IoTeX - децентрализованная сеть для IoT

IoTeX - сеть из множества блокчейнов, которые иерархически расположены, где блокчейны могут одновременно взаимодействовать друг с другом, сохраняя при этом совместимость. В мире IoTeX, корневая цепь управляет многими независимыми блокчейнами или субцепями.

В мире IoT многие устройства считаются слабыми узлами, поскольку они:

  • Не способны выполнять майнинг на основе PoW из-за ограничений мощности и вычислений;
  • Не способны хранить большие объемы данных (например, гигабайты, не говоря уже о терабайтах и петабайтах) из-за ограничений мощности и памяти;
  • Не в состоянии проверять все транзакции, обрабатывая весь блокчейн;
  • Не могут быть постоянно подключены к другим одноранговым узлам, зависят от времени бесперебойной работы и качества связи. Таким образом, большинство существующих блокчейн решений слишком тяжеловесные для IoT.

IoTeX начал свое путешествие в 2017 году с создания Интернета надежных вещей, где все физические и виртуальные «вещи» - люди, машины, предприятия и dApps - могут эффективно обмениваться информацией и ценностями в глобальном масштабе. В течение последних двух лет мы создавали IoTeX с нуля и посвятили себя внедрению новых инноваций в индустрию блокчейнов. Это проявляется в Mainnet Alpha , которая предоставляет современную корневую цепочку, на которой будут запущены новые цепочки уровня 2, токены, dApps и предприятия.

IoTeX Mainnet служит источником Интернета доверенных вещей. Наше видение - это гораздо больше, чем просто доверие к современным устройствам IoT. Скорее, действуя в качестве децентрализованной структуры доверия для ВСЕХ физических и виртуальных вещей , IoTeX будет обеспечивать сквозное доверие на протяжении всего жизненного цикла информации, включая сбор, передачу, хранение и использование. Это означает, что данные и активы могут совместно использоваться всеми типами «вещей», что позволяет использовать новые децентрализованные бизнес-модели с участием людей, компьютеров, бизнеса и приложений dApps:

  • Люди могут беспрепятственно взаимодействовать с машинами в новой экономике совместного использования и в случаях использования данных как услуги.
  • Машины могут напрямую взаимодействовать с другими машинами для питания децентрализованных автономных организаций (DAO)
  • Предприятия могут сотрудничать с другими предприятиями для достижения новых уровней коллективного интеллекта и воздействия
  • Люди, машины и предприятия могут получить доступ к надежным приложениям dApp для выполнения различных процессов / задач с полной конфиденциальностью данных

IoTeX - это сеть из множества блокчейнов, которые иерархически расположены, где многие блокчейны могут одновременно взаимодействовать друг с другом, сохраняя при этом совместимость. В мире IoTeX, корневая цепь управляет многими независимыми блокчейнами или субцепями.

Субцепь подключается к IoT- устройствам и взаимодействует с ними, чтобы совместно использовать что-то общее, например, они имеют аналогичную функциональную цель, работают в аналогичных средах или имеют одинаковый уровень доверия. Если субцепь плохо функционирует, например, подвергаясь атакам или испытывая ошибки в программном обеспечении, корневая цепь полностью не подвержена влиянию. Кроме того, межблокчейновые транзакции (cross blockchain transactions) привязаны для передачи значения и данных из субцепей в корневую цепь или от одной субцепи к другой через корневую цепь. 

Корневая цепь

Корневая цепочка будет запущена в первом квартале 2019 года (она же Mainnet Alpha), которая состоит из четырех слоистых компонентов:

  • Сетевой уровень обеспечивает одноранговую связь между узлами IoTex и предоставляет услуги цепочки блоков (через grpc ) другим приложениям и пользователям.
  • Консенсусный уровень запускает Roll-DPoS для выбора активных производителей блоков среди пула кандидатов-производителей блоков (которые выбираются путем распределения и голосования) с использованием децентрализованного рандомизированного алгоритма (DKG + BLS).
  • Слой перехода между состояниями состоит из пяти подпротоколов и отвечает за передачу состояний блокчейна от одного к другому.
  • Программный слой реализует бизнес-логику для перехода между состояниями. В настоящее время он поддерживает виртуальную машину Ethereum (EVM) со смарт-контрактами, написанными в Solidity. Разработчики могут легко переносить на него существующие DApps.

Подпротоколы и Действия

Уровень перехода между состояниями корневой цепочки IoTex достаточно гибок, чтобы любой подпротокол можно было подключать без суеты.

