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區塊鏈和物聯網結合的挑戰和前景

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傳統的物聯網模式是由一箇中心化的資料中心來負責收集各連線的裝置資訊,但是這種方式在生命週期成本和收入方面有著嚴重的缺陷。

為什麼這麼說?

當前物聯網生態體系依賴的是中心化的代理通訊模式,不然就是伺服器/使用者端模式。所有的裝置都是通過雲伺服器驗證連線的,該雲伺服器具有強大的執行和儲存能力。裝置間的連線將會僅僅通過網際網路實現,即使這只是在幾米的範圍內發生。

雖然這樣的模式已經連線通用計算機裝置已有幾十年了,並且仍然在支援小規模物聯網網路,正如我們現在看到的那樣,但是這滿足不了日益增長的物聯網生態體系的需求。

當前的物聯網解決方案是非常昂貴的,因為中心化雲伺服器、大型伺服器和網路裝置的基礎設施和維護成本是非常高的,在物聯網裝置的數量增加到數百億時,會產生大量的通訊資訊,這會極大的增加成本。

即使克服了空前的經濟和工程方面的挑戰,雲伺服器仍然是一個瓶頸和故障點,這會顛覆整個網路。當人類健康和生命越來越依賴物聯網時,這就顯得尤為重要了。

那有什麼辦法解決這些困難?

這就要引出物聯網的好搭檔——區塊鏈。

區塊鏈到底從哪些方面入手解決了這些困難呢?下面小編將一一為大家解答。

1、解決安全隱患、保護使用者隱私

在物聯網領域,目前的中心化服務構架將所有的監測資料和控制訊號都由中央伺服器儲存和轉發。這些中央伺服器收集所有的攝像頭傳輸過來的視訊訊號、麥克風錄製的通話記錄、甚至使用者的奔跑節奏、心跳和血壓,這些資訊都彙總到中央伺服器,並且通過中央伺服器轉發的訊號還可以控制家庭中門窗、電燈和空調等裝置的開啟,直接地影響著使用者的日常生活。

不法分子則可以通過攻擊聯網家用裝置這些薄弱環節來侵入家用網路,進而侵入計算機來盜取個人資料。想象一下有黑客入侵了你家冰箱,獲得了你的日程安排表,公司等資訊,然後再進入你網路中的私有云盜取你家人的照片,甚至獲得你家裡智慧門把手的控制權,是不是有背脊發寒的感覺。

更重要的是,查出問題節點對於物聯網來說也是很大的挑戰。以前對於中心化的資料庫來說,由於一個網路裡的節點較少,因此中心能夠很容易的區別一個出問題的節點。而對於一個數以億計的網路而言,這是很大的工程量,幾乎不可能不出錯。

與此同時,使用者隱私問題也是很大的挑戰。政府安全部門可以通過未經授權的方式對儲存在中央伺服器中的資料內容進行審查,而運營商也很有可能出於商業利益的考慮將使用者的隱私資料出售給廣告公司進行大資料分析,以實現針對使用者行為和喜好的個性化推薦,而這些行為其實已經危害到物聯網裝置使用者的基本權利。

區塊鏈的解決方案:

其實物聯網安全性的核心缺陷,就是缺乏裝置與裝置之間相互的信任機制,所有的裝置都需要和物聯網中心的資料進行核對,一旦資料庫崩塌,會對整個物聯網造成很大的破壞。而區塊鏈分散式的網路結構提供一種機制,使得裝置之間保持共識,無需與中心進行驗證,這樣即使一個或多個節點被攻破,整體網路體系的資料依然是可靠、安全的。

2、降低物聯網的運營成本

如我們在上文提到的,記錄和儲存物聯網的資訊都會彙總到中央伺服器,而目前數以億計的節點將產生大量的資料,且未來這些資訊將越來越多,這將導致中心不堪重負,難以進行計算和有效儲存,運營成本極高。

另外,智慧裝置的消費頻次太低,一般來講,物聯網裝置如同門鎖、LED燈泡、智慧插板等可能要數年才換一次,這對裝置製造商來說是個難題。大量物聯網裝置的管理和維護將會給運營商和服務商帶來巨大的成本壓力。

區塊鏈解決方案:

區塊鏈技術可以為物聯網提供點對點直接互聯的方式來傳輸資料,而不是通過中央處理器,這樣分散式的計算就可以處理數以億計的交易了。同時,還可以充分利用分佈在不同位置的數以億計閒置裝置的計算力、儲存容量和頻寬,用於交易處理,大幅度降低計算和儲存的成本。

另外,區塊鏈技術疊加智慧合約可將每個智慧裝置變成可以自我維護調節的獨立的網路節點,這些節點可在事先規定或植入的規則基礎上執行與其他節點交換資訊或核實身份等功能。這樣無論裝置生命週期有多長,物聯網產品都不會過時,節省了大量的裝置維護成本。

      物聯網及智慧系統應用

      隨區塊鏈及側鏈發展,會對物聯網及智慧系統開發產生若干重要影響。其一便是可使用區塊鏈技術交換追蹤個人裝置歷史,因為區塊鏈作為賬簿可記錄個人裝置及其他裝置,網路應用,使用者之間的資料交換。

      區塊鏈技術可以使智慧裝置變作獨立代理,自動執行各種轉賬。設想下一臺自動售貨機不僅實時監控彙報其倉庫情況,並且可以從不同分銷商處招標按價高者售,還可以在新品到庫時自動付款(當然新品是根據客戶購買歷史採購)。或者一整套智慧家居裝置,如洗衣機,洗碗機,吸塵器根據時間及將電力損耗降至最低為目的相互間自動排序執行。或者一臺車可自行檢測,安排保養並付款。

      在更抽象的層面講,區塊鏈網路本身有潛力作為獨立個體代理,有些人稱之為“DAC”(分佈自治機構)。這些DAC提供的去中心非信任網路,可作為傳統上依賴於信任和中心化機制的銀行及仲裁機構的補充。例如 可以安全傳送機密資訊的電子通訊業務,所有權轉移的擔保交易,甚至包括驗證並推送軟體更新並自動安裝,而這些軟體是用來管理其他DAC。

ibm-blockchain        在沒有中心化伺服器,以用來處理訊息,儲存轉移檔案,賦予許可權的時候,所有去中心物聯網方案應當支援以下三種轉賬:

       (1)非信任機制的點對點訊息

       (2)安全的分佈資料分享

       (3)魯棒並可擴充套件的裝置整定形式

      此段來源於 IBM Institute for Business Value (PDF)

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      Blockchain Application Stack – Credit: Joel Monegro, Coindesk
      區塊鏈應用分層- 引自:Joel Monegro, Coindesk