IOTA چیست؟ بررسی آینده IOTA و ارز MIOTA

شبکه IOTA یک دفتر کل توزیع‌شده است که برای انجام و ذخیره‌سازی تراکنش‌ها به‌صورت غیرقابل‌تغییر و رایگان‌ بین ماشین‌ها و دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) طراحی شده است. نام IOTA از نهمین حرف الفبای یونانی نشأت گرفته و به معنای «کوچکترین چیز» است. شاید به این دلیل این نام انتخاب شده که اکوسیستم اینترنت اشیا شامل میلیاردها تراکنش و تبادل روزانه خواهد بود.

«تاریخ آخرین به‌روزرسانی این مقاله: بهمن ۱۴۰۰»

این پروژه راهی را نشان می‌دهد که یک رمزارز در آن می‌تواند فراتر از بلاک‌چین باشد. درواقع پلتفرم IOTA یک بلاک‌چین نیست بلکه یک پروتکل ارتباطی متن‌بازِ مقیاس‌پذیر با توکن‌هایی برای انتقال ارزش است. پروتکل IOTA از رمزارز MIOTA برای این‌کار استفاده می‌کند؛ یک رمز ارز منحصربه‌فرد که بر حوزه کاربردهای اینترنت اشیا متمرکز است.

درحالی‌که رمزارزهای دیگر مبتنی بر یک بلاک‌چین هستند، رمزارز MIOTA به یک گراف غیرچرخه‌ای جهت‌دار (DAG) به‌نام کلاف (Tangle) متکی است. این یک سیستم گره است که با ایجاد یک پلتفرم غیرمتمرکز برای تبادل اطلاعات و ارزش، انجام تراکنش‌های خرد و بدون کارمزد را بین دستگاه‌ها و ماشین‌ها ممکن کرده است.  تیم توسعه‌دهنده پلتفرم IOTA مدعی است که سیستم تنگِل از سیستم‌های استفاده‌شده در بلاک‌چین‌های دیگر سریع‌تر و کاراتر است. به‌لطف این نوآوری، پلتفرم IOTA دارای مکانیزم اجماع بدون رهبر، کارمزدهای بسیار کم و توان عملیاتی بسیار بالاست.

پیشنهاد مطالعه: انواع الگوریتم اجماع در دنیای بلاک چین و ارز دیجیتال (consensus algorithm)

بنیاد IOTA یک موجودیت غیرانتفاعی و مسئول توسعه این پلتفرم است و با حکم‌رانی متن باز (Open Source) این فناوری را به مرز پختگی خواهند رساند. درواقع این بنیاد، شبکه‌ای از برنامه‌نویسان، طراحان، مهندسان و کارآفرینان است که در راستای ایجاد امنیت و جامعیت در شبکه IOT فعالیت می‌کند و حتی تفاهم‌نامه‌هایی را با شرکت‌های برجسته‌ای مثل بوش (Bosch) و وُلوکس‌واگن امضا کرده است. این همکاری با هدف گسترش استفاده از پلتفرم IOTA در سطح دستگاه‌های متصل به شبکه انجام می‌شود.

اگرچه دستگاه‌های اینترنت اشیا روزبه‌روز در دنیای واقع کاربرد بیشتری می‌یابند، اما از قابلیت تبادل و خریدوفروش داده برخوردار نیستند. پلتفرم IOTA یک رمزارز بدون کارمزد برای دستگاه‌های مختلف فراهم کرده که به آن‌ها اجازه می‌دهد داده‌های موردنیاز را خریداری و انتقال دهند. برای مثال یک حسگر مقداری را اندازه‌گیری کرده و داده‌ی آن را از طریق سیستم Tangle در این شبکه ارسال می‌کند که درواقع مقدار هش (Hash) تراکنش را نگه‌داری می‌کند. اگر قرار باشد این داده فروخته شود، مقدار هش می‌تواند به‌عنوان اثباتی برای عدم تغییر و صحت داده ارائه شود.

