缠结
作者：Serguei Popov
译者：熊志敏(xiongzm@163.com) 黎明 谭志红
摘要
在本论文中我们分析了 IOTA（一种用于物联网 IOT 行业的加密货币）中所使
用的主要技术。该技术作为区块链技术的下一个延续发展阶段，具有在全球范围
内实现小额支付的特征。
1 系统 的 一般介绍
在过去的六年中比特币的兴起和成功证明了区块链技术的价值所在。然而，
这种技术也有许多缺点，阻碍了它成为全球范围内加密货币的平台。在这些
缺点中，特别值得提及的就是比特币无法进行小额支付，而小额支付在迅速发展
的物联网行业中的重要性不断增加。这就需要寻找一些完全不同于基于比特币和
其他加密货币的区块链技术的解决方案。在本论文中，我们提出了一个称之为
IOTA 的加密货币系统，可用于创建全球范围内基于现有硬件的物联网系统中的
一种货币。
在一般情况下，IOTA 按如下方式运行。如前所述，不存在全局的区块链，
这里是一个 DAG（有向无环图），也称之为 Tangle（缠结）。通过节点发出的所有
交易构成了这个有向无环图 DAG 的集合。这个图中的边是这样形成的：当一个
新的交易到达，它必须验证之前的两个交易，这些验证关系就通过有方向的边来
表示，如图 1 所示（在图中，时间走向总是从左到右）。如果从交易 A 到交易 B
之间至少有两个有向边的路径存在，我们就说交易 A 间接地验证了交易 B。我们
假定节点检查认证的交易是否存在冲突，同时节点不会直接或者间接地认证具有
冲突的交易。其想法是随着交易被越来越多的直接或者间接的交易所验证，这个
交易就会被系统所接受；换句话说，要接受一个双花交易是极为困难的（或者至
少在实践上是几乎不可能的）。
在随后的章节中，我们要讨论选择两笔交易予以接受纳入系统的算法，用于
衡量整体交易的验证算法（第 3 节，尤其是 3.1 节），以及可能会受到的攻击情
况（第 4 节）。另外，如果读者对文中的一些公式有所恐惧的话，可以直接忽略
并跳转到相应章节中的“结论”部分。
此外，应该指出的是，有关有向无环图在加密货币领域中的想法已经有一些
时日了，比如文献[1,2,3,4]。尤其需要指出的是，文献[2]中提出了一种类似于我
们的解决方案。