五分钟简述即将上线的 IoTeX 主网架构层次与设计理念

IoTeX 采用模块化架构，以兼容可信数据和可信设备，这意味着开发人员不需要重复复杂的架构工作，可以专注于业务逻辑。

原文标题：《IoTeX 区块链平台：构建可信物联网的未来》
撰文：IoTeX 社区

大家好，这是 IoTeX 主网 GA 发布预热的第五波公告。我们会继续向大家介绍 IoTeX 主网 GA 带来的改变，包括新的技术、链上治理与通证经济学等。欢迎大家访问 IoTeX 官方论坛，了解更多主网 GA 的信息。

IoTeX 区块链平台：主网 GA 的最新优化升级

IoTeX 从诞生之日起就一直以构建可信物联网生态系统为愿景，致力于让所有人和物都能在安全可信和隐私保护的环境下自由的进行信息交互和价值交换。2017 年，IoTeX 团队从零开始搭建区块链网络，从最初的几行代码到现在发展成为全球最安全、高效、去中心化的可信物联网平台之一，我们实现可信物联网未来的初心未变，脚步也从未放缓！

IoTeX 不仅仅是一个区块链平台，更是一个全方位、由区块链技术、物联网中间件和多种开发工具共同组成的综合技术平台，为可信应用、设备和可信数据赋能。IoTeX 团队基于创新的指导理念、深厚的技术积累和丰富的经验，成功地推出了以 Ucam 和 Pebble Tracker 为代表的端到端的物联网解决方案。现在，我们已经做好准备，欢迎全球各地志同道合的开发者们一起在 IoTeX 平台上建立属于自己的可信物联网！在这里，我们将详细阐述 IoTeX 区块链平台的不同架构层及其设计理念。

IoTeX 区块链平台简介

IoTeX 平台采用了独特的模块化架构，以满足物联网相关用例的特殊需求。IoTeX 平台的核心是兼容可信数据和可信设备，这意味着开发人员不需要重复某些复杂的架构工作，可以专注于业务逻辑、经济效益和行业相关的问题，为用户提供更好的产品和服务。接下来，我们一起来了解 IoTeX 是如何在不同层级兼容可信数据和设备的。

IoTeX 区块链平台

区块链基础设施

IoTeX 采用内部研发的 Roll-DPoS 共识机制，由来自不同国家超过 60 名节点共同维护网络共识，是全球最安全和高效的区块链平台之一。作为开源项目，IoTeX 团队从零到一，完成了区块链基础设施的搭建，并且支持大规模物联网应用场景。在过去的几个月里，团队不断优化、升级区块链基础设施，其性能有了质的飞跃，例如区块生产时间从 10 秒缩短到了 5 秒，并具备即时确认功能。

主网 GA 的上线标志着 IoTeX 区块链正式脱离以太坊，迈入网络独立的新篇章。同时，主网 GA 引入了基于 IOTX 主网通证的主网质押 V2 机制 (nsv2)，可以大幅提高 IoTeX 网络质押的灵活性、安全性和可延展性。区块链技术为整个 IoTeX 网络的信任奠定了坚实的基础，而日渐成熟和强大的 IoTeX 网络将会逐渐催生大规模的商业应用。

用于可信设备和用户数据的物联网中间件

专为物联网设计的中间件

IoTeX 不仅仅掌握了领先的区块链技术，同时也对物联网核心中间件领域有着深刻的理解。IoTeX 与其他区块链平台的主要区别在于 IoTeX 对支持可信设备和用户数据的中间件的深入研究。

去中心化身份认证 (DID)：IoTeX 去中心化身份认证支持设备在链上注册身份，可以识别其他设备或者被识别，并且完全拥有数据的所有权。「自我主权」这一概念比较常见 (例如 Sovrin、uPort)，但是将这一概念扩展并为设备注册身份，将为人机交互或机器与机器之间的交互带来更多创新型的用例。并非所有去中心化身份认证都是一样的，IoTeX 去中心化身份认证方式适用场景更为广泛，可塑性也更强。

去中心化存储：海量的物联网数据将被如何存储呢？一般来说，IoTeX 有云存储和去中心化存储两种方式，数据通过哈希计算被存储到区块链上，同时进行数据的验证。IoTeX 强化了对静态和传输中的数据的保护，目前，我们与 IPFS 团队深入合作，对 Ucam 数据去中心化加密存储，未来可以扩展到其他「由 IoTeX 赋能」的创新型物联网产品上。详情请见 IoTeX 在 IPFS 峰会上的主题演讲记录。

可信计算：一旦我们拥有了数据的所有权，那么就可以建立一个应用程序，在保障数据隐私的前提下使用这些数据。基于安全硬件，IoTeX 可以对加密数据进行隐私保护计算，从而开启以用户为中心的应用程序的未来。「不要将数据交付给既定的安全程序，要让安全程序为保护数据而生」。

IoTeX 生态系统合作伙伴

开发人员工具和 API

近期，IoTeX 的另一个重心是如何让开发人员和企业能够在 IoTeX 平台上拥有直观、高效并且有趣的开发体验。我们有幸与物联网行业组织 (如 IIC、IEEE)、企业 (如 Nordic Semiconductor、Tenvis) 和开源技术公司 (如 IPF、ThingsBoard) 合作，共同打造让开发新手和大神都能轻松上手的区块链基础设施和中间件。我们诚挚地邀请开发人员、隐私保护支持者在 IoTeX 网络上大展身手！