شبکه IOTA چه هدفی دارد؟

تا سال ۲۰۲۰، میلیاردها دستگاه به اینترنت متصل شده‌اند. در اکوسیستم اینترنت اشیا هر دستگاه می‌تواند در تراکنش‌های روزانه با دستگاه‌های متعددی، داده‌ها و اطلاعات پرداخت را تبادل کنند. پلتفرم IOTA امکان انتقال داده و ارزش را بین گره‌های متعدد به‌صورت غیرمتمرکز، غیرقابل‌تغییر و سریع فراهم می‌کند.

شبکه IOTA می‌خواهد به یک حالت استاندارد برای انجام تراکنش‌ بین دستگاه‌ها تبدیل شود. بنیان‌گذاران این پلتفرم، IOTA را به‌عنوان یک «بدنه‌ی بدون مجوز و عمومی برای اینترنت اشیا که قابلیت همکاری را بین دستگاه‌های متعدد ایجاد می‌کند» معرفی می‌کنند. به عبارت ساده، انجام تراکنش بین دستگاه‌های متصل فراهم می‌شود و هرکس می‌تواند به اطلاعات آن‌ها دست یابد. گره‌های شبکه می‌توانند پیام‌ها (messages) را که شامل انتقال یک داده یا ارزش هستند، به‌صورت غیرقابل‌تغییر و بدون پرداخت کارمزد در سیستم IOTA صادر کنند.

بنیان‌گذاران پلتفرم IOTA همچنین مدعی هستند که ابتکار آن‌ها مشکلات متعددی را حل کرده که درحال‌حاضر گریبان رمزارزهای بلاک‌چین‌های رایج را گرفته است. تمرکز استخراج در دست گروهی خاص، سرعت پایین شبکه و مقیاس‌پذیری، برخی از این مسائل هستند. مقیاس‌پذیری به معنای امکان افزایش تعداد تراکنش‌های مورد پردازش یک بلاک‌چین بدون اثرگذاری بر معیارهای دیگر است.

این مشکلات در اصل به علت وجود مداوم یک پُشته (backlog) از تراکنش‌ها روی بلاک‌چین، بروز می‌کنند. این پُشته به خودی خود به دلایل متعددی ایجاد می‌شود. برای مثال اندازه بلاک کم یا سختی معمای محاسباتی الگوریتم اثبات کار این معضل را پدید می‌آورد. شبکه IOTA با استفاده از یک سیستم جدید برای سازمان‌دهی داده‌ و تأیید تراکنش‌ها به‌نام Tangle ساختار بلاک چین را دوباره پیکربندی کرده و از این مشکل جلوگیری می‌کند.

پیشنهاد مطالعه: پیامدهای ترکیب فناوری‌های ۵G، اینترنت اشیاء (IoT) و بلاک چین (Blockchain)

فناوری IOTA

فناوری پلتفرم IOTA برای دست‌یابی به اهداف دارای چند ویژگی اصلی است:

