Taraxa 成立的初衷,为什么选择了物联网+区块链

Taraxa 成立的初衷,为什么选择了物联网+区块链

12 月 9 日晚,Conflux 研究总监杨光博士以及 Taraxa 创始人兼 CEO Steven Pu 在清华大学进行了关于 POW/POS 公链吞吐量优化的技术分享。该活动由 TIBA(Tsingua International Blockchain Association)以及 BATS(清华大学学生区块链协会)主办。

杨光博士主要分享了 Conflux 对于 POW 公链的吞吐量及延迟确认的优化方案,Steven 则分享了基于 DAG 数据结构的 POS 公链如何满足 IOT 系统所需吞吐量,以及 Taraxa 正在解决的 IOT 应用问题。

Steven 首先分享了 Taraxa 成立的初衷,为什么选择了物联网+区块链?

目前,世界上的物联网设备数量正在成指数级增长,这将是一个非常大的市场。而 IOT 系统中很多现有商业模式成立的前提,是基于对设备产生数据的基本信任。如果设备未被受到信任,那么现有的很多商业模式也将不成立或是具有极高的摩擦成本。

区块链技术可以解决这个问题。

短期看来,区块链能够帮助设备生成的数据变得可信,从而支持大量的业务模型。设备可以比人类更有效地利用区块链的优势,因为在设备的世界中不存在信任机制(不同与人类社会中只能依靠法律/合同/政府等强制执行信任)。长期看来,区块链能够授予设备独立身份。每台物联网设备将成为一个独立的经济实体,不仅能够进行交互,还能使自己的经济效益最大化。这种基于智能共识算法的去中心化的网络,极大提升了稳定性和安全性,且够更好的平衡工作负载,大大降低了物联网网络部署和维护的成本。

因此,Taraxa 构建了一个快速、可扩展的设备友好型公共账本,目的是让设备和机器变得更加有用、更有价值,促进 IOT 系统能够传播的更快。

而要构建适用于大规模物联网设备的公链,则需要保证足够高的吞吐量。Steven 详细阐述了 Taraxa 如何做到这一点。

Taraxa 采用 Block DAG 的数据结构来实现横向并行处理(即节点之间的并行分工),speculative concurrency 来实现纵向并行处理(即智能合约的并行处理),并且为物联网设备专门设计了轻节点,大大降低了对于全节点依赖,另外还发明了一套链上技术参数可自动进化的算法机制。

  • DAG 的快速确认:区块 DAG 可以很好的实现横向并发,但是无法做到真正的最终确认。但真正的最终确认对智能合约来说尤为重要,因为其中大部分可能会在区块链上众多账户中引发级联效应。针对这个痛点,Taraxa 推出了一种异步的、VRF 驱动的 PBFT 流程来实现真正的最终确认。
  • 借助 STM 实现的并发:Taraxa 借用了 STM(软件事务存储器)的一些原理。Taraxa 通过事务处理的推测并行化实现节点级别的并发,并通过内置并发数据实现冲突最小化。
  • 模糊分片:为了最大化区块的利用率,网络会以最低成本自动界定区块提议资格,并通过加密抽选的方式为每个全节点的待确认交易界定管辖权。这个过程是 “模糊” 的(fuzzy),以最大程度通过最低耗损减少实时协调的需求。
  • 无需信任的轻节点:大多数物联网的边缘设备受资源限制,无法运行完整节点,但这并不意味着它们应该成为所依赖的全节点的傀儡。Taraxa 开创了一个实用的解决方案,使轻节点能够获取网络的随机子集,来检查已知信息的真实性。
  • 自适应协议:网络条件不断变化,管理协议行为的规则也应该自动适应 – 而不是通过在线论坛去调整。Taraxa 中的重要协议规则,例如区块生成率、区块大小和委员会规模等,是通过动态计算得出和决定的,可以最大限度地减少对硬分叉(和激烈争论)的需求。

最后 Steven 与在场的学生及区块链爱好者们简单分享了 Taraxa 如何利用区块链技术来解决物联网系统中设备之间的信任问题。

Taraxa 通过提供一个安全模组来实时监控和锚定设备数据,将设备产生的数据通过本地签名哈希上链以提供未来在验证数据真实性时,提供审计环境。

Steven 解释道,现在大家普遍有一个误区:区块链用于存储数据。事实上,区块链完全不应该被用于数据上传及存储:区块链的容量非常有限且处理交易速度相较中心化网络而言极慢。正确的做法应该是将数据哈希上链以为验证数据真实性提供一个有效审计的环境,用于防止中心化系统作弊。

具体流程:

0. Taraxa 在设备中植入的模组定期将设备产生的数据通过本地签名哈希上链(这里上链的是哈希值,而非数据本身);

1. 同时,模组自动将设备产生的数据直接上传到云,并对存储数据加密(可替代为去中心化存储方案);

2. 云向利益相关者发送数据报告和分析;

3. 通过向 Taraxa 链上哈希值进行还原取证,利益相关者能够随时验证云端数据的真实性。

整个过程,哈希上链以及上传到云这两个动作是平行的。这样一来,任何时候都能对设备产生的数据进行验证,保证数据直接来源于设备且真实可信,极大程度的提高了作恶成本。

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