区块链+物联网的应用探析

“区块链＋物联网”的应用探析年初开始，技术圈就在传扬2018年是区块链爆发年。其实，区块链技术作为一项技术创新，只能在原有的应用基础上才能发挥它最大的效用，因为它毕竟还是基于不变的计算机语言和代码，只是整合了互联网非常用的加密技术等产生的一个创新型“解决方案”。目前，社会信息化方面应用最广泛的还是物联网技术，物联网技术的实用性需要新技术来升级，因此，未来物联网将是与区块链擦出最多火花的领域。下面从技术和应用结合的角度来探析区块链与物联网的结合。首先来看物联网行业面临的问题到目前为止，物联网面临的最紧迫的挑战是安全性（确保数据的隐私性、数据存储的安全性）以及完整性（数据连续性和各种数据交互的兼容性）的问题。物联网在我们生活的各个方面的渗透式应用，大家有目共睹。随着智慧城市建设在全球的普及，信息互联互通的需求急剧增加，物联网是真实的应用。但是，作为物联网的构成是否能够应对社会不断发展的需求？网络设备、数据传递网络、应用系统都是关键。硬件方面：由于物联网应用场景的不同，传感器的种类众多，作用各不相同，在很多细分场景，存在着成本与规模的问题；传感器本身需要一些半导体材料、生物技术、芯片技术、封装工艺等的支撑，其技术更新换代会受到限制。标准兼容方面：物联网终端设备的千差万别，通信协议的差异，不同的应用场景需求，导致物联网领域的各类标准不一致：硬件协议、数据模型标准、网络协议、传感器标准、设备连接标准、平台兼容性、第三方应用接口、服务接口等。各类标准不一致会导致网络传输问题以及资源浪费。数据存储问题：目前物联网的数据存储基本都采用云技术，但随着数据量的几何级增加，数据的存储成本、存取效率、性能稳定性等方面，会有巨大的考验。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。数据分析问题：物联网设备采集的数据，大部分后期都是简单的处理，缺乏对数据的深度挖掘，更不要说运用在企业提升生成效率、收益等方面凸显任何价值了。这方面人工智能和大数据技术的专项发展方面会有一定深度应用，但不普及。数据安全问题：物联网领域在智慧城市、交通、能源、金融、家居、医疗等方面都有具体的应用场景，在这些场景中，各种不同类型的物联网数据采集设备互联互通，其执行环境各不相同，网络安全防御面临着巨大挑战。主要表现在2个方面：一个是机器被攻击或篡改后对系统安全、个人生命安全的影响；另一个是数据泄露问题。物联网领域一旦产生安全问题，危害将极大。其次用区块链技术寻找解决方案物联网行业本身是一个上下游衔接很连贯的行业，而区块链技术本身是个相对独立的“解决方案”，它解决了数据安全、信息共享安全、终端信用等物联网常见问题。区块链可以作为一项“解决方案”融入物联网应用。是运用区块链技术去解决或完善物联网产业中的某些环节或问题。基于这个认识，我认为区块链技术在物联网方面主要运用的方向在于两个方面：第一个是数据安全隐私保护方面。第二个是新商业模式探索（数据交易结算）方面。数据安全隐私保护目前的物联网应用基本上都是采用中心化的结构，所有的数据汇总到云资源中心进行统一控制管理。物联网平台或系统一旦遇到安全攻击或是系统漏洞被利用，信息可能存在泄漏和被盗取风险。另一方面，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，运营商或平台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等。这些都会产生一系列的数据安全及危害个人隐私问题。采用区块链技术可对物联网数据完成如下改变：（1）在数据发送前对其进行加密；（2）在数据传输和授权的过程中，加入身份验证环节；（3）涉及到个人数据的任何操作，都需要经过身份认证进行解密和确权；（4）操作记录等信息记录到链上，同步到区块网络上。进而在一定程度上保护物联网数据的安全及隐私问题。