區塊鏈與物聯網結合：解讀數字貨幣IOTA在機器經濟中的應用

2017年在科技和金融行業最熱門的無外乎物聯網和區塊鏈了，而兩者也有很多可以融合共通的地方，鑒於自動化趨勢加強，支持者認為互聯設備自然將會需要與智能自適應網路更好地相協調。隨著區塊鏈技術的到來，所謂的物聯網（IOT）行業已經發現新的工具助其由願景變成現實。不過一個關鍵問題仍待解決：現有的區塊鏈設計能夠滿足IOT行業的需要嗎？或者說需要有專門的區塊鏈設計來緩解特定使用安全問題嗎？

最近熱門的IOTA也開始進入「區塊鏈X物聯網」業內人士的視野。IOTA很巧妙的把區塊鏈技術應用與物聯網M2M等領域----------那到底IOTA是什麼？

什麼是IOTA

IOTA是一種新型的數字加密貨幣，專註於解決機器與機器（M2M）之間的交易問題。通過實現機器與機器間無交易費的支付來構建未來機器經濟（machine economy）的藍圖。IOTA在介紹頁面開宗明義的說IOTA採用Tangle架構而非區塊鏈架構。精確來說Tangle既沒有儲存交易資料的區塊也沒有鏈，因此IOTA是「物聯網x數字貨幣」而不是「物聯網x區塊鏈」。甚至IOTA聲稱Tangle改進了區塊鏈的諸多問題，因此自稱是下一代的區塊鏈。

機器經濟：當機器擁有專屬錢包

機器經濟這個詞看以來有點陌生，但其實我們已經處於一個機器經濟的環境，只要用過自動販賣機的人，都能輕易理解機器有自己的錢包是什麼概念。自動販賣機目前就是一個有收錢（硬幣）功能的機器，例如你投入5元會掉出一罐可口可樂。但是這台機器其實是需要定期花錢的，例如說保養費。只是現在的模式是設置自動販賣機的廠商會定期去收自動販賣機內的錢，再用自動販賣機賺到的一部分錢，來支付機器保養費。

但是如果自動販賣機在未來不只能收錢，還能夠自己花錢呢？這個情況不難想像，現在有少數的自動販賣機是可以用悠遊卡付款，因此錢就不是用硬幣或紙鈔的方式存在自動販賣機內，而是像比特幣在記帳本上增加一筆金額。因此，自動販賣機也就可以每個月自動通知機器維護廠商來保養，並自己從機器的錢包內支付。自動販賣機除了要支付保養費之外，還有定期的電費、場地租金，都可以交給機器自主完成。

這個自動販賣機的例子，是要說明未來物聯網的生活有一部分是必須依靠機器相互交換資料（Machine-to-Machine, M2M）來實現。但是，如果這些資料在交換的時候被駭客入侵就可能產生危險，例如駭客入侵駕駛系統並接管自動駕駛汽車。

因此，在物聯網的時代也需要一個類似區塊鏈的技術來避免資料被修改，以確保物聯網的安全。比特幣是透過比特幣區塊鏈來解決資料被修改、重複花費的問題。而在物聯網時代，IOTA 認為Tangle 才是用來解決機器傳輸資料風險的解方，而不是區塊鏈。

零交易手續費是IOTA的關鍵競爭力

數字貨幣IOTA 和Tangle 之間的關係，就如同比特幣和比特幣區塊鏈一樣。因此你可以將Tangle 當成是記帳的帳本，而IOTA 是在Tangle 上流通的數字貨幣。只是Tangle 記帳的方式和區塊鏈的方式完全不同，但目的是相同的都是在驗證交易（或驗證資料）以避免資料被篡改。

舉購買二手汽車為例。二手車是否能以高價售出，往往直接和車子的里程數據、是否定期保養有關，因此這些車子的數據最容易被惡意偽造或謊報。而二手車認證聯盟主要的工作，就是為二手汽車的里程數或保養記錄背書，避免消費者看不出來數據被人動過手腳。但是與其相信二手車聯盟的認證，更可靠的方法應該是相信汽車自動產生並保存在區塊鏈上的數據紀錄（如果有的話）才對。

這就承接上一段的問題，如果未來的每輛汽車上都有很多數據需要傳輸、記錄，那該怎麼做才能確保數據的安全，而不會被有心人士篡改呢？

目前的區塊鏈（例如比特幣區塊鏈）的交易驗證是仰賴礦工（記帳者）的挖礦（記帳），而礦工為了要取得最多收入，會優先驗證交易手續費給得比較多的交易。但是，小額交易發起者不可能支付比交易金額多好幾倍的手續費，就像之前我說通常我們不會用比特幣去CoinCake買蛋糕，因為蛋糕90元但交易手續費就要60元，太貴了。

IOTA 就是改良了區塊鏈必須支付手續費給礦工的設計，推出沒有區塊、沒有鏈也沒有礦工的新技術Tangle。Tangle沒有礦工驗證交易，而是每一個發起交易的人都得負責驗證其他交易。既然Tangle 沒有礦工，發出交易的人就不需要支付交易手續費。

這種零交易手續費的設計，特別適合未來物聯網時代的數據交換。因為每一筆數據交換就像是小額交易，如果要支付高額手續費，就無法運作。因此，IOTA 是透過Tangle 來達成目前區塊鏈還沒辦法做到的零交易手續費的服務。

Tangle具有更高效率？

Tangle因為他特殊的驗證交易方式，在驗證速度上也比普通的區塊鏈快得多。可以近乎即時完成每筆交易，而不需要像我們發出比特幣交易得付足夠的交易手續費才能在幾分鐘之內被驗證完成。

另外，因為Tangle的交易發起者同時也是交易驗證者的關係，就可以避免目前交易驗證者（礦工）過度集中於某一區域（例如中國）與去中心化背道而馳的問題。Tangle 可以比區塊鏈更接近去中心化的目標。

最後，IOTA還能防止量子電腦攻擊。量子電腦的運算能力是普通礦機的170億倍，也就是說現行的比特幣工作量證明機制必須得想辦法避免被量子電腦的攻擊，否則未來比特幣是有被攻擊風險的。然而，世界第一批量子電腦其實離我們還有5年的時間才會問世，所以Tangle這個特色是防患於未然，而還沒什麼真正用途。

區塊鏈的下一階段

IOTA算是提早設計了Tangle來實現區塊鏈社群一直在討論的可擴展性、微型支付問題，例如比特幣的閃電網路（Lightning Network）或是以太坊的Raiden。

會說IOTA適合用在物聯網上，是因為Gartner說到今年底全球連接網路的裝置將達到84億個。如果這麼多的裝置都連上目前的區塊鏈來防止紀錄被修改那肯定會塞爆，IOTA設計的Tangle正好可以解決區塊鏈尚未完全解決的問題。整體來說，IOTA是提早設計出了物聯網世界的新機制，預先做準備。

目前來看現實生活和IOTA 所敘述的未來，還有很長的一段路要走，區塊鏈、Tangle 都正在開發階段，也都還有很多想像空間。不過鑒於中國在最近幾年中機器經濟中的不可思議的發展，我更看好第一個規模性的應用會在中國誕生。

翻譯來源：Astro Hsu