  • Субпротокол учетных записей обеспечивает функциональность для учета остатков на счетах, живущих в этой цепочке блоков.
  • Подпротокол выполнения управляет выполнением интеллектуальных контрактов и возвратом / возвратом состояний.
  • Подпротокол Poll синхронизируется с нашими договорами о ставках / голосованиях, которые находятся в Ethereum (который играет роль цепочки Gravity до его готовности), и инструктирует продвижение / понижение делегатов в корневой цепочке IoTeX.
  • Подпротокол вознаграждения отвечает за распределение блочных и эпохальных наград подходящим делегатам и кандидатам.
  • Multichain subprotocol управляет управлением подсетями и связью между цепями, которая находится в стадии разработки.

В сети IoTeX транзакции (элементарный операционный блок для взаимодействия с данными блокчейна) называются «действиями», и существует пять типов действий, соответствующих пяти подпротоколам, как описано.

Корневой блокчейн использует модель на основе UXTO как Bitcoin и Monero по следующим причинам:

  • Упорядочение транзакций становится тривиальным без необходимости в текущих или порядковых номерах, что предъявляет минимальные требования к консенсусным схемам и позволяет параллельно обрабатывать транзакции;
  • Возможность применения существующих методов сохранения конфиденциальности, таких как кольцевая подпись, и ZK-SNARK для скрытия отправителя, получателя и суммы транзакции становится возможной.

Рандомизированное делегированное доказательство доли (Roll-DPOS)

Чтобы иметь быстрый и эффективный механизм консенсуса с мгновенным завершением блоков в контексте IoT, мы объединяем концепции DPoS, PBFT и VRF (Verifiable Random Functions). VRF был впервые предложен Micali и представляет собой семейство функций, которые могут производить публично проверяемые доказательства правильности их случайным образом выдаваемых результатов вычислений. Если не вдаваться в подробности, предлагаемый нами Roll-DPOS имеет четыре фазы: выбор кандидатов, формирование комитета, предложение блока и завершение блока.

Набор кандидатов

В этой фазе могут участвовать — т.е. голосовать за кандидатов комитета — все узлы сети IoTeX. Чтобы мотивировать узлы на голосование, система удостоверяется, что делегаты разделяют полученные вознаграждения с голосующими. Кандидаты формируют группу минимум из 97 делегатов; в будущем это число будет увеличиваться, во избежание в дальнейшем централизации майнинг-мощностей. Выбранные кандидаты вносятся в одну эпоху, которая состоит из 47 итераций.

Формирование комитета

В каждой итерации посредством VRF из пула кандидатов случайным образом выбирается комитет из 11 кандидатов, для создания блоков в следующих 11 раундах. Идея заключается в том, чтобы использовать хэш блока из последней итерации и личный ключ узла в качестве входных данных для VRF и создания (Boolean output) логического вывода - если некто выбран как член комитета, преимущество, указывающего на его очередь в предложении блока, и доказательства, указывающего на его квалификацию для предложения блока в определенном раунде. Использование VRF имеет важное значение, поскольку обеспечивает не интерактивный способ сортировки всех делегатов для предложения блоков справедливым и безопасным образом. С этой целью мы используем эффективный VRF, так, как он используется в Algorand

Предложение блока

В каждом раунде (это примерно каждые 3 секунды), каждый узел в комитете предлагает новый блок и передает его всей сети, вместе с приоритетом и доказательством. Только блок, предложенный узлом с самым высоким приоритетом, еще не выносившей предложений в той же итерации, рассматривается другими узлами и получает статус блока-кандидата.

Завершение блока

В том же раунде все остальные узлы голосуют за/против блока-кандидата посредством PBFT. Если более 2/3 узлов комитета соглашаются о валидности блока-кандидата, он завершается и добавляется каждым в сети к блокчейну. После этого, процессы предложения и завершения блока осуществляются в следующем раунде; если текущая итерация заканчивается, перед осуществлением процессов предложения и завершения блока формируется другой случайный комитет.

Экономики совместного использования на основе IoTeX были бы способны обеспечивать следующие преимущества:

  1. Депозит полностью регулируется смарт-контрактом. Так как деньги никто не удерживает, возвращение депозита гарантировано всегда. Пользователям не нужно доверять компании, чтобы использовать сервис.
  2. Каждая совместно используемая вещь реализует свою ценность и назначение автономным образом. В рамках экосистемы не имеет значения, кто владеет совместно используемой вещью. Владельцем может быть каждый, внося свой вклад в экосистему. Управлять экономикой может сообщество. В результате, компании могут выполнять функцию обслуживания замка IoT и управлять сообществом. Такая бизнес-модель намного легче, компании могут быстро расширять ее и обслуживать больше людей.
  3. Опять же, пользователям не нужно доверять компании, чтобы сохранять свои данные. Их данные сохраняются на блокчейне с защитой конфиденциальности.