• مقیاس‌پذیری: پردازش تعداد قابل‌توجهی تراکنش در هر ثانیه در سطح یک شبکه با تعداد وسیعی گره با زمان تأیید کوتاه
• سیستم ساده: قابلیت ایجاد مقیاس برای دستگاه‌های کوچک مثل یک حسگر در یک خودرو تا تجهیزات غول‌پیکر در شبکه‌های شهری
• کارمزد صفر: برای این‌که اکوسیستم اینترنت اشیا در این سطح گسترده، مقیاس‌پذیر باشد، این میلیون‌ها تراکنش روزانه باید از بار سنگین کارمزدهایی که در بلاک‌چین‌های فعلی رایج است، رهایی یابند. مکانیزم اجماع سبک، وجود هماهنگ‌کننده و عدم نیاز به استخراج‌گران، موجب حذف کارمزد از این شبکه شده است.
• ساختار داده: محدودیت ذاتی بلاک‌چین به لحاظ سرعت، عامل دیگری است که با هدف شبکه IOTA ناسازگار است. در زنجیره یک بلاک‌چین تنها یک طرف وجود دارد که تراکنش‌های به‌تازگی تأیید‌شده یکی پس از دیگری به آن ملحق می‌شوند. برعکس، ساختار Tangle در پروتکل IOTA اجازه می‌دهد تراکنش‌ها به‌صورت همزمان در بخش‌های مختلف این ساختار گره‌ای به‌هم متصل شوند، به‌جای اینکه به‌صورت متوالی در یک زنجیره جمع شوند. با این نوآوری، سرعت پایان‌پذیری تراکنش‌ها به‌شدت افزایش می‌یابد.
• اجماع: در این شبکه، خبری از استخراج‌گران یا استیک‌کنندگان نیست. درواقع مکانیزم اجماع در سیستم IOTA بدون انتخاب رهبر انجام می‌شود. هماهنگ‌کننده مرکزی با استفاده از تکنیک‌های رمزنگاری پیام‌های امضاشده به‌نام milestone صادر می‌کند و گره‌ها با ارجاع به آن‌ها، تراکنش‌های جدید را اعتبارسنجی می‌کنند. این مکانیزم اجماع زمان تأیید را کاهش می‌دهد و نیازی به کارمزد ندارد.

پیشنهاد مطالعه: نحوه محاسبه کارمزد تراکنش‌ها در بلاک چین

پیشینه IOTA

پروژه IOTA در اکتبر ۲۰۱۵ از طریق یک اطلاعیه برای فروش توکن در انجمن آنلاین بیت کوین ظاهر شد. ریشه‌های آن به پروژه Jinn برمی‌گردد که با هدف توسعه سخت‌افزار کامپیوتر سه‌تایی (ternary) یا پردازنده‌های عمومی کم‌مصرف و کم‌هزینه برای استفاده در اکوسیستم اینترنت اشیا شکل گرفت. پروژه Jinn در سال ۲۰۱۴ توکن‌های خود را در یک عرضه‌ی انبوه فروخت. حدود ۱۰۰هزار توکن عرضه شد و درمجموع ۲۵۰هزار دلار جمع‌آوری شد.

بازار توکن‌های این پروژه به سرعت داغ شد زیرا به‌نوعی مشابه با اوراق بهادار (security) به‌عنوان توکن‌های تقسیم سود شناخته شدند. در آن زمان، عرضه اولیه توکن (ICO) محبوبیت زیادی پیدا کرده بود و هیچ شناختی درباره وضعیت قانون‌گذاری آن‌ها وجود نداشت. در سال ۲۰۱۵، پروژه Jinn به IOTA تغییر نام داد و سپس یک فروش توکن برگزار شد. توکن‌ها این‌بار با عنوان توکن ابزاری (utility tokens) فروخته شدند. دارندگان توکن Jinn می‌توانستند معادل توکن‌های خود را در سیستم جدید دریافت کنند.

تراکنش نخستین (Genesis) در شبکه IOTA  از یک آدرس با موجودی تمام توکن‌های MIOTA بود که هنوز استخراج نشده بودند. البته هنوز یک اسنپ‌شات از تراکنش نخستین به‌صورت آنلاین برای عموم قابل دسترس نیست. این توکن‌ها به آدرس‌های بنیان‌گذار (founder) توزیع شدند. طبق برنامه، تعداد کل توکن‌های MIOTA برابر با ۲۷ کوادریلیون (میلیارد میلیون) است. بنابر اظهارات بنیان‌گذاران پلتفرم، عرضه کل رمزارز MIOTA به زیبایی با حداکثر مقدار صحیح ممکن در زبان برنامه‌نویسی جاوا اسکریپت تناسب دارد. رمزارز MIOTA در سه‌ماهه ابتدایی پیدایش خود، همزمان با روند گاوی بازار ۲۰۱۶-۲۰۱۷، به قله ارزش بازاری خود در رقم ۱۴.۵میلیارد دلار رسید. به‌هرحال، به مانند رمزارزهای دیگر، در چرخه‌های بعدی بازار ارزش آن تقلیل یافت.

