Qu’est-ce que The Tangle? Guide complet du graphe acyclique dirigé de l’IOTA (DAG)

IOTA - Qu'est-ce que le Tangle?

Le Tangle est le surnom utilisé pour décrire le règlement des transactions basé sur le graphe acyclique dirigé (DAG) de l’IOTA et la couche d’intégrité des données axée sur l’Internet des objets (IoT). L’enchevêtrement est essentiellement une chaîne de transactions individuelles qui sont interconnectées et stockées via un réseau décentralisé de participants au nœud.

Il est important de noter que le Tangle n’a pas de mineurs en tant qu’utilisateurs du réseau qui fonctionnent comme les mineurs eux-mêmes en effectuant de petites preuves de travail (PoW) pour chaque transaction en vérifiant les transactions précédentes soumises au réseau. Axé sur la possibilité de faire évoluer le réseau pour un réseau mondial de micropaiement d’appareils IoT interconnectés, The Tangle est conçu pour offrir une solution à la nature hétérogène des systèmes blockchain actuels. Comme l’enchevêtrement papier blanc le met:

«Il existe deux types distincts de participants au système, ceux qui émettent des transactions et ceux qui approuvent les transactions. La conception de ce système crée une discrimination inévitable de certains participants, qui à son tour crée des conflits qui obligent tous les éléments à dépenser des ressources pour la résolution des conflits. Les problèmes susmentionnés justifient une recherche de solutions essentiellement différentes de la technologie blockchain, base de Bitcoin et de nombreuses autres crypto-monnaies.

IOTA - Qu'est-ce que le Tangle?

Le réseau IOTA et le DAG

Le réseau IOTA est actuellement maintenu par la Fondation IOTA et est l’une des crypto-monnaies les plus connues dans l’espace aujourd’hui. La principale différence qui sépare l’IOTA des autres réseaux blockchain est que le Tangle, la structure de données sous-jacente sur laquelle l’IOTA est construit, est en fait une blockchain «sans bloc». Au lieu que les transactions créées par les utilisateurs soient incorporées dans des blocs par les mineurs, les utilisateurs fonctionnent à la fois comme mineurs et comme créateurs de transactions.

Ceci est le résultat du Tangle comprenant un DAG plutôt qu’une blockchain pour stocker son registre. L’objectif principal de l’utilisation de Tangle est de créer un cadre évolutif pour les transactions, en particulier les micropaiements, entre les appareils IoT où le réseau évoluera en théorie proportionnellement au montant des transactions soumises au réseau. Avec l’évolutivité un problème fondamental dans les principales plates-formes de crypto-monnaie aujourd’hui (bien que plusieurs solutions innovantes soient en cours d’élaboration), le Tangle est conçu pour faciliter la croissance d’un vaste futur réseau d’appareils interconnectés..

À la place des mineurs dans le Tangle, les créateurs de transactions doivent vérifier deux transactions précédentes au sein du réseau et chaque transaction nécessite un petit calcul PoW de la part de l’utilisateur. Notamment, il n’y a pas de frais lors de l’utilisation d’un Tangle car le réseau n’est pas hétérogène où des incitations doivent être appliquées à des participants distincts dans l’écosystème.

La clé du Tangle est son utilisation de Graphiques acycliques dirigés (DAG) plutôt qu’une blockchain. Le DAG fonctionne effectivement comme un graphe orienté fini où une collection de sommets (carrés) sont reliés entre eux par des arêtes (flèches). Un exemple de graphique de la Fondation IOTA Blog est inférieure à.

L'enchevêtrement

Chaque transaction est représentée par un sommet sur le graphique et les flèches représentent les connexions d’approbation entre chaque transaction. Chaque transaction entrante doit approuver deux transactions précédentes afin d’être validée, et par conséquent, les arêtes (flèches) représentent la connexion de chaque transaction aux précédentes. Par exemple, 5 approuve 2 et 3 via des approbations directes alors qu’il s’agit également d’un approbateur indirect de 1.

Notamment, la transaction 0 est la transaction de genèse et, dans le cas de l’IOTA, contenait toute la MIOTA (pièce IOTA) qui sera jamais créée. La transaction 6 est appelée une astuce de transaction car il s’agit d’une transaction non approuvée, ce qui, vous le verrez, est importante dans la structure de la transaction..

