详解 IoTex ：通过身份和访问管理构建安全的物联网框架

原标题《IoTex and the Internet of Things framework》

原作者：Daolectic Research

编译：饼干，链捕手

物联网行业是当今最有前途的技术发展之一， 物联网 ( IoT ) 定义为可以通过互联网协议 (IP) 进行交互的物理或虚拟网络，其应用包括 B2C智能家居系统和 B2B 物流监控和电网控制平台。因此，物联网的概念包括硬件、软件（称为“平台”）、服务和连接。

2021年，全球物联网市场总价值达到175亿美元。

越来越多的消费者开始使用智能家居技术，智能家居设备占据全球智能化设备 97% 的销售额 。与其他类别相比，智能家居技术的增长得益于 COVID-19 流行期间的家居升级。

物联网行业无论是应用还是品牌都是多元化的。物联网市场由纯粹的参与者（如 PTC）以及拥有多种商品和服务的大型综合组织构成。

5G 通信标准的引入使得物联网设备之间可以快速连接，通过在物联网设备上使用边缘计算而不是云计算实时收集和分析数据可以加快流程。

利用物联网的自动化也有利于工业生产，从而产生一个新趋势：工业物联网 (IIoT)。但随着物联网使用的增长，这些设备成为黑客的目标，网络安全事件也在增加。

事实证明，区块链通过提高安全性和扩展性对物联网产生了重大影响。物联网设备安全性的改进使得这个突破性的发明得到大规模采用，并为企业带来新的机遇。

直到今天，很少有物联网系统利用区块链来传输数据。区块链技术通过不可篡改和去中心化的方式进行数据传输，可以满足物联网网络安全的多项需求，包括完整性、安全通信和弹性：它可能会为小额支付系统带来额外的安全保护，例如可用性和可访问性。

物联网空间中理想的区块链解决方案是低成本甚至无成本、显着的增长潜力和可扩展的身份管理程序。 传统的区块链并不能解决所有物联网安全问题：个人数据的隐私性和保护需要额外的加密。 这就是 IoTeX 脱颖而出的地方。

IoTeX

IoTeX 由 Raullen Chai、Qevan Guo 和 Jing Sun 于 2017 年创立。并于 2018 年 2 月上线主网。

IoTeX 是一个全栈平台，通过快速达成共识和立即确定性来增强隐私，让来自可信设备的数据在可信的 DApp中使用。

IoTeX 旨在成为一种可以满足所有物联网需求的区块链解决方案。出于这个原因，团队遵循任务分离的理念建立了与物联网设备进行通信的特定平台。 事实上，物联网结构的指定级别只能通过区块链复杂性来管理。

IoTeX 平台由许多技术层组成：

• Roll-DPoS 共识与 60 多个去中心化节点
• 安全硬件：使用可信执行环境 (TEE) 的防篡改设备可与 IoTeX 完美配合
• 真实世界数据预言机：将真实世界事件转化为 IoTeX DApp 的验证数据
• 去中心化的身份框架，允许用户/设备控制他们的数据和凭证

IoTeX 主链和子链——快速共识与即时确定性

IoTeX有一个无需许可的主链以及许多子链。

主链是一个专注于可扩展性、网络弹性、隐私保护等功能和排序子链交易区块的公链：目前已被部署用于跨子链传输价值和数据，监督不同的子链以及结算和锚定支付。为了简化交易排序，IoTeX 主链采用了 UTXO 机制。

子链使用主链与其他子链进行通信，并支持运行智能合约或连接私有或公共的区块链。 其关键特征是灵活性和可扩展性，可以满足各种物联网应用程序所必需的要求。子链通常由拥有大量主链股份的运营商管理。

此外，该系统允许用户无需保证金托管于一个或多个操作员。为了打包新区块，委托人在主链上充当轻客户端，在子链上充当全节点。

共识机制

IoTex主链通过共识机制实时打包新区块，其共识机制为 Roll-DPoS（随机委托权益证明）：代币持有者为他们的节点投票，然后主链根据获得的票数对节点进行排名。

获得最多票数的节点被称为当前 epoch（1 小时）的“共识代表”，然后随机选择一个子链运营商来维护协议并为下个 epoch生成新块。

IoTeX 跨区块链通信使用简化支付验证 (SPV) 来保证区块确定性，该机制允许轻量级节点使用 Merkle 树和块头验证交易，而无需下载完整的区块数据。IoTeX 采用双向挂钩 (TWP) 来允许子链之间进行代币传输。

可信执行环境

硬件需要设计为安全和防篡改的可信执行环境，才能达到与设备/主机系统同时运行且完全隔离的效果，以保护其内部所有数据和流程的隐私性和完整性。

IoTex 的核心理念是为用户提供可信赖的数据收集设备，旨在制造世界上第一台可以自主参与可信物联网的去中心化机器。在这方面，该公司制造了第一款外界无法操纵的硬件设备：Pebble Tracker。

