پروتکل IOTA (آیوتا)، یک لجر توزیع‌شده است که به منظور ثبت و اجرای تراکنش‌ها بین ماشین‌ها و دستگاه‌های اکوسیستم IoT (اینترنت اشیا) طراحی شده است. این لجر برای محاسبه تراکنش‌ها در شبکه‌ی خود از ارز دیجیتالی با نام mIOTA استفاده می‌کند. در این متن به بررسی بیشتر پروتکل IOTA خواهیم پرداخت.

خلاقیت اصلی IOTA سیستم Tangle است. این سیستم از گره‌هایی تشکیل شده است که از آن‌ها برای تایید تراکنش‌ها استفاده می‌شود. طبق گفته‌ی آیوتا، Tangle سریع‌تر و موثرتر از بلاک‌چین‌های رایج در ارز دیجیتال عمل می‌کند. بنیاد آیوتا یک بنیاد غیرانتفاعی است که مسئولیت لجر را بر عهده دارد و توافق‌نامه‌هایی را با شرکت‌های مهمی همچون Bosch و Volkswagen دارا است تا بتواند به گسترش کارایی این پلتفرم در میان دستگاه‌های مرتبط بپردازد.

درک پروتکل IOTA

طبق موسسه تحقیقاتی گارتنر، تا سال ۲۰۲۰ تعداد ۲۰.۴ هزار میلیارد دستگاه مرتبط در اینترنت موجود خواهد بود. در این اکوسیستم IoT، هر دستگاه اطلاعات در طول روز پرداخت و معامله را با چندین دستگاه دیگر مقایسه می‌کند.

آیوتا در پی آن است که به حالت استاندارد انجام تراکنش در دستگاه‌ها تبدیل شود. بنیان‌گذاران پروتکل IOTA بیان داشته‌اند که این لجر سبب ایجاد تراکنش بین دستگاه‌های مرتبط می‌شود و هرکس توانایی دسترسی به آن را دارد.

همچنین بنیان‌گذاران آیوتا ادعا می‌کنند که آیوتا قادر است چندین مورد از مشکلات مربوط به اختلال ارزهای دیجیتالی که بر پایه بلاک‌چین‌های استاندارد طراحی شده‌اند را رفع کند. این مشکلات شامل مواردی همچون تمرکز استخراج بر روی گروهی خاص، سرعت پایین شبکه، انطباق‌پذیری پایین و یا مشکل مربوط به افزایش فزاینده‌ی تعداد تراکنش‌هایی است که از طریق بلاک‌چین بدون تاثیر بر سایر معیارها صورت می‌گیرد.

این مشکلات عمدتا به سبب مسدود شدن تراکنش‌ها در بلاک‌چین بیت‌کوین ایجاد شده‌اند. این انسداد خود نیز دلایل متعددی دارد. این انسداد ممکن است به سبب بلاک‌های کوچک و یا مسائل پیچیده‌ای که ارزکاوها باید با حل ان‌ها به کسب ارز دیجیتال به عنوان پاداش بپردازند پدید آید. آیوتا با تغییر دادن الگوی بلاک‌چین به Tangle سبب حل این مشکلات می‌شود و راهی جدید را برای سازماندهی داده‌ها و تایید تراکنش‌ها ارائه می‌دهد.

تاریخچه IOTA

این بلاک‌چین در ماه اکتبر سال ۲۰۱۵ ایجاد شده است. ریشه‌ی آیوتا به پروژه جین بازمی‌گردد. هدف از این پروژه این بود که یک سخت‌افزار سه‌گانه و یا یک سخت‌افزار کم‌هزینه و به‌صرفه از لحاظ انرژی تولید شود تا با پردازشگرهای عمومی در اکوسیستم IoT مورد استفاده قرار گیرد. جین در سپتامبر سال ۲۰۱۴ یک فروش جمعی را برای توکن‌های خود ترتیب داد. در طول این فروش جمعی در حدود ۱۰۰ هزار توکن  با مبلغ کلی ۲۵۰ هزار دلار به فروش رسید.

توکن‌های جین به زودی با مشکل رو به رو شدند چراکه به عنوان توکن‌های مشارکتی معامله می‌شدند. پیشنهاد عرضه‌های اولیه سکه در آن زمان با مقبولیت و کشش بازار رو به رو شد اما نظارت خاصی بر آن‌ها نبود. جین در سال ۲۰۱۵ با تغییر نام IOTA رو به رو شد و یک فروش توکن دیگر برگزار شد. این بار توکن‌ها به عنوان توکن‌های کمکی معامله می‌شدند و دارندگان توکن جین می‌توانستند توکن‌های خود را به صورت هم ارزش با بلاک‌چین جدید مبادله کنند.

تراکنش‌های IOTA با ارز دیجیتال مخصوص به آن، با نام mIOTA صورت می‌گرفت. تعداد کلی IOTA که برای وجود آن برنامه ریزی شده بود برابر با ۲۷ کادریلیون بود. طبق گفته بنیان‌گذاران IOTA، تعداد کلی mIOTA همخوانی بسیار خوبی با جاوا اسکریپت که یک زبان برنامه‌نویسی است دارد. mIOTA پس از سه ماه از گذر حضور خود در بازارهای ارز دیجیتال به بالاترین ارزش خود یعنی ۱۴.۵ هزار میلیارد دست یافت. اما پس از آن ارزش آن با افت شدید ارزش کلی بازار با کاهش زیادی رو به رو شد.

