為物聯網量身設計「區塊鏈3.0」IOTA——專訪年僅23歲技術傳教士
為物聯網量身設計「區塊鏈3.0」IOTA——專訪年僅23歲技術傳教士
2017.12.01 | 物聯網

被稱作「區塊鏈3.0」的分散式帳本技術IOTA,由四名平均年齡不到30歲、最年輕者僅21歲的團隊所創立,推出不到兩年,其價格在虛擬貨幣中已經攀升至第八名。不過,他們在意的不是IOTA可以再漲幾倍,而有更長遠的目標:成為物聯網的骨幹。

IOTA
圖/ 截圖自IOTA官網

年僅23歲的Lewis Freiberg是IOTA的生態系工程師(ecosystem engineer)、其角色相當於「技術傳教士」,本週來台接受《數位時代》專訪,與我們分享這個為物聯網量身打造的基礎建設如何改變未來。

為物聯網設計的完美架構:規模化、免手續費和輕量化

簡單來說,IOTA應用於物聯網的使用場景,主要分為支付和資料儲存。

物聯網中的支付指的是什麼?IOTA共同創辦人Dominik Schiener受訪時曾指出,他們目標是要讓機器可以買賣各種數據、資源和服務,且都可以用「按需求(on-demand)」的方式販售。例如,電燈和WiFi可以按使用多少小時支付、電話費也可按照通話時間計算。

不過,物聯網應用區塊鏈技術,首先面臨到的便是「可擴展性(scalibility)」不足的問題,那麼IOTA是如何解決的呢?關鍵就在於其底層架構採用了不同於區塊鏈的分散式帳本技術——Tangle。

Freiberg說明,無論是比特幣和以太坊,現有的區塊鏈架構並不適用於物聯網等級的交易量,因為區塊鏈只要越多人使用、交易量越大,交易速度會更慢、手續費更高,甚至當交易量成長到一定規模,整個區塊鏈系統還有可能癱瘓,這也讓有數以兆計台機器的物聯網應用,難以在區塊鏈上運作。

為了解決規模化的問題,以太坊和比特幣社群分別推出雷電網路(Raiden Network)和閃電網路(Lightning Network),概念類似利用其他網路分散原本區塊鏈的工作負荷。不過Freiberg認為,這並未根本解決區塊鏈的問題,只能說是「修補」,時間久了問題仍會再次出現。

因此,IOTA團隊砍掉重練,打造出沒有「鏈」、非線性的去中心化網路Tangle,其可從任何方向加上新增交易節點,且越多人使用Tangle,交易速度反而更快也更安全,徹底改變過去分散式帳本的運作方式。「比特幣目前每秒可做3至4筆交易,以太坊約每秒15筆,我們每秒可做38筆交易,而速度還會隨著更多人使用而變快。」他說明。

此外,Tangle也是第一個不用手續費的分散式帳本系統。原因是,Tangle不像其他區塊鏈需要礦工來驗證交易,而是將驗證交易的工作分散給每位交易者,在每次交易時負責驗證前兩筆交易、只需付出少量運算,也因此不需要用額外的獎勵。

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IOTA生態系工程師Lewis Freiberg,雖然從小就熱愛寫程式,但大學唸的是墨爾本大學心理系,選擇心理系的原因是:「電腦就是你告訴它做什麼、它就做,但人就不是這麼回事了。這點很有趣。」心理系背景也有助於他幫助將IOTA概念推廣到社群。
圖/ 蔡仁譯攝

除了交易,Tangle也能用於物聯網裝置的數據儲存,因為其檔案大小相當輕量,不只是電腦,就算是手機和小型物聯網裝置,都能在Tangle上儲存並交換數據。Freiberg指出,相較以太坊區塊鏈現在約有140GB的資料量,Tangle則是只有5GB,原因和用戶量多寡無關,而是因為Tangle有個機制能在固定時段清除非必要的資料。

基於不需手續費、輕量化、可規模化等特性,IOTA特別適合物聯網的數據交換,也讓金額低、交易頻率卻高的微型支付更容易實現。「我們創造了一種交易次數多、但交易金額可以很小的經濟模式。」Freiberg說。「我認為這是我們在物聯網產業中創造最重要的價值。」

不過Freiberg也坦言,由於Tangle的設計架構是規模越大越安全,因此在交易量還不大的現階段,得先用協調者(Coordinator)作為中間人來增加交易安全,比特幣和以太坊剛起步時也有類似機制。

未來:和硬體製造商結盟、開拓數據交易市場

打造完基礎建設,IOTA下一步將和更多硬體製造商結盟。例如,福斯汽車利用IOTA技術替連網車的資料加密,包含自動駕駛數據、里程數、定位、系統狀態等,這些數據的真實性有助於讓二手車買賣更安全,另一方面,汽車內也能安裝電子錢包,用於車輛與機器間的自動付款。智慧充電站新創ElaadNL也在充電站導入IOTA技術,用於小額交易和記錄充電數據。Freiberg表示,看好台灣和亞洲有許多優秀的硬體製造商,IOTA也希望未來有機會能合作。

本週,IOTA也宣布和思科、微軟、富士通、三星、華為等二十幾間國際大廠組成「數據市場(data marketplace)」,共同打造可安全儲存並交易數據的環境。來自不同感測器的數據儲存至IOTA的分散式帳本後,資料就會同步發送至網路中的其他節點,可確保資料不被篡改,也能直接透過IOTA網路購買數據。