Pebble Tracker

Pebble Tracker 包括一个可信执行环境和许多传感器（GPS、气候、运动和光线），可以从现实世界中获取信息，并将其转化为可验证的区块链数据。除了铸造数字资产外，智能合约还可用于根据不同趋势训练机器学习模型，以提高数据的可验证性和可信度。

去中心化身份

去中心化身份（DID）是 IoTeX 平台的“自我主权的基石”。与其他区块链网络不同，IoTeX 为个人和机器创建了一个 DID 系统使其可以直接与 IoTeX 进行交互，因为 DID 是可互操作的和标准化的。IoTeX DID 还使人们和设备能够通过 IoTeX 网络拥有和控制数据和身份信息。

工业互联网联盟目前正在标准化 IoTeX 的 DID 技术和身份与访问管理 (IAM) 架构 (IIC)。它可以链接各种应用层，并在全球物联网生态系统中，与数十亿物联网设备和数百万用户进行以用户为中心的数据交换。

数据预言机

智能合约需要预言机才能访问链下数据。对于区块链领域，IoTeX 正在构建世界上第一个专注于来自可信设备且经过验证的真实世界数据的预言机。 其数据将由真实世界支持的数千个用例和链上资产提供。作为获得批准的数据中心，IoTeX 现在可以将数据“提供”给其他区块链，如以太坊和 Polkadot。

团队

IoTeX 的创始团队包括 Raullen Chai、Qevan Guo、Xinxin Fan 和 Jing Sun 。

• 除了共同创立 IoTeX 之外，Raullen Chai 还是 BootUP Ventures 的顾问和工业互联网联盟、工业分布式账本任务组的成员。他曾担任优步加密货币的研发和安全负责人。
• Qevan Guo也是 Hyperconnect Lab 的联合创始人之一。他曾在 Facebook 担任研究员和技术总监。
• 在共同创立 IoTeX 之前，Xinxin Fan 是北美博世研究与技术中心的高级研究工程师。他还曾在滑铁卢大学担任研究助理和项目经理。
• Jing Sun 担任 Sparkland Capital 的管理合伙人，她是 Polychain Capital 的有限合伙人，也是 Rippling 天使投资人。

整个 IoTex 团队大约 30 人，由来自谷歌、Facebook、优步和博世等巨头的研究人员以及工程师组成。

代币经济学

IoTeX 区块链的代币是 $IOTX。IOTX 提供了许多实用程序来促进利益相关者之间的可信交互，包括用户、矿工、应用程序开发商和服务提供商。

$IOTX 为网络提供财务和声誉激励，以治理和维护去中心化的 IoTeX 网络。用户可以花费、质押或燃烧 IOTX 来访问网络资源。IOTX 需求和价值的增加将促进网络成员维护和扩展网络。

节点质押 IOTX 以获得参与共识的资格，而服务提供商质押或者花费 IOTX 以向节点提供服务。

 $IOTX 的最大供应量为 100 亿并且是通货紧缩模型，每个注册到 IoTeX 网络的新设备和用户会燃烧 $IOTX，以激励长期持有者。

随着 100 万台“Powered by IoTeX”设备的上线，将启用“Burn-to-Certify”通证经济学。用户将燃烧 IOTX 以访问每个新设备的特定服务/功能。如上图所示，IOTX 的总供应量将随着每增加一个“由 IoTeX 提供支持”的设备而下降。

• 最大供应量： 100 亿 IOTX
• 总供应量： 88 亿 IOTX （Burn-Drop 后）
• 随着 100 万台设备将在 IoTeX 上注册和确认，9 亿 IOTX（最大供应量的 9%）将逐渐被销毁
• 作为 Mainnet GA 激活的一部分，2020 年 6 月销毁了 2.65 亿个 IOTX（最大供应量的 2.65%）
• 流通供应量： 95.4 亿 IOTX

值得注意的是，“由 IoTeX 提供支持”的应用程序可以根据自己的激励计划创建其代币和代币经济学。

MachineFi

MachineFi 是一个用于描述区块链和物联网 (IoT) 技术结合的概念，旨在将物理世界与元宇宙建立联系。 MachineFi 还定义了一个智能设备网络，这些设备通过互联网基本协议在区块链上相互通信。

IoTeX 2.0 旨在开拓去中心化 MachineFi 领域，让智能设备用户不受中心化数据提供商的限制。MachineFi 升级中推出 “ Proof-of-anything”的想法，这将使物联网设备能够提供真实世界事件的链上证明，例如健康测量和 GPS 位置。

结论

区块链技术的去中心化和防篡改特性可以满足物联网设备的多项网络安全要求。 然而，单个区块无法处理复杂性的功能，如智能合约、边缘计算等，无法满足物联网平台的安全要求。

IoTex 的最初设计就是利用身份和访问管理是构建强大防御体系，提供低成本和高扩展性的物联网安全解决方案。