نگرانی‌ها درباره IOTA

انتقادها به شبکه IOTA در اصل درمورد نقص‌های فنی آن است. مشابه با اغلب رمز ارزها، سیستم IOTA نیز نوظهور و اثبات‌نشده است. برای مثال یک حمله فیشینگ (phishing) به این پلتفرم منجر به سرقت ۳.۹۴میلیون دلار شد. در واکنش به این اشکال فنی، تیم توسعه IOTA در یک اطلاعیه در بلاگ خود، به انتشار مراحل تولید یک رمز عبور قوی برای استفاده از رمز ارز MIOTA اقدام کرد.

پیشنهاد مطالعه: فیشینگ چیست؟ (Phishing) معرفی انواع فیشینگ

به نظر می‌رسد که برنامه‌نویسان سیستم IOTA خود نسخه‌ی رمزارز این شبکه را پیچیده‌اند. آن‌ها روش رمزگذاری (encryption) را از صفر ساخته‌اند و از تابع هش SHA-256 مورد استفاده در شبکه بیت کوین و بسیاری دیگر از رمزارزها چشم‌پوشی کرده‌اند. تیم فعال در برنامه ارز دیجیتال دانشگاه MIT یک آسیب‌پذیری جدی را در تابع هش شبکه IOTA که Curl نام دارد، شناسایی کردند. این تابع خروجی یکسانی را برای دو ورودی متفاوت می‌دهد که برخلاف ویژگی مقاومت تصادم (Collision) برای توابع هش است. آن‌ها در تحلیل خود از این آسیب‌پذیری عنوان کردند که یک مهاجم می‌تواند با فنون خود وجوه کاربران را از شبکه Tangle حذف کند و یا به سرقت ببرد. به‌هرحال، تیم توسعه IOTA این نقص را برطرف کردند.

مشکلات بالقوه‌ای درباره ادعای پروژه IOTA مبنی بر رفع محدودیت‌های بلاک‌چین از طریق استفاده از نوآوری گراف غیرچرخه‌ای جهت‌دار وجود دارد. ویتالیک بوترین، خالق شبکه اتریوم، در رابطه با تردید درمورد قابلیت هش‌گراف‌ها برای حل مسائل مقیاس‌پذیری توضیح بیشتری داده است. به عقیده وی، نسخه‌های حال حاضر هش‌گراف، مشکل وابستگی بلاک‌چین به حافظه کامپیوتر و قدرت پردازش را رفع نمی‌کنند. مقیاس‌پذیری یک سیستم که از هش‌گراف استفاده می‌کنند هنوز هم بسته به ظرفیت و سرعت کامپیوتر‌های منفرد در درون شبکه است.

تا همین حالا شبکه IOTA برای اجماع بر سر اعتبار تراکنش‌ها از یک گره مرکزی به‌عنوان یک هماهنگ‌کننده (Coordinator) استفاده می‌کرده است. این وضعیت ادعای آن‌ها را نقض می‌کند که یک پلتفرم غیرمتمرکز مقیاس‌پذیر هستند، زیرا استفاده از یک واسطه متمرکز به‌نام هماهنگ‌کننده به معنای وجود یک نقطه شکست واحد است. این راه‌حل همچنین سرعت را به‌شدت کاهش داده زیرا پردازش موازی در عمل در یک سیستم مبتنی بر هماهنگ‌کننده امکان ندارد. در نقشه راه بنیاد IOTA به چشم می‌خورد که قصد دارند همزمان با راه‌اندازی نسخه جدید این پلتفرم (IOTA 2.0)، نقش هماهنگ‌کننده را از سیستم خود حذف کنند.