Guide IOTA

Lire: Notre guide de l’IOTA

La structure de transaction

Chaque transaction entrante dans le Tangle doit approuver 2 conseils. La stratégie mise en œuvre pour sélectionner les pourboires qui seront approuvés par une transaction entrante spécifique est l’une des facettes les plus importantes du Tangle. Ceci est connu sous le nom d’algorithme de sélection de pointe et dans le Tangle, est réalisé en tirant parti d’une forme optimisée de marches aléatoires, principalement la marche aléatoire pondérée.

Il est important de noter que les transactions dans le DAG ne sont pas réparties uniformément dans le temps, il existe un retard intentionnel qui rend les transactions entrantes invisibles pendant une courte période afin de répliquer la latence réelle. L’effet est également que l’enchevêtrement des transactions est plus diversifié et pas seulement une chaîne de transactions.

Le caractère aléatoire de cette répartition des transactions se fait par Processus du point de Poisson, qui est une méthode en probabilité utilisée pour cartographier des points aléatoires sur un espace mathématique, dans ce cas, le DAG. Dans le Tangle, malgré le retard intentionnel des transactions entrantes, le taux moyen global des transactions entrantes reste constant. Le symbole Lambda est utilisé pour désigner le taux moyen des transactions entrantes et l’équilibrage d’un Lambda qui n’est ni trop élevé ni trop bas est pertinent pour maintenir un réseau diversifié de transactions. Avec un Lambda de 0, le réseau de transactions Tangle serait uniquement constitué d’une chaîne linéaire de transactions liées à une seule transaction d’approbateur. De toute évidence, ce n’est pas idéal pour un réseau évolutif de milliers d’appareils interconnectés.

Conseils de transaction & La marche aléatoire

L’algorithme de sélection de pointe du Tangle est basé sur un concept connu sous le nom de marches aléatoires. Fondamentalement, le sélecteur des pourboires (transactions non approuvées) commence à la transaction de genèse et «marche» linéairement à travers le DAG vers les conseils les plus récents, de gauche à droite. Il existe deux types de marches aléatoires:

  • Marche aléatoire non pondérée
  • Marche aléatoire pondérée

Une marche aléatoire non pondérée sélectionne le prochain conseil de transaction auquel passer en se basant entièrement sur une probabilité égale. La marche aléatoire pondérée est plus complexe et place des poids cumulatifs sur chaque saut à une pointe, et c’est ce que le Tangle utilise. L’image ci-dessous du blog IOTA démontre le concept d’une marche aléatoire pondérée où les poids cumulatifs associant une probabilité accrue que le sélecteur saute à cette pointe spécifique soient démontrés par des pourcentages.

Marche aléatoire

Il est important de noter que le processus de marche aléatoire pondéré ne se produit que deux fois pour chaque transaction. Dans le Tangle, les transactions reçoivent un poids cumulatif basé sur le nombre de transactions qu’elles ont approuvées à la fois directement et indirectement. La raison en est de se prémunir contre ce que l’on appelle des «conseils paresseux», ou des transactions qui ne valident que les anciennes transactions, ne suivant ainsi pas l’état actuel du Tangle. C’est un obstacle au réseau car ces transactions ne valident pas les anciennes transactions.

La méthode de définition d’une règle distincte pour la sélection aléatoire de chaque pointe en tant qu’étape linéaire de la marche aléatoire à travers le DAG est connue sous le nom de Chaîne Markov Monte Carlo (MCMC), qui est l’algorithme fondamental de sélection des pointes du Tangle. Le MCMC joue un rôle essentiel dans le modèle de transaction du Tangle et est optimisé avec des paramètres spécifiques nécessaires pour assurer la validité et la durabilité à long terme du Tangle..

Ainsi, le concept d’utiliser une marche aléatoire pondérée cumulativement (MCMC) plutôt que la marche aléatoire non pondérée permet au Tangle d’éviter les pointes paresseuses grâce à un mécanisme de dissuasion par lequel les conseils paresseux ne seront pas approuvés par les transactions entrantes. Le sélecteur du modèle pondéré est plus enclin à passer à des pointes plus lourdes que des pointes plus légères. La préférence des pointes les plus lourdes, et éventuellement du Tangle de transactions plus lourd, est importante pour le consensus éventuel du réseau Tangle qui résulte de sa conception asynchrone.

