區塊鏈和物聯網融合：這正在發生嗎？

目前市場上有許多的發展障礙正在減緩物聯網（IoT）的采用。首先，物聯網設備和平臺市場是碎片化的，有很多標準和很多供應商。關于技術、供應商以及所提供的解決方案，一直存在著不確定性。

其次，對互操作性也存在顧慮，因為實施的解決方案往往容易造成新的數據孤島。云中的數據通常是安全存儲的，但是基于云的安全實現手段無法針對那些完整性打了折扣的設備保護你的數據，也無法防止源端的數據篡改。

最后，大多數物聯網解決方案的集中式架構意味著有可能嚴重缺乏彈性。在云中處理所有交易時，云資源的不可用可能會凍結你的商務運營。

區塊鏈的基本概念

區塊鏈（Blockchain）是一種新興技術，可以幫助提高系統彈性。區塊鏈的基本概念非常簡單：它是一種分布式數據庫，稱為分布式總賬，它維護著一個不斷增長的有序記錄列表。

媒體通常將“區塊鏈”這一術語和交易、智能合約或加密貨幣聯系在一起，但是技術本身擁有更大的潛力。這就是為什么我們需要將區塊鏈從諸如比特幣（Bitcoin）和以太坊（Ethereum）這樣的具體實現中分離出來。例如，沃爾瑪和福特正在使用區塊鏈技術來改善供應管理，并未涉及加密貨幣。事實上，區塊鏈和物聯網的融合已經排上了多家公司的議事日程。并且在物聯網和金融服務之外的幾個領域中已經存在具體實現、解決方案和創新推動。

根據IBM的介紹，對物聯網而言，區塊鏈的三大好處是建立信任、降低成本和加速交易：

·使用區塊鏈密碼技術在當事各方和設備之間建立信任關系，并降低共謀和篡改的風險

·通過消除與中間人和中介機構相關的開銷來降低成本

·通過將結算時間從幾天縮短至幾乎為一瞬間，從而加速交易

基于區塊鏈的系統將如何實現這一切呢？IBM的觀點是，區塊鏈中的所有設備都應具有運行區塊鏈軟件的資源。隨著物聯網系統中的每個元素都能夠處理區塊鏈數據，突然之間區塊鏈成為了所有問題的解決方案！對，但不完全是這樣。

分布式賬本的一個關鍵要素在于它們是開放的；它們通常不被任何一個實體“擁有”。任何連接到分布式賬本的計算機都稱為“節點”。大多數節點是輕量級的（或者至少相對于云服務器的容量來說是輕量級的），因此它們不會保存完整的賬本。賬本中每個“區塊”的容量上限為1MB。一臺小型臺式計算機可以輕松地保存完整的賬本，但是大多數物聯網設備并非如此。任何區塊鏈系統至少需要一些包含完整賬本的“完整節點”。

另一個問題是你需要正確的安全證書才能查看交易。因此，使用此技術時，物聯網安全問題仍然存在。設備啟動運行和安全密鑰管理仍然是物聯網設備持續存在的問題，并未被區塊鏈所解決。

假設這些限制被解決了，那么區塊鏈將為物聯網增加一種引人注目的商業維度。一個區塊包含交易，但也可以包含合同。因此，一臺物聯網設備可以從另一臺設備或另一個系統購買數據或向其銷售數據。這能夠造就一個不太容易出現彈性問題的交易系統。

區塊鏈的缺點分析

然而，盡管有這些益處，但區塊鏈模式并非沒有其缺點。具體包括：

·可擴展性－區塊鏈尚未具備很好的擴展性。這可能會導致回歸中心化，從而無法體現分布式賬本的宗旨。

·處理能力－對于基于區塊鏈的生態系統中所涉及的所有對象，小型設備不具備執行加密所需的能力。預計數十億物聯網設備將以非常低的成本進行大批量生產，并且這些設備中的大多數將不能以期望的速度運行所需的加密算法。

·存儲－盡管區塊鏈消除了使用中央服務器來存儲交易和設備ID的需求，但賬本也必須存儲在節點上。久而久之，賬本的規模將會增加。這超出了大量智能設備的能力，例如傳感器，其存儲容量非常低（無論是內部閃存，還是外部的NOR或NAND閃存）。

·缺乏專業知識－很少有人了解區塊鏈技術的工作原理。融合區塊鏈和物聯網技術會給系統增添巨大的復雜性。

·互操作性問題－眾所周知，當你可以將數據源整合在一起時，物聯網的價值會增加。我們本來就缺乏很多垂直市場的數據模型標準，將區塊鏈融合進來只會使這個問題變得更加困難，更不用說這種交易管理將要造成的法律和合規性問題。

區塊鏈與IoT的融合可望發生

區塊鏈與數十億物聯網設備的融合并非是不久的將來就會發生之事。從計算方面講，區塊鏈處理任務困難且耗時；而物聯網設備的能力仍然相對不足，缺乏直接參與區塊鏈的處理能力。這種限制有一個很好的理由：繁重的計算量有助于保護完整性。正如新南威爾士大學副教授兼研究員SalilKanhere所說：“標準物聯網設備無法做這種繁重的計算工作，就像你無法在一臺標準筆記本電腦上進行比特幣挖礦一樣。”所以，最初這種類型的應用將會首先在高端網關上看到。

現在，行業媒體報道人工智能（AI）和區塊鏈正在加速物聯網的發展，但我認為正好相反。物聯網現在已經能夠提供一個框架，使區塊鏈在其中能發揮作用。對于絕大多數邊緣節點而言，區塊鏈功能最初需要在網關中實現，網關是充當交易處理點的硬件設備。這增加了一層額外的復雜性，因為這意味著負責交易的邊緣節點將不會是記錄交易的設備。邊緣節點將是網關的外圍設備。

盡管物聯網和區塊鏈的結合現在還沒有準備好，但已經是開始去考慮這種融合的時候了。面向物聯網的區塊鏈服務可能會觸發在用戶之間進行公開的數據交換，并使限制訪問有用數據的孤島問題得以化解。我們看到這些新技術的應用已經起步。在擁有足夠資源的低成本處理器廣泛普及之前，推動區塊鏈部署所需的物聯網系統持續改進只是時間問題。

Filament就是一個很好的例子。Filament是一家提供新型芯片的初創公司，其芯片使聯網設備和裝置能夠自行完成交易，并基于規則和運營商設定的程序創建記錄在區塊鏈上的合同。

由Linux基金會主辦的全球合作組織Hyperledger也提供區塊鏈技術的開源版本。