倍。视频链接

希望你喜欢这篇文章，如果你有问题，请在评论中发表，和/或在twitter上联系我（在我的个人资料上找到链接），如果你有兴趣，一定要加入IOTA Discord。在那里你将有机会提出问题并得到答案。

最后，我想指出的是，这些信息是由于它是。这不是投资建议，任何人都应该做自己的研究，而不是盲目跟随我。IOTA基金会成员不可能对网上的每一个关于IOTA的帖子进行核实。官方信息都是IOTA基金会成员在官方渠道给出的。我只是一个社区成员，鉴于我的研究，分享我认为是真实的东西。如果你发现有什么矛盾的证据请和我分享。