改造区块链：解读数字货币IOTA在下一代物联网机器经济中的应用

　　区块链与物联网

　　2017年在科技和金融行业最热门的无外乎物联网和区块链了，而两者也有很多可以融合共通的地方，鉴于自动化趋势加强，支持者认为互联设备自然将会需要与智能自适应网络更好地相协调。随着区块链技术的到来，所谓的物联网(IOT)行业已经发现新的工具助其由愿景变成现实。不过一个关键问题仍待解决：现有的区块链设计能够满足IOT行业的需要吗?或者说需要有专门的区块链设计来缓解特定使用安全问题吗?

　　最近热门的IOTA也开始进入“区块链X物联网”业内人士的视野。IOTA很巧妙的把区块链技术应用与物联网M2M等领域，那到底IOTA是什么?

　　什么是IOTA

　　IOTA是一种新型的数字加密货币，专注于解决机器与机器(M2M)之间的交易问题。通过实现机器与机器间无交易费的支付来构建未来机器经济(machine economy)的蓝图。IOTA在介绍页面开宗明义的说IOTA采用Tangle架构而非区块链架构。精确来说Tangle既没有储存交易资料的区块也没有链，因此IOTA是「物联网x数字货币」而不是「物联网x区块链」。甚至IOTA声称Tangle改进了区块链的诸多问题，因此自称是下一代的区块链。

　　机器经济：当机器拥有专属钱包

　　机器经济这个词看以来有点陌生，但其实我们已经处于一个机器经济的环境，只要用过自动贩卖机的人，都能轻易理解机器有自己的钱包是什么概念。自动贩卖机目前就是一个有收钱(硬币)功能的机器，例如你投入5元会掉出一罐可口可乐。但是这台机器其实是需要定期花钱的，例如说保养费。只是现在的模式是设置自动贩卖机的厂商会定期去收自动贩卖机内的钱，再用自动贩卖机赚到的一部分钱，来支付机器保养费。

　　但是如果自动贩卖机在未来不只能收钱，还能够自己花钱呢?这个情况不难想像，现在有少数的自动贩卖机是可以用悠游卡付款，因此钱就不是用硬币或纸钞的方式存在自动贩卖机内，而是像比特币在记帐本上增加一笔金额。因此，自动贩卖机也就可以每个月自动通知机器维护厂商来保养，并自己从机器的钱包内支付。自动贩卖机除了要支付保养费之外，还有定期的电费、场地租金，都可以交给机器自主完成。

　　这个自动贩卖机的例子，是要说明未来物联网的生活有一部分是必须依靠机器相互交换资料(Machine-to-Machine, M2M)来实现。但是，如果这些资料在交换的时候被骇客入侵就可能产生危险，例如骇客入侵驾驶系统并接管自动驾驶汽车。

　　因此，在物联网的时代也需要一个类似区块链的技术来避免资料被修改，以确保物联网的安全。比特币是透过比特币区块链来解决资料被修改、重复花费的问题。而在物联网时代，IOTA 认为Tangle 才是用来解决机器传输资料风险的解方，而不是区块链。

　　IOTA

　　零交易手续费是IOTA的关键竞争力

　　数字货币IOTA 和Tangle 之间的关系，就如同比特币和比特币区块链一样。因此你可以将Tangle 当成是记帐的帐本，而IOTA 是在Tangle 上流通的数字货币。只是Tangle 记帐的方式和区块链的方式完全不同，但目的是相同的都是在验证交易(或验证资料)以避免资料被篡改。

　　举购买二手汽车为例。二手车是否能以高价售出，往往直接和车子的里程数据、是否定期保养有关，因此这些车子的数据最容易被恶意伪造或谎报。而二手车认证联盟主要的工作，就是为二手汽车的里程数或保养记录背书，避免消费者看不出来数据被人动过手脚。但是与其相信二手车联盟的认证，更可靠的方法应该是相信汽车自动产生并保存在区块链上的数据纪录(如果有的话)才对。

　　这就承接上一段的问题，如果未来的每辆汽车上都有很多数据需要传输、记录，那该怎么做才能确保数据的安全，而不会被有心人士篡改呢?

　　目前的区块链(例如比特币区块链)的交易验证是仰赖矿工(记帐者)的挖矿(记帐)，而矿工为了要取得最多收入，会优先验证交易手续费给得比较多的交易。但是，小额交易发起者不可能支付比交易金额多好几倍的手续费，就像之前我说通常我们不会用比特币去CoinCake买蛋糕，因为蛋糕90元但交易手续费就要60元，太贵了。

　　IOTA 就是改良了区块链必须支付手续费给矿工的设计，推出没有区块、没有链也没有矿工的新技术Tangle。Tangle没有矿工验证交易，而是每一个发起交易的人都得负责验证其他交易。既然Tangle 没有矿工，发出交易的人就不需要支付交易手续费。

　　这种零交易手续费的设计，特别适合未来物联网时代的数据交换。因为每一笔数据交换就像是小额交易，如果要支付高额手续费，就无法运作。因此，IOTA 是透过Tangle 来达成目前区块链还没办法做到的零交易手续费的服务。

　　Tangle具有更高效率?

　　Tangle因为他特殊的验证交易方式，在验证速度上也比普通的区块链快得多。可以近乎即时完成每笔交易，而不需要像我们发出比特币交易得付足够的交易手续费才能在几分钟之内被验证完成。

　　另外，因为Tangle的交易发起者同时也是交易验证者的关系，就可以避免目前交易验证者(矿工)过度集中于某一区域(例如中国)与去中心化背道而驰的问题。Tangle 可以比区块链更接近去中心化的目标。

　　最后，IOTA还能防止量子电脑攻击。量子电脑的运算能力是普通矿机的170亿倍，也就是说现行的比特币工作量证明机制必须得想办法避免被量子电脑的攻击，否则未来比特币是有被攻击风险的。然而，世界第一批量子电脑其实离我们还有5年的时间才会问世，所以Tangle这个特色是防患于未然，而还没什么真正用途。

　　机器经济：共享经济2.0

　　区块链的下一阶段

　　IOTA算是提早设计了Tangle来实现区块链社群一直在讨论的可扩展性、微型支付问题，例如比特币的闪电网路(Lightning Network)或是以太坊的Raiden。

　　会说IOTA适合用在物联网上，是因为Gartner说到今年底全球连接网路的装置将达到84亿个。如果这么多的装置都连上目前的区块链来防止纪录被修改那肯定会塞爆，IOTA设计的Tangle正好可以解决区块链尚未完全解决的问题。整体来说，IOTA是提早设计出了物联网世界的新机制，预先做准备。

　　目前来看现实生活和IOTA 所叙述的未来，还有很长的一段路要走，区块链、Tangle 都正在开发阶段，也都还有很多想像空间。不过鉴于中国在最近几年中机器经济中的不可思议的发展，我更看好第一个规模性的应用会在中国诞生。