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区块链和物联网结合的挑战和前景

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扒一扒物联网和区块链的关系

比特币区块链在物联网上的应用前景

传统的物联网模式是由一个中心化的数据中心来负责收集各连接的设备信息,但是这种方式在生命周期成本和收入方面有着严重的缺陷。

为什么这么说?

当前物联网生态体系依赖的是中心化的代理通信模式,不然就是服务器/用户端模式。所有的设备都是通过云服务器验证连接的,该云服务器具有强大的运行和存储能力。设备间的连接将会仅仅通过互联网实现,即使这只是在几米的范围内发生。

虽然这样的模式已经连接通用计算机设备已有几十年了,并且仍然在支持小规模物联网网络,正如我们现在看到的那样,但是这满足不了日益增长的物联网生态体系的需求。

当前的物联网解决方案是非常昂贵的,因为中心化云服务器、大型服务器和网络设备的基础设施和维护成本是非常高的,在物联网设备的数量增加到数百亿时,会产生大量的通信信息,这会极大的增加成本。

即使克服了空前的经济和工程方面的挑战,云服务器仍然是一个瓶颈和故障点,这会颠覆整个网络。当人类健康和生命越来越依赖物联网时,这就显得尤为重要了。

那有什么办法解决这些困难?

这就要引出物联网的好搭档——区块链。

区块链到底从哪些方面入手解决了这些困难呢?下面小编将一一为大家解答。

1、解决安全隐患、保护用户隐私

在物联网领域,目前的中心化服务构架将所有的监测数据和控制信号都由中央服务器存储和转发。这些中央服务器收集所有的摄像头传输过来的视频信号、麦克风录制的通话记录、甚至用户的奔跑节奏、心跳和血压,这些信息都汇总到中央服务器,并且通过中央服务器转发的信号还可以控制家庭中门窗、电灯和空调等设备的开启,直接地影响着用户的日常生活。

不法分子则可以通过攻击联网家用设备这些薄弱环节来侵入家用网络,进而侵入计算机来盗取个人数据。想象一下有黑客入侵了你家冰箱,获得了你的日程安排表,公司等信息,然后再进入你网络中的私有云盗取你家人的照片,甚至获得你家里智能门把手的控制权,是不是有背脊发寒的感觉。

更重要的是,查出问题节点对于物联网来说也是很大的挑战。以前对于中心化的数据库来说,由于一个网络里的节点较少,因此中心能够很容易的区别一个出问题的节点。而对于一个数以亿计的网络而言,这是很大的工程量,几乎不可能不出错。

与此同时,用户隐私问题也是很大的挑战。政府安全部门可以通过未经授权的方式对存储在中央服务器中的数据内容进行审查,而运营商也很有可能出于商业利益的考虑将用户的隐私数据出售给广告公司进行大数据分析,以实现针对用户行为和喜好的个性化推荐,而这些行为其实已经危害到物联网设备使用者的基本权利。

区块链的解决方案:

其实物联网安全性的核心缺陷,就是缺乏设备与设备之间相互的信任机制,所有的设备都需要和物联网中心的数据进行核对,一旦数据库崩塌,会对整个物联网造成很大的破坏。而区块链分布式的网络结构提供一种机制,使得设备之间保持共识,无需与中心进行验证,这样即使一个或多个节点被攻破,整体网络体系的数据依然是可靠、安全的。

2、降低物联网的运营成本

如我们在上文提到的,记录和存储物联网的信息都会汇总到中央服务器,而目前数以亿计的节点将产生大量的数据,且未来这些信息将越来越多,这将导致中心不堪重负,难以进行计算和有效存储,运营成本极高。

另外,智能设备的消费频次太低,一般来讲,物联网设备如同门锁、LED灯泡、智能插板等可能要数年才换一次,这对设备制造商来说是个难题。大量物联网设备的管理和维护将会给运营商和服务商带来巨大的成本压力。

区块链解决方案:

区块链技术可以为物联网提供点对点直接互联的方式来传输数据,而不是通过中央处理器,这样分布式的计算就可以处理数以亿计的交易了。同时,还可以充分利用分布在不同位置的数以亿计闲置设备的计算力、存储容量和带宽,用于交易处理,大幅度降低计算和储存的成本。

另外,区块链技术叠加智能合约可将每个智能设备变成可以自我维护调节的独立的网络节点,这些节点可在事先规定或植入的规则基础上执行与其他节点交换信息或核实身份等功能。这样无论设备生命周期有多长,物联网产品都不会过时,节省了大量的设备维护成本。

物联网及智能系统应用

随区块链及侧链发展,会对物联网及智能系统开发产生若干重要影响。其一便是可使用区块链技术交换追踪个人设备历史,因为区块链作为账簿可记录个人设备及其他设备,网络应用,使用者之间的数据交换。

区块链技术可以使智能设备变作独立代理,自动执行各种转账。设想下一台自动售货机不仅实时监控汇报其仓库情况,并且可以从不同分销商处招标按价高者售,还可以在新品到库时自动付款(当然新品是根据客户购买历史采购)。或者一整套智能家居设备,如洗衣机,洗碗机,吸尘器根据时间及将电力损耗降至最低为目的相互间自动排序运行。或者一台车可自行检测,安排保养并付款。

在更抽象的层面讲,区块链网络本身有潜力作为独立个体代理,有些人称之为“DAC”(分布自治机构)。这些DAC提供的去中心非信任网络,可作为传统上依赖于信任和中心化机制的银行及仲裁机构的补充。例如 可以安全传送机密信息的电子通信业务,所有权转移的担保交易,甚至包括验证并推送软件更新并自动安装,而这些软件是用来管理其他DAC。

在没有中心化服务器,以用来处理消息,存储转移文件,赋予权限的时候,所有去中心物联网方案应当支持以下三种转账:

(1)非信任机制的点对点消息

(2)安全的分布数据分享

(3)鲁棒并可扩展的设备整定形式

此段来源于 IBM Institute for Business Value (PDF)

Blockchain Application Stack – Credit: Joel Monegro, Coindesk 区块链应用分层- 引自:Joel Monegro, Coindesk

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