IOTA Data Marketplace
IOTA和思科、微軟、富士通、三星、華為等二十幾間國際大廠組成「數據市場(data marketplace)」,共同打造可安全儲存並交易數據的環境。
圖/ IOTA

從資料儲存、微型支付,再到機器與機器間的自動交易,IOTA似乎給出了一套物聯網的完整解方,但就如Freiberg所說:「技術再好、如果不夠實用,這些都毫無意義。」然而就像比特幣花了10年才逐漸被主流市場接受,IOTA距離實用的階段也還有好長一段路要走。

關鍵字: #區塊鏈
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總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁
總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁

【總統科學獎】宗旨在於提升臺灣在國際學術界之地位,獎勵數理科學、生命科學、人文及社會科學、工程科學在國際學術研究上具創新性且貢獻卓著之學者,尤以對臺灣社會有重大貢獻之基礎學術研究人才為優先獎勵對象。

2025年11月11日,總統科學獎頒獎典禮於總統府正式舉行。2001年設立、每2年頒發1次的總統科學獎,今年已邁入第13屆,本屆的2位獲獎者,分別是生命科學組的院士梁賡義、工程科學組的院士葉均蔚。2位臺灣的科研泰斗,不僅全心全意投入創新,更樹立了典範,成為所有科研人員的榜樣。

總統賴清德在致詞時,引用諾貝爾和平獎得主曼德拉(Nelson Mandela)的話指出:「在事情完成之前,一切都看似不可能。這說明了2位院士的故事,他們對未知世界保持熱情、好奇,認真從基礎研究做起,並堅持努力到最後一刻,成功終將屬於他們。」

2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
圖/ 數位時代

梁院士開創廣義估計方程式 ,加速新藥問世,造福千萬病患

從數學跨足生物統計、再投身高等教育與國家衛生的梁院士,從小就喜歡數學的嚴謹,在美國華盛頓大學攻讀博士期間,因為接觸到當時炙手可熱的「存活分析」,進而對生物統計產生興趣,「投入『生物統計』是條不歸路,因為我發現,統計工具的發展,可以對人類健康有間接幫助。」後來,他前往美國約翰霍普金斯大學任教,又與同事Scott Zeger研發出新的統計方法「廣義估計方程式」,突破了傳統分析方法必須假設所有樣本獨立的侷限,讓長期追蹤資料的解讀更嚴謹,也成為全球健康研究不可或缺的工具。

梁院士研究做得出色,卻不只將心力擺在學術上,他更心心念念著臺灣的發展,持續關心高等教育、國家衛生等領域。他在美國任教的28年間,幾乎年年暑假,都返國舉辦研討會,分享國際生物統計和流行病學的新知。2010年,他乾脆辭去教職,回臺擔任國立陽明大學校長,將陽明大學打造成醫學、人文並重的全人大學。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
圖/ 數位時代

2017年,他又接下國家衛生研究院院長一職,並在新冠肺炎爆發期間,擔任中央流行疫情指揮中心研發組組長,與阿斯特捷利康(AstraZeneca)簽約,採購1千萬劑疫苗,完成防疫任務,「所以獲得總統科學獎,不僅是個人的榮耀,更是國家對全人教育的推動、公共衛生實踐,以及任務導向的研究重要性的肯定。能在其中有一些貢獻,我深感榮幸。」

高熵合金之父葉院士,堅持不懈打破材料學定律

被譽為「高熵合金之父」的葉院士,打破材料學界以1~2種主元素為基底的傳統,開創出能讓數十種元素混合的「高熵合金」,為元素週期表注入嶄新生命力,在半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域帶來突破性的應用。過去合金多以單一金屬為主,再加入少量元素微調性質,金屬種類愈多反而愈脆、延展性與硬度下降,使應用受限;然而高熵合金卻反其道而行,以4、5種以上金屬融合,展現出更佳的延展性、耐腐蝕性與硬度,重新定義合金的可能性。

令人驚訝的是,30年前葉院士提出高熵合金構想時,曾被質疑「觀念錯誤、毫無可能」。他不畏質疑,透過紮實的實驗與論證,於2004年一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金命名、定義並奠定理論基礎,後續更平均每年發表逾10篇研究,提出高熵效應、嚴重晶格扭曲效應、緩慢擴散效應與雞尾酒效應等核心概念,開創全新的材料科學典範。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予葉院士。
圖/ 數位時代

如今,高熵合金不只在學界掀起熱潮,更成功落地產業。「學以致用非常重要!」葉院士強調,學術研究不該停留在象牙塔,而應投入產業、協助解決關鍵瓶頸。他不僅與國立清華大學共同成立「高熵材料研發中心」,也創辦全球首家高熵材料公司,推動技術轉移與產業升級,讓高熵合金真正走向世界舞臺。

所有總統科學獎得獎人的科學成就及重要貢獻,不僅提升臺灣學術聲譽及國際競爭力,對於增進人類生活福祉更有深遠的影響,實為臺灣學術界的最高典範。而本屆梁院士、葉院士2位得獎人終身投入科學探索、人才培育的成果,嘉惠了整個社會,更成就跨世代的深遠影響,為臺灣科學寫下光輝一頁。

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