Блокчейн IoTeX, управляет устройствами локально и взаимодействует с публичной цепочкой в интернете по мере необходимости. Публичная цепочка обслуживается сообществом. Для производителей IoT, никаких расходов на обслуживание нет. Блокчейн IoTeX обеспечивает защиту конфиденциальности, которая предотвращает утечку данных или взлом системы контроля, даже в условиях небезопасности интернета.

Помимо предоставления производителям IoT возможности разворачивать их IoT- устройства на блокчейне, IoTeX планирует сотрудничество с создателями IoT-чипов в целях разработки чипов на основе блокчейна IoTeX для ускорения цикла проектирования и производства IoT-устройств. Производителям IoT нужно будет просто интегрировать чип, чтобы их устройства поддерживались блокчейном IoTeX.

IoTeX - децентрализованная сеть для IoT, основанная на конфиденциально-ориентированном блокчейне с четырьмя основными нововведениями:

  1. Блокчейн в блокчейне, для хорошо сбалансированной распределенной сети, которая максимизирует масштабируемость и конфиденциальность экономически эффективным способом;
  2. Настоящая конфиденциальность на блокчейне, основанная на передаваемом платежном коде, кольцевой подписи с постоянным размером без надежной настройки и первой реализации bulletproof;
  3. Быстрый консенсус с мгновенным завершением, который значительно улучшает пропускную способность сети и снижает стоимость транзакций;
  4. Гибкая и легковесная системная архитектура, основанная на IoTeX, специально предназначенная для ключевых IoT приложений в различных отраслях промышленности.

В общем проекте IoTeX Network используется разделение полномочий, термин, придуманный Шарлем-Луи де Секондатом, в котором говорится, что демократическая политическая власть должна быть разделена на законодательную, исполнительную и судебную. Вообще говоря, IoTeX Network - это децентрализованная структура доверия, состоящая из нескольких блокчейнов, которые объединяют людей, машины, приложения, иерархически организованные и предназначенные для различных целей.

  • Уровень управления, созданный Gravity Chain, является уровнем, который действует как децентрализованное правительство для сети IoTeX. Он сосредоточен исключительно на децентрализации и безопасности, консенсусной схеме, ориентированной на жизнедеятельность (например, вариант PoS), для облегчения таких задач, как разметка, голосование, сокращение, предложения, связанные с протоколами, и многое другое. Перед запуском гравитационной цепочки Q3 / Q4 2019, сеть Ethereum будет использоваться в качестве уровня управления.
  • Уровень оркестрации, созданный корневой цепочкой, является генеральным менеджером и координатором для всех подцепей. Он работает на основе нашего ориентированного на безопасность механизма Roll-DPoS и стремится к разумной пропускной способности, надежности и прозрачности. Он запускается в апреле 2019 года (он же Mainnet Alpha) как первый блокчейн в сети IoTeX.
  • Операционный уровень, созданный различными подцепями layer2, является конкретным модулем, который обрабатывает бизнес-логику, связанную с конкретными случаями использования / приложениями. Различные подцепки могут взаимодействовать друг с другом через кросс-цепную связь. Ожидается, что первая подцепь IoTeX будет запущена во втором / третьем квартале 2019 года с упором на доверенные вычисления.
  • Уровень выполнения - это необязательный уровень, на который конкретные подцепи могут выполнять конкретные задачи вычислений / хранения. Отделение проверки и упорядочения состояний от генерации состояний чрезвычайно полезно для улучшения масштабируемости, функциональности и удобства использования децентрализованной системы.

В нашем проекте все цепочки блоков используют один и тот же пул ресурса делегатов, который обеспечивает консенсус для защиты всей сети и является краеугольным камнем коллективного доверия. При наличии коллективного доверия можно легко раскрутить подцепь так же легко, как запустить экземпляр EC2 в облаке AWS. Благодаря абстракции EDR, подцепи, работающие в IoTeX Network, могут иметь существенно разные уровни перехода и выполнения состояний, а также основную криптоэкономику.

Причину, по которой мы разделяем обязанности между несколькими уровнями цепочки блоков, мы твердо верим в децентрализованное управление. Многие блокчейны DPoS управляют задачами управления (т. Е. Распределением / голосованием) в блокчейне базового операционного уровня - IoTeX считает, что задачи управления не должны группироваться с оперативными задачами в одной цепочке. Например, избранные делегаты, как группа заинтересованных сторон, могут не принимать во внимание транзакции размещения / голосования в процессе производства блоков, чтобы смягчить вероятность их переизбрания (т. Е. Конфликта интересов). Кроме того, избранные делегаты могут применять обновления протокола (путем обновления своего программного обеспечения без согласия других пользователей), которые не благоприятствуют остальной части экосистемы.