البته موضوع متمرکز بودن پلتفرم IOTA تنها با حذف هماهنگ‌کننده پایان نمی‌گیرد. مکانیزم اجماعی که در وایت‌پیپر این پروژه مطرح شده، ملزم می‌کند که اکثریت تراکنش‌ها از سوی اعضای درست‌کار باشد. به عبارت دیگر، شبکه IOTA بدون وجود نقش استخراج‌گران، نمی‌تواند مانع از رفتار مخرب در شبکه شود. در الگوریتم‌های اجماع اثبات کار یا اثبات سهام، گره‌های اعتبارسنج سهمی در شبکه گرو گذاشته‌اند که همین نکته انگیزه‌ای برای پرهیز از رفتار مخرب در شبکه می‌شود. نتیجه این می‌شود که گره‌های قابل اعتماد باید به‌صورت مداوم جریانی از تراکنش‌ها را ارسال کنند، صرف‌نظر از اینکه واقعا از شبکه استفاده می‌کنند یا خیر.

پیشنهاد مطالعه: مقایسه الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام: کدامیک بهتر است؟

آینده IOTA

ارزش بازاری (مارکت کپ) پروژه IOTA نسبت به اوج خود در سال ۲۰۱۷ به‌شدت تقلیل یافته است. این رمز ارز سال ۲۰۲۰ را با ارزش ۴۴۶میلیون دلاری آغاز کرد و در پایان همان سال به ۹۰۰میلیون دلار رسیده بود. اکنون در فوریه سال ۲۰۲۲، ارزش بازاری پلتفرم IOTA بیش از ۲.۳۴میلیارد دلار است. این دستاورد به آسانی به‌دست نیامده است. بنیاد IOTA به مشارکت خود با شرکت‌های بزرگ ادامه داد. تمرکز این پروژه بر حوزه‌ی درحال‌رشد اینترنت اشیا، محصول آن‌ها را از رمزارزهای دیگر جدا ساخته و موجب ایجاد علاقه در سرمایه‌گذاران شده است. در ظاهر به‌نظر می‌رسد که این راهبرد کارگر واقع شده است.

در سال ۲۰۲۱، بنیاد IOTA دو زیرساخت جدید را در این اکوسیستم معرفی کرد. شبکه Shimmer یک شبکه برای ایجاد انگیزه به استیک کردن است که برای به‌روز‌رسانی‌های بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به علاوه شبکه Assembly به‌عنوان یک شبکه قرارداد هوشمند بدون مجوز معرفی شد. این محصول به‌عنوان یک لایه واسط برای قراردادهای هوشمند تعاملی عمل می‌کند.

پلتفرم IOTA با بیت کوین چه فرقی دارد؟

کنارگذاشتن چندین مفهوم و محدودیت توپوگرافیک بلاک‌چین، راه‌حل پروژه IOTA برای مشکلات بیت کوین است. توکن‌های MIOTA رمزارز بومی شبکه IOTA از پیش استخراج شده‌اند و اجماع تراکنش‌ها با شکل متفاوتی نسبت به بلاک‌چین معمولی انجام می‌شود. تیم توسعه این پروژه یک ساختار داده به‌نام  Tangle را مطرح کرده که راهی برای سازمان‌دهی نمایش‌های عددی در حافظه کامپیوتر است.