Validité de la transaction et consensus éventuel

Semblable à la façon dont la plus longue blockchain de Bitcoin représente le PoW le plus effectué et est donc la chaîne la plus fiable et par la suite valide, dans le Tangle, la chaîne de transactions la plus lourde (plus précisément la branche la plus lourde) est le Tangle valide. Avant de plonger dans la manière dont le consensus éventuel et la validité des transactions sont atteints dans le Tangle, il est important de comprendre comment et pourquoi le Tangle est considéré comme asynchrone..

En général, puisque le MCMC est utilisé comme algorithme de sélection de pointe, tous les utilisateurs (nœuds) ne verront pas le même ensemble de transactions à une instance donnée du Tangle, et il peut même y avoir des transactions conflictuelles présentes. Cependant, le qualificatif distinct ici est qu’en raison du modèle de poids cumulatif ajouté à chaque transaction, une branche de transactions nettement plus lourde émergera finalement sur une branche plus légère, qui sera éventuellement rejetée. De plus, les transactions suffisamment anciennes convergeront vers le Tangle plus lourd et aboutiront à un consensus final..

Le problème de la double dépense est efficacement atténué par la même propriété de pondération cumulative du Tangle. Les transactions non valides ne seront pas approuvées par les approbateurs (utilisateurs / mineurs) et pour cette raison, toutes les transactions ultérieures qui approuvent des transactions non valides sont considérées comme non valides. Parce que ces transactions invalides spécifiques n’ont pas presque autant de connexions d’approbation directes ou indirectes que de connexions valides (le poids cumulé est basé sur les approbations indirectes et directes), elles font partie de la branche plus légère du Tangle qui est finalement rejetée.

Cependant, un problème clair du point de vue de l’utilisateur est qu’il n’y a aucun moyen de savoir si leur transaction est validée ou non et parvient à un consensus dans le cadre de la branche la plus lourde qui parvient finalement à un consensus sur l’état de l’enchevêtrement, une fois prise au pied de la lettre. La solution à ce problème réside dans la confiance de confirmation accordée à chaque transaction. En utilisant une formule propriétaire qui mesure la probabilité du niveau d’acceptation d’une transaction dans le Tangle, chaque transaction reçoit un score de confiance de confirmation noté en pourcentage de probabilité qu’elle ait été incluse..

Les pourboires fortement pondérés sont davantage pris en compte afin de garantir que la succursale la plus lourde inclut des transactions valides. Finalement, cela conduit à un consensus sur les transactions valides, mais cela ouvre la porte à un vecteur d’attaque potentiel pour un utilisateur malveillant doté d’une puissance de calcul substantielle. Tant que l’utilisateur est capable d’envoyer autant ou plus de transactions que le reste de l’ensemble du réseau combiné, cet utilisateur serait en mesure de créer des transactions invalides et de tromper le Tangle en lui faisant croire qu’il fait partie de la branche valide..

Le coordinateur et l’évolutivité future

Pour atténuer le problème d’un utilisateur malveillant attaquant le réseau de la manière ci-dessus, la Fondation IOTA emploie actuellement ce que l’on appelle le coordinateur. Le Coordinateur agit comme un mécanisme de consensus alternatif centralisé, volontaire et temporaire pour le Tangle.

Le coordinateur est utilisé pour émettre une transaction d’étape toutes les 2 minutes sur le Tangle, toutes les transactions approuvées par le coordinateur étant considérées comme ayant une confirmation immédiate de confiance de 100%. La mise en œuvre du coordinateur est controversée, mais logiquement compréhensible, car le réseau IOTA ne contient pas suffisamment de transactions entrantes interagissant les unes avec les autres dans le Tangle pour atténuer de manière autonome le vecteur d’attaque susmentionné à ce stade actuel. Au fur et à mesure que le réseau continue de s’étendre, cependant, le rôle du coordinateur sera réduit et finalement supprimé, laissant le Tangle fonctionner comme un réseau entièrement décentralisé sécurisé par un mécanisme de consensus distribué utilisant MCMC à travers le DAG..

Conclusion

Le Tangle est considéré comme la blockchain de «nouvelle génération» depuis sa création initiale en octobre 2017. Malgré la controverse entourant sa mise en œuvre et sa durabilité et son potentiel à long terme, le Tangle reste l’un des concepts les plus fascinants dans le domaine de la crypto-monnaie.

Avec des solutions de mise à l’échelle de la blockchain à l’horizon, il sera fascinant de voir si le Tangle «sans bloc» peut évoluer à des niveaux où il fonctionne en tant que cadre distribué pour l’émergence de l’IoT.

Mike Owergreen Administrator
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