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区块链技术由于其中的不可篡改等特性和物联网似乎具有很好的相性。物联网即将面临的安全隐患似乎在区块链中找到了答案,虽然这两种技术的结合还没有达到理想的效果,但也引起了众多的企业发起尝试。作者从物联网迅猛的发展出发描述了物联网结合区块链技术将给物联网带来的安全性保障。并且举例说明了支持智能合约的区块链物联网系统。

 

物联网(IoT)是最令人兴奋的新兴技术之一。将数十亿设备连接到自动化网络,并且在农业、制造业、消费技术以及几乎所有大量使用机器的行业中具有相当大的应用。




据分析师Gartner称,2017年,估计有84亿台物联网设备。到2020年,这个数字可能超过200亿,到2030年可能会超过500亿。根据IDC 2018年2月的一项研究,预计2020年物联网的预计支出将达到1万亿美元,这意味着四年年复合增长率(CAGR)约为15%。然而它没有达到2016年12月的IDC预测(市场规模达到1.29万亿美元)。这种连接革命的影响远不止在智能手机和私人住宅。事实上它正以一种人们难以想象的方式发展到工业规模的应用,从冷藏到农业再到医疗保健。

 

物联网设备与已知或未知设备进行交互是完全可操作的。例如自动机器维修是自动化行业的一个重要目标:当检测到机械故障或恶化迹象时,网络会通过订购新部件做出响应。在可信赖的环境中,此类事件不会成为问题;在现实世界中,这是针对物联网网络的主要攻击媒介。

 

但到目前为止,研究人员已经声明物联网设备的通信安全有非常大的可能性被打破。这个问题可以通过区块链的共识协议来解决,保护除了极端的恶意用户以外的所有人。每个传感器在区块链上形成自己的节点,并将设备的数据记录到每个单独的传感器(以及后续位置)上。包裹上的条形码、NFC芯片、RFID标签和其他跟踪设备将被在你回家路上的每个传感器上读取。跟踪网络组件的操作并验证该记录是物联网的另一个重要的目标。此类可审计性可提高分析、网络性能、法律合规性和安全性。区块链记录的不可篡改性非常适合创建可靠的网络历史记录。

 

基于加密安全、不可篡改的分布式账本技术和共识机制的区块链模型可以通过添加以下内容来增强物联网框架,实现更自动化的资源优化和先天安全性:

 

·       一个用于在关键“持股人”网络上共享数据的分布式记录系统;

·       用于自动化系统中节点之间交互的嵌入式业务术语;

·       基于哈希的安全性,身份验证和源头认证;

·       检测不良行为者和减轻威胁的共识协议模型;

·       降低成本。可以在多个“持股人”之间共享的可信数据集,从而取代中间人。消除中间商以及整个价值链的交易自动化带来的成本支出。例如考虑供应链中海关清关过程的自动化,这可以减少(并可能消除)对海关经纪人的需求。


通过这些功能,支持区块链的物联网部署可以通过允许设备在网络上注册和验证自身来提高整体系统的健康性和完整性。业务逻辑可以通过智能合约自动执行。由于没有中央系统可以进行攻击,因此拒绝服务攻击(denial of service attack)等威胁可能会在架构的不同层面受到阻碍。

 

在物联网网络中应用区块链模型可以解决许多现实世界的数字业务问题包括:

 

·       分析模型跟踪:允许系统记录元数据和有关在网络边缘的逻辑执行结果,以达到遵从法规的目的,并创建一个不可篡改的历史记录说明在物联网运作期间为什么做出某些“决定”;

·       软件安全更新:能够将软件更新作为URL发布到区块链上,以及可以在更新过程中通过区块链连接的物联网设备进行验证的加密哈希;

·       付款和小额支付:自动支付给商业网络参与者的电费,以及某些网络中设备之间的小额支付功能和功能,所有这些活动都不需要人为参与。

 

智能合约是物联网网络中可实现高度协调和认证的惊人财富。特别是在管理交易和交互时,智能合约可确保适当的凝聚力。物联网的目标始终建立在能够在正确的时间采取适当的行动之上。换句话说:假设你希望你能在灯泡烧坏时为你的房子订购一个新的灯泡。你不会希望不分青红皂白地订购灯泡箱。智能合约就是防范这种情况的解决方案。

 

在区块链分布式账本系统中,合约的概念扩展了分布式账本的功能,包括协议条款和度量的语言,以确定是否已满足某些条件。这些条件可能包括商品的价格和所需的交货日期都与参与者愿意支付的价格以及何时需要交货相匹配。换句话说,智能合约可能有助于商业活动。

 

将区块链集成到物联网中有两个主要问题:速度和计算复杂性。目前以太坊每秒可处理25笔交易。这种速度远远不足以应对具有数百甚至数千个连接设备并需要同时运行和交易的物联网网络。以太坊也正在发展,并很有可能在不久的将来能够提高每秒能够处理的交易数量。区块链必须能够处理每秒的一定数量的交易才能使其对物联网有用。交易速度越快越好,采用的临界点可能处在在每秒数千笔交易左右。物联网设备主要是建立连接,而不是计算,设备的平均处理能力反映了这一点;物联网网络无法处理计算上复杂的共识算法。使用工作量证明在物联网中高效运作需要的代价太大了。

 

有些公司正试图在物联网中部署区块链:

 

·       Robonomics是一个将网络物理系统整合到人类经济中的平台。 Robonomics平台致力于为智能城市和智能工业实施用户dapp的SDK开发人员;

·       IoTeX是面向物联网的区块链平台,具有强大的可扩展性、隐私性、可隔离性和可开发性,用于孵化新的物联网应用和生态系统;

·       IoT Chain是使用区块链概念开发的精简操作系统,并实现了PBFT、DAG、SPV和CPS技术,允许数据以分散的方式分层和存储,并为网络中数百万个物联网节点提供综合强度的保护。

 

从短期来看,区块链和物联网的结合将主要集中在提高公司内部的效率以及满足风险和监管要求所需的跟踪记录的进一步自动化。从长远来看,随着两种技术的成熟,公司将使用区块链与物联网来开发和扩展新的收入来源。随着新业务模式的实现,动力学将发生变化。

 

但这种组合需要时间来发展。特别是区块链,区块链需要时间来成熟并克服一些重大障碍(缺乏理解以及一些技术和监管挑战)才能实现接近其全部潜力的任何东西,并为企业领导者提供他们公司所需的解决方案,以推动其重要的经济价值。


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