物联网边缘计算预言机：IoTeX 网络内置预言机，通过端到端信任的智能合约将现实世界的数据从智能设备迁移到区块链上 (白皮书即将发布)；

物联网数据控制面板：与 ThingsBoard 集成，是一个多功能的开源数据可视化工具，可以自定义创建物联网控制面板，应用在 Pebble Tracker 等创新型物联网产品上。

智能合约工具：优化升级后的 IoTeX 命令工具 (ioctl) 具有部署智能合约的功能，并将会引入 Truffle 等智能合约工具。

IoTeX 区块链设计理念

多功能和模块化的区块链平台

IoTeX 有幸与物联网领域内众多的小型开发团队、企业、行业联盟等保持密切沟通，探讨不同物联网行业参与者的需求。我们了解到，业界的共同目标是希望出现一个高性能、易上手、具有高度灵活性和定制性的产品 —— 一个多功能且模块化的平台。正如我们之前发布的关于 IoTeX 万神殿的文章中提到的，我们为大家提供了需要许可和无许可的 IoTeX 协议，IoTeX 终将会成为物联网行业需要的多功能模块化区块链平台。

两千多年前，古希腊哲学家亚里士多德将「每个系统中存在的最基本命题」定义为第一性原理，这个原则同样适用于物联网，通过对第一性原理的探索，我们定义了区块链系统的基本要素，几乎所有区块链系统都遵循以下分类方式：

区块链的高层结构

接下来，我们将向大家介绍区块链的高层结构：通信模块从 P2P 网络中提取信息 (也就是从交易中获取信息)，并将原始信息传递给索引器 (Indexers)和验证器 (Validators)，两者密切合作，作为核心数据处理器并以可信和可靠的方式接收信息 (也可以级联成数据管道)。为了使其形成完整闭环，挖矿模块 (Minter)根据索引器的可信输出创建新的区块，而同时 APIs 会将索引器中的数据批量打包以供不同的 DApp 使用。

这种高度抽象的理念在设计区块链架构时显得尤为重要。对 IoTeX 公链来说，挖矿模块负责运行 Roll-DPoS 共识机制，而验证器的工作则是基于帐户和区块的状态。对于需要许可的 IoTeX 联盟链 (万神殿) 来说，验证器利用认证中心 (CA) 验证相关证书的信息，而挖矿模块可以同时执行诸如 Kafka 或 Raft 等不同的共识方案。值得注意的是，根据应用程序的不同，我们可以随时移除这些组件。对于一个仅仅为应用程序提供服务的区块链节点，挖矿模块、索引器和验证器都不是必须的。而对于一个不需要向应用程序提供服务的节点，APIs 也可以被删除。总的来说，IoTeX 的多功能和模块化的特点非常实用！

开放-封闭原则

开放-封闭原则是面向对象编程中最基础的设计原则。开放-封闭原则规定「软件中的对象 (类，模块，函数等等) 应该开放扩展，并且封闭更改」，这意味着，开发人员可以在不改变源代码的前提下拓展不同的功能。

在确定了区块链的基本组件之后，我们遵循开放-封闭原则，以 IoTeX 的方式设计所有独立和联合的组件，最终呈现出了这个完美的设计架构。此架构将作为主网 GA 1.0 版本的一部分正式上线。

面向对象的 IoTeX 区块链

区块链可以在协调其他对象的同时，以安全的方式维护帐户和私钥。IoTeX 区块链有三个重要对象：BlockDao、BlockValidator和BlockMinter。(注意：在面向对象的编程中，对象之间通常有两种关系：「Is-A」和「Has-A」)。

BlockDao 是 BlockIndexer(可以想象成数据处理器) 的一个实例，它从区块中获取「真实来源」的信息并输出帐户信息。StateFactory 也是 BlockIndexer 的一个实例，它接收帐户信息并输出其他更为具体的信息，就像帐户中的默克尔树或与账户余额相关的列表。我们甚至可以根据需求将 BlockIndexer 的其他实例连接到 BlockDao 或 StateFactory，从而便于将各种信息传输到统一的 API 接口和应用程序。例如，我们在 IoTeX 投票网站和浏览器中插入了若干个 APU(动作处理单元，也是 BlockIndexer 的一个实例)，以便从区块链中提取类似通证总供应、投票和奖励等具体信息。

同时，StateFactory 也可以作为 BlockMinter 和 BlockValidator 的实例，在此我们就不继续展开。在 IoTeX 万神殿中，我们计划用不同的验证器和挖矿模块来实现不同企业的设置，满足 L2 层的需求。如果挖矿模块和验证器可以从两个不同的公链同时获取信息并生成区块的话，跨链交易的效率将会被大大提高。

IoTeX 区块链平台的未来规划

IoTeX 区块链平台又一次实现了新的里程碑！我们优化了与物联网的兼容性，重新构建了模块化，并提升了开发者友好性，实现了真正的网络独立！IoTeX 平台比以往任何时候都更加强大和高性能。我们深知，这些还远远不够，我们希望通过迭代的方式直接与开发者合作，不断升级 IoTeX 平台，支持更多应用程序的搭建。目前，IoTeX 主网 1.0 版本已经支持 Ucam 和 Pebble Tracker 这些创新型的物联网产品，IoTeX 的光明未来才刚刚开始！

「思想要完全开放」是全球最大对冲基金公司桥水基金创始人雷·达里奥 (Ray Dalio) 信奉的原则之一，他强调在企业的扩张期和变革期，拥有完全开放和透明的思想是非常重要的。IoTeX 团队也秉承着这一原则，积极听取来自开发人员、社区和业界的反馈及建议。最后，我们希望 IoTeX 社区可以继续积极参与项目建设，共同构建可信物联网的未来！

来源链接：mp.weixin.qq.com

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编译者/作者：IoTeX社区