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未来世界:区块链+物联网

[提要]物联网和区块链这两个技术可谓是当今科技领域的大热门,有没有可能把这两个技术联系起来呢?如果联系起来会产生什么样的火花?相信很多人都有这样的疑问和期待。其实区块链和物联网可以产生很多有趣的结合。区块链为什么可以和物联网结合?因为物联网面临着安全的挑战。...

物联网和区块链这两个技术可谓是当今科技领域的大热门,有没有可能把这两个技术联系起来呢?如果联系起来会产生什么样的火花?相信很多人都有这样的疑问和期待。其实区块链和物联网可以产生很多有趣的结合

区块链为什么可以和物联网结合?因为物联网面临着安全的挑战。

我们知道,随着物联网的发展,大量部署在传统数据中心、云内的基础设施(存储、计算、网络)将不可避免的被推出机房,重新部署在边缘和终端设备上。

未来世界:区块链+物联网

这样发展的结果就是大量边缘设备缺少机房的物理屏障,并且部署在防火墙外,将面临严重的安全挑战

  • 单个边缘设备易于被黑客通过物理手段攻克;
  • 边缘或终端设备可自组织地加入某一物联网系统;系统缺乏对设备的控制权,进而缺乏对恶意设备的识别及防范能力。

同时,传统的中心化管理方式难以在物联网时代有效工作:物联网时代的边缘与终端设备数量巨大,单一中心服务器或集群难以有效管理如此大规模设备,中心化系统面临严重性能瓶颈。

所以这个时候,区块链最显著的数据永久保存和防篡改就排上了用场。幸运的是,做为大规模分布式去中心化系统,区块链通过哈希链及共识算法,提供了数据永久保存及防篡改特性,可以有效地辅助物联网解决各类安全问题。此外,通过有效利用区块链的去中心化特性,亦可以构建去中心化文件系统[15]、去中心化计算系统[16]等,为物联网的发展提供有效支撑。

下面来提供区块链+物联网的有趣例子,分为相关技术和应用场景两大部分

相关技术:

去中心化身份:

  • 物联网时代,设备及用户的身份管理面临严峻挑战。
  • 不同组织机构签发的身份需要在物联网中互联互通。身份信息不应该由单一的中心化机构控制。
  • 区块链可以很好的解决上述问题,实现去中心化的身份管理,把身份的所有权还给设备或用户本身。
  • 基于区块链的去中心化身份系统是目前一个热点研究邻域,如Decentralized identity Foundation [10],Sovrin [11]。
  • Dell EMC在去中心化身份领域亦有深入研究:通过将IPFS[6]与区块链结合,提出了一种去中心化身份管理解决方案。该方案已申请美国专利[12]。
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中国科技网_中国科技资讯门户Figure1一种去中心化身份实现方案[12]。使用区块链技术将人类可读的ID与公钥绑定,并去中心化地存储在区块链上,永久保存。每个ID对应的证书信息可以保存在IPFS[6]上。

去中心化访问控制:

  • 使用区块链(如以太坊)替代传统中心化服务器,实现去中心化访问控制[8]。
  • 物联网数据可以保存在去中心化文件系统,如IPFS[6]上。
  • IPFS通过ACL代码,连接以太坊网络,通过运行在以太坊上的智能合约(Smart Contract)实现去中心化访问控制。
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增强IoT数据置信度:

  • 通过与戴尔科技边缘计算开源项目EdgeX Foundry [13]结合,区块链可以帮助提高IoT数据置信度
  • IoT设备产生的原始数据可以记录在分布式防篡改文件系统(如IPFS[6])之上,而对应的元数据则可以记录在区块链之上,实现数据可溯源、防篡改。
  • 戴尔科技集团成员VMware亦推出了自己的区块链平台[14]。
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应用场景:

IoT数据孤岛胶水:

IoT环境下,数据和计算节点可能由相互间缺乏信任的不同组织机构控制,但数据交换的需求依旧存在[1];在该场景下,区块链可以在这样的环境下起到“数据审计”的作用,从而成为黏合IoT数据孤岛的“胶水”!

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智能家居:

  • 智能家居是物联网的一个典型应用场景。智能家居对隐私及安全性提出了极高的要求[9]。
  • 通过区块链连接家中智能设备,并与服务提供商、云及其它智能家庭连接,可辅助实现智能家居中万物互联,并同时保护了用户隐私,提高系统整体安全性。
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Figure2 基于区块链的智能家庭架构[9].

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Figure3 智能家庭包含IoT设备,本地存储设备,矿机以及本地区块链[9]。

车联网:

  • 在车联网和自动驾驶世界,无障碍的数据交互显得格外重要[1]:你无法决定行驶在你周围的车辆是不是与你的座驾来自同一制造商,因此车辆间通信依然面临缺乏信任的问题。而区块链可以作为一个虚拟的中心服务(虽然它本质上是去中心化的)存在:所有的车辆从区块链获取核心车联网控制策略,无论这些车辆是否属于同一品牌
  • 车企可以在自身的区块链节点上配置不同的策略审批准则。任何车企均可以尝试发布新的车联网控制策略,这种策略会在全网生效,包括那些不同品牌的车辆。但新策略只有获得所有网内车企批准才会在区块链上生效,从而提供给所有联网的车辆使用;
  • 不同车辆通过从自己信任的区块链节点获取(事实上相同的)车联网控制策略,从而实现车辆间顺畅的点对点交互。
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智能电网与新能源汽车:

  • 新能源汽车云与边缘(Electric vehicles cloud and edge, EVCE)计算[2],做为物联网的一个典型应用场景,同时涉及到信息和能量的传输与交易。
  • 使用区块链同时打通强弱电的连接,可以为EVCE提供透明(Transparency)及可溯源(Traceability)的安全保障。
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结语:

一言以蔽之,区块链通过构建去中心化系统,可以为物联网提供基础设施架构支撑,并帮助解决物联网中无处不在的安全问题;而物联网则给区块链提供了大量的落地场景。

文章来源:公共账本IooChain 志在分享交流,如侵权请联系责编



2005年开始研究筹划合其家物联网国际服务机构

2007年注册商标并筹划与开展物联网市场可行性调研工作

2009年投巨资研发物联网荣誉值软件系统,

构建【物物地图】生态架构。。。。。。

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物联网研究中心 挂牌



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