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未來世界:區塊鏈+物聯網

未來世界:區塊鏈+物聯網

物聯網和區塊鏈這兩個技術可謂是當今科技領域的大熱門,有沒有可能把這兩個技術聯系起來呢?如果聯系起來會產生什么樣的火花?相信很多人都有這樣的疑問和期待。其實區塊鏈和物聯網可以產生很多有趣的結合。區塊鏈為什么可以和物聯網結合?因為物聯網面臨著安全的挑戰。

物聯網和區塊鏈這兩個技術可謂是當今科技領域的大熱門,有沒有可能把這兩個技術聯系起來呢?如果聯系起來會產生什么樣的火花?相信很多人都有這樣的疑問和期待。其實區塊鏈和物聯網可以產生很多有趣的結合。

區塊鏈為什么可以和物聯網結合?因為物聯網面臨著安全的挑戰。

我們知道,隨著物聯網的發展,大量部署在傳統數據中心、云內的基礎設施(存儲、計算、網絡)將不可避免的被推出機房,重新部署在邊緣和終端設備上。

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這樣發展的結果就是大量邊緣設備缺少機房的物理屏障,并且部署在防火墻外,將面臨嚴重的安全挑戰

  • 單個邊緣設備易于被黑客通過物理手段攻克;
  • 邊緣或終端設備可自組織地加入某一物聯網系統;系統缺乏對設備的控制權,進而缺乏對惡意設備的識別及防范能力。

同時,傳統的中心化管理方式難以在物聯網時代有效工作:物聯網時代的邊緣與終端設備數量巨大,單一中心服務器或集群難以有效管理如此大規模設備,中心化系統面臨嚴重性能瓶頸。

所以這個時候,區塊鏈最顯著的數據永久保存和防篡改就排上了用場。幸運的是,做為大規模分布式去中心化系統,區塊鏈通過哈希鏈及共識算法,提供了數據永久保存及防篡改特性,可以有效地輔助物聯網解決各類安全問題。此外,通過有效利用區塊鏈的去中心化特性,亦可以構建去中心化文件系統[15]、去中心化計算系統[16]等,為物聯網的發展提供有效支撐。

下面來提供區塊鏈+物聯網的有趣例子,分為相關技術和應用場景兩大部分

相關技術:

去中心化身份:

  • 物聯網時代,設備及用戶的身份管理面臨嚴峻挑戰。
  • 不同組織機構簽發的身份需要在物聯網中互聯互通。身份信息不應該由單一的中心化機構控制。
  • 區塊鏈可以很好的解決上述問題,實現去中心化的身份管理,把身份的所有權還給設備或用戶本身。
  • 基于區塊鏈的去中心化身份系統是目前一個熱點研究鄰域,如Decentralized identity Foundation [10],Sovrin [11]。
  • Dell EMC在去中心化身份領域亦有深入研究:通過將IPFS[6]與區塊鏈結合,提出了一種去中心化身份管理解決方案。該方案已申請美國專利[12]。
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Figure1一種去中心化身份實現方案[12]。使用區塊鏈技術將人類可讀的ID與公鑰綁定,并去中心化地存儲在區塊鏈上,永久保存。每個ID對應的證書信息可以保存在IPFS[6]上。

去中心化訪問控制:

  • 使用區塊鏈(如以太坊)替代傳統中心化服務器,實現去中心化訪問控制[8]。
  • 物聯網數據可以保存在去中心化文件系統,如IPFS[6]上。
  • IPFS通過ACL代碼,連接以太坊網絡,通過運行在以太坊上的智能合約(Smart Contract)實現去中心化訪問控制。
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增強IoT數據置信度:

  • 通過與戴爾科技邊緣計算開源項目EdgeX Foundry [13]結合,區塊鏈可以幫助提高IoT數據置信度。
  • IoT設備產生的原始數據可以記錄在分布式防篡改文件系統(如IPFS[6])之上,而對應的元數據則可以記錄在區塊鏈之上,實現數據可溯源、防篡改。
  • 戴爾科技集團成員VMware亦推出了自己的區塊鏈平臺[14]。
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應用場景:

IoT數據孤島膠水:

IoT環境下,數據和計算節點可能由相互間缺乏信任的不同組織機構控制,但數據交換的需求依舊存在[1];在該場景下,區塊鏈可以在這樣的環境下起到“數據審計”的作用,從而成為黏合IoT數據孤島的“膠水”!

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智能家居:

  • 智能家居是物聯網的一個典型應用場景。智能家居對隱私及安全性提出了極高的要求[9]。
  • 通過區塊鏈連接家中智能設備,并與服務提供商、云及其它智能家庭連接,可輔助實現智能家居中萬物互聯,并同時保護了用戶隱私,提高系統整體安全性。
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Figure2 基于區塊鏈的智能家庭架構[9].

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Figure3 智能家庭包含IoT設備,本地存儲設備,礦機以及本地區塊鏈[9]。

車聯網:

  • 在車聯網和自動駕駛世界,無障礙的數據交互顯得格外重要[1]:你無法決定行駛在你周圍的車輛是不是與你的座駕來自同一制造商,因此車輛間通信依然面臨缺乏信任的問題。而區塊鏈可以作為一個虛擬的中心服務(雖然它本質上是去中心化的)存在:所有的車輛從區塊鏈獲取核心車聯網控制策略,無論這些車輛是否屬于同一品牌;
  • 車企可以在自身的區塊鏈節點上配置不同的策略審批準則。任何車企均可以嘗試發布新的車聯網控制策略,這種策略會在全網生效,包括那些不同品牌的車輛。但新策略只有獲得所有網內車企批準才會在區塊鏈上生效,從而提供給所有聯網的車輛使用;
  • 不同車輛通過從自己信任的區塊鏈節點獲?。ㄊ聦嵣舷嗤模┸嚶摼W控制策略,從而實現車輛間順暢的點對點交互。
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智能電網與新能源汽車:

  • 新能源汽車云與邊緣(Electric vehicles cloud and edge, EVCE)計算[2],做為物聯網的一個典型應用場景,同時涉及到信息和能量的傳輸與交易。
  • 使用區塊鏈同時打通強弱電的連接,可以為EVCE提供透明(Transparency)及可溯源(Traceability)的安全保障。
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結語:

一言以蔽之,區塊鏈通過構建去中心化系統,可以為物聯網提供基礎設施架構支撐,并幫助解決物聯網中無處不在的安全問題;而物聯網則給區塊鏈提供了大量的落地場景。

文章來源:公共賬本IooChain 志在分享交流,如侵權請聯系責編



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物聯網研究中心 掛牌



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[責任編輯:無]
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