سیستم Tangle یک گراف غیرچرخه‌ای غیرمتمرکز (DAG) است که درواقع سیستمی از گره‌های غیرمتوالی است. سپس در هر Tangle، هر گره می‌تواند به چندین گره دیگر متصل شود، اما آن‌ها فقط در یک جهت متصل هستند. به عبارت دیگر، یک گره نمی‌تواند به خود ارجاع یابد. به‌هرحال یک بلاک‌چین معمولی نیز یک گراف غیرچرخه‌ای غیرمتمرکز است زیرا یک مجموعه اتصال متوالی است. البته ساختار tangle شبکه‌ای از تراکنش‌های کوچک به‌هم‌پیوسته است که مانند یک کلاف جهت‌دار به‌نظر می‌رسد، به‌جای اینکه مثل بلاک‌چین یک خط واحد باشد. ویژگی خاص سیستم Tangle این است که یک سیستم موازی برای تراکنش‌ها فراهم کرده که به‌صورت همزمان و نه به‌ترتیب انجام شوند. کاربران می‌توانند تراکنش‌های جدید را به بخش‌های گوناگون این سیستم گرهی وصل کنند بدون این‌که منتظر تأیید تراکنش‌های دیگر باشند. ازاین‌رو، هرچه سیستم‌های بیشتری به آن وصل شوند، امن‌تر و کاراتر عمل خواهد کرد.

در پلتفرم بیت کوین، وجود گروهی از استخراج‌گران که گره کامل و همین‌طور دارنده تمام پیشینه تراکنش‌ها در دفتر کل باشند، برای تأیید تراکنش و اجماع الزامی است. این فرآیند، انرژی‌بر و نیازمند محاسبات اضافی است. در سیستم Tangle وجود استخراج‌گران گره کامل ضرورتی ندارد. هر تراکنش جدید با ارجاع‌دهی به دو یا چند تراکنش قبل‌تر تأیید می‌شود که این امر موجب کاهش زمان و حافظه موردنیاز برای تأیید یک تراکنش می‌شود. در مرحله آخر یک معمای محاسباتی اثبات کار آسان به تراکنش اضافه می‌شود.

عدم وجود استخراج‌گران به معنای عدم انتظار تراکنش‌ها برای قرارگرفتن در دفتر کل و همچنین عدم نیاز به پرداخت کارمزد برای پردازش در شبکه است. همین است که رمزارز MIOTA می‌تواند در دامنه‌ای گسترده از دستگاه‌ها و ماشین‌ها با توان مصرفی متفاوت، از زیرساخت‌ها و کسب‌وکارهای وسیع تا یک حسگر کوچک در یک دستگاه، به‌کار گرفته شود.

پیشنهاد مطالعه: آموزش خرید زمین در متاورس | چگونه در متاورس زمین بخریم؟

جمع‌بندی

با مشاهده روند تکامل مداوم اینترنت و به‌هم‌پیوستگی بیش از پیش ابعاد گوناگون زندگی به‌صورت دیجیتال، تیم توسعه‌دهنده پروژه IOTA تصمیم گرفت با معرفی محصول خود نوع جدیدی از تبادل ارزش را امکان‌پذیر کند. شبکه IOTA درواقع یک تارِ اعتماد (web of trust) بین ماشین و انسان همچنین بین دستگاه‌ها با یکدیگر است. ارتقای نحوه تبادل داده و ارزش، به بهینه‌سازی بخش‌های متعددی همچون ساخت و تولید، زنجیره تأمین، مهندسی شهری، حمل و نقل، مدیریت مالی و بسیاری صنایع دیگر می‌انجامد. این نوع جدید از تبادل داده چیزیست که آن را اقتصاد ماشین می‌نامند.

اصول اولیه بنیاد IOTA حول شعارهای جامعه‌محور و حکم‌رانیِ باز شکل گرفته است. این بنیاد باور دارد که اقتصاد ماشین باید براساس یک پروتکل بدون کارمزد، سازگار با محیط‌زیست و به‌شدت مقیاس‌پذیر بنا شود تا مبادله کم‌مصرف اطلاعات و ارزش را ممکن کند.

این مقاله صرفا برای اهداف آموزشی ارائه شده است و نباید به‌عنوان مشاورهٔ تجاری و سرمایه‌گذاری از طرف کوین ایران و نویسندگانش قلمداد شود.

منابع: ۱ و ۲