چگونه IOTA به حل مشکلات انطباقی بیت‌کوین می‌پردازد؟

حل مشکلات بیت‌کوین از طریق پروتکل IOTA از چند طریق صورت می‌گیرد. ارز دیجیتال آیوتا، mIOTA نام دارد که از پیش تعیین و استخراج شده است و اکثر تراکنش‌های آن در مقایسه با بلاک چین به شیوه متفاوتی صورت می‌گیرد. توسعه‌دهندگان آیوتا ساختار داده‌ای جدیدی را با نام Tangle ارائه داده‌اند. از طریق این ساختار داده‌ای می‌توان نمایش عددی موجود در حافظه کامپیوتر را سازماندهی کرد.

در واقع Tangle یک گراف مارپیچ هدایت‌شده (DAG) است و سیستمی از گره‌ها است که حالت غیرمتوالی دارند. بنابراین هر گره موجود می‌تواند به چندین گره دیگر در یک Tangle متصل شود. اما این اتصال تنها از یک جهت خاص ممکن است؛ این بدین معنا است که یک گره نمی‌تواند به خود ارجاع پیدا کند.

بلاک‌چین استاندارد نیز یک DAG است، چراکه دارای دسته‌ای از ارتباطات پی در پی است. اما Tangle پروتکل IOTA یک سیستم موازی است که تراکنش‌های موجود در آن به جای اینکه حالت متوالی داشته باشند، به صورت همزمان شکل می‌گیرند. هرچه سیستم‌های بیشتری به این Tangle شود، در پردازش تراکنش‌ها ایمن‌تر خواهد بود و به صورت موثرتری عمل خواهد کرد.

در بیت‌کوین، گروهی از سیستم‌ها گره‌هایی کامل ایجاد می‌کنند که شامل تاریخچه‌ی کامل تراکنش‌های یک لجر است که در زمان تایید مورد نیاز هستند. این فرآیند انرژی و محاسبه بسیاری را می‌طلبد.

در Tangle هر تراکنش جدید با ارجاع به دو تراکنش قبلی تایید می‌شود. این موضوع سبب کاهش میزان زمان و حافظه مورد نیاز برای تایید تراکنش می‌شود. در آخرین مرحله، یک مسئله‌ی بسیار ساده و آسان اثبات کار به تراکنش افزوده خواهد شد. سیستم آیوتا از تراکنش‌های مرجع برای اعتبارسنجی استفاده می‌کند. اگر یک تراکنش در گذشته برای ۹۷ بار مورد تایید قرار گرفته باشد، احتمال تایید آن ۹۷ درصد خواهد بود.

همچنین هرچه تراکنش به پیش برود ضریب بیشتری پیدا می‌کند. ضریب و اهمیت یک تراکنش با افزایش یافتن تعداد تاییدیه‌ها افزایش پیدا می‌کند. زمانی که تراکنش تایید می‌شود، تراکنش دیگری که هنوز به تایید نرسیده است می‌تواند از این تراکنش تاییدشده به عنوان یکی از مراجع خود برای تایید استفاده کند.

این روش تایید تراکنش هیچ هزینه‌ای را به دنبال ندارد و انرژی کمی را می‌طلبد؛ این موضوع سبب خواهد شد تا mIOTA بتواند در دستگاه‌ها و ماشین‌های متنوعی که نیازهای متفاوتی از لحاظ قدرت و انرژی دارند، مورد استفاده قرار گیرد.

پروتکل نظارتی

IOTA برای بلاک‌چین خود سیستم نظارتی تعیین نکرده است. بنیاد IOTA خود مسئول سرمایه‌گذاری و هدایت آیوتا است. جان لیچیاردلو، مدیرعامل سابق صندوق پیشرفت اکوسیستم آیوتا (EDF)، بیان داشته بود که این مرکز در حال برنامه‌ریزی برای ساخت یک برنامه است که به اعضای انجمن آیوتا امکان این را می‌دهد که در مورد طرح‌های پیشنهادی مربوط به جهت‌گیری‌های آتی رای دهند. اما هنوز اقدام جدیدی در رابطه با این موضوع صورت نگرفته است.

نگرانی‌ها پیرامون IOTA

نگرانی‌هایی پیرامون پروتکل IOTA وجود دارد. انتقادهایی که متوجه آیوتا هستند به صورت عمده بر نقص‌های فنی آن متمرکزاند. سیستم آیوتا نیز همچون اکثر ارزهای دیجیتال در حال پیشرفت است و ساختار ثابتی ندارد. یک سرقت اینترنتی در شبکه آیوتا سبب شد تا ۳.۹۴ هزار میلیارد از ارزش mIOTA به سرقت رود.

تیم توسعه‌دهنده‌ی آیوتا در پاسخ به این حمله سایبری یک پست منتشر کرد که در آن به گام‌های مورد نیاز برای ایجاد بستری مستحکم برای استفاده از ارز دیجیتال آیوتا اشاره شده است. توسعه‌دهندگان آیوتا، ساختار سری خود را از ابتدا طراحی کردند و در آن از هش SHA-256 معروف که در بیت‌کوین مورد استفاده قرار گرفته است، بهره بردند. هش آیوتا که Curl نام داشت سبب اختلالات زیادی می‌شد و زمانی که دو درونداد مجزا به آن داده می‌شد، تنها یک برونداد ارائه می‌کرد.