新商业模式探索目前的物联网仅仅是将设备连接在一起，完成数据采集和设备控制功能，而未来的物联网将在连接各终端联网设备基础上具有一定的智能，依照预先设定的规则逻辑进行自主协作，完成各种具备商业价值的应用。如数据间的交易、价值转移等。在这个过程中，必须保证数据的授权可信、可验证，以及数据交易的整个过程完整记录并无法篡改。要实现这些功能，在中心化架构下，不同利益主体间很难完成机器数据间的自主协作和交易。因此，目前的物联网设备的协作和交易只能够在同一信任域下进行，也就是说协作和交易的设备必须是同一个物联网运营服务商提供或者进行授权验证，这就大大降低了物联网应用的真正商业价值。采用区块链技术最大的优势在于，能够提供去信任中介的直接交易，通过智能合约的方式制定执行条款，当条件达到时，自动交易并执行。这种方式可以产生很多应用场景，比如通过智能合约控制家中的电冰箱在饮料不够的时候直接向附近超市下单进行采购，超市送货时，根据货物条码自动扫描确认订单和完成支付等操作。商业应用方面要考虑的就是如何降低成本提高安全度：随着物联网技术的进一步应用，物联网连接设备数量呈几何级增长，中心化服务需要付出的计算、存储和带宽成本会加大企业成本压力。区块链的点对点分布式存储和计算，在其他领域，面对数据类型差不多，或是数据量不是很大的情况下，是可以实现并提高效率和成本的，但在物联网行业很难真正执行。区块链的数据防篡改属性，需要在数据本身安全有效的情况下，可以实现，但当物联网数据采集的各类终端设备不安全，或是网络不安全时，传递的数据信息本身就是错误的情况下，将其记录在区块链上，是无法从根本上确保数据安全的。由此，区块链技术在物联网应用领域里，依然是一项“解决方案”而非颠覆性创新，技术的完美应用离不开现实制度的保障。市场角度来看区块链与物联网应用根据Forresterwave的物联网报告显示：IBM、PTC、GE、思科和微软已成为占据物联网平台市场的主导企业。IBM、微软、亚马逊和SAP都在各自的物联网云平台上提供区块链技术相关服务，为未来海量的物联网设备接入提供弹性资源池，做了超前布局。IBM是最早宣布他们对区块链的开发计划的公司之一，它在多个不同层面已经建立了多个合作伙伴关系，并展现了他们对区块链技术的钟爱。它已经发表了一份报告，指出区块链可以成为物联网的最佳的解决方案。早在2015年1月，IBM就启动了ADEPT项目，一个使用了P2P的区块链技术的研究项目。IBM还与三星专为下一代的物联网系统建立了一个概念证明型系统，该系统基于IBM的ADEPT（自治分散对等网络遥测），ADEPT平台由三个要素组成：以太坊、Telehash和BitTorrent。使用该平台，两家公司都希望带来一个能自动检测问题，自动更新，不需要任何人为操作的设备，这些设备也将能够与其它附近的设备通信，以便于为电池供电和节约能量。此外，能源物联网领域传统公司和区块链初创公司正双向发力，不断促进区块链在行业里的广泛普及和加速融合。根据咨询公司Indigo的报告，电力行业的“区块链+物联网”应用方面，已经从终端支付（加密数字货币）、能源交易市场、技术支撑+行业组织、智能家居点对点交易、打造智慧城市等方面形成了良好生态格局。科技圈最常见的新闻就是金融业物联网与区块链的结合应用，多家公司已经率先将区块链整合到其生产和供应链中。总结2017年3月，中国联通联合众多公司和研究机构在ITU-TSG20成立了全球首个物联网区块链（BOT，BlockchainofThings）标准项目，定义了去中心化的可信物联网服务平台框架。开始了“区块链+物联网”的国际标准先行探索，由此看，区块链技术对物联网应用的渗透，已经成为全球信息化发展的一个阶段性趋势。通过整合区块链技术，物联网设备的用户可以采用自己真正拥有的数据，为自己带来新的价值，形成一系列的生态循环。在物联网区块链日益完善的标准指引下，区块链打造的物联网生态环境势必会超越传统物联网的生态体系，引导物联网、智慧城市一类信息化整体解决方案走向新的境遇。