區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)融合：這正在發(fā)生嗎？

目前市場(chǎng)上有許多的發(fā)展障礙正在減緩物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的采用。首先，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和平臺(tái)市場(chǎng)是碎片化的，有很多標(biāo)準(zhǔn)和很多供應(yīng)商。關(guān)于技術(shù)、供應(yīng)商以及所提供的解決方案，一直存在著不確定性。

其次，對(duì)互操作性也存在顧慮，因?yàn)閷?shí)施的解決方案往往容易造成新的數(shù)據(jù)孤島。云中的數(shù)據(jù)通常是安全存儲(chǔ)的，但是基于云的安全實(shí)現(xiàn)手段無(wú)法針對(duì)那些完整性打了折扣的設(shè)備保護(hù)你的數(shù)據(jù)，也無(wú)法防止源端的數(shù)據(jù)篡改。

最后，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的集中式架構(gòu)意味著有可能?chē)?yán)重缺乏彈性。在云中處理所有交易時(shí)，云資源的不可用可能會(huì)凍結(jié)你的商務(wù)運(yùn)營(yíng)。

區(qū)塊鏈的基本概念

區(qū)塊鏈（Blockchain）是一種新興技術(shù)，可以幫助提高系統(tǒng)彈性。區(qū)塊鏈的基本概念非常簡(jiǎn)單：它是一種分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，稱(chēng)為分布式總賬，它維護(hù)著一個(gè)不斷增長(zhǎng)的有序記錄列表。

媒體通常將“區(qū)塊鏈”這一術(shù)語(yǔ)和交易、智能合約或加密貨幣聯(lián)系在一起，但是技術(shù)本身?yè)碛懈蟮臐摿?。這就是為什么我們需要將區(qū)塊鏈從諸如比特幣（Bitcoin）和以太坊（Ethereum）這樣的具體實(shí)現(xiàn)中分離出來(lái)。例如，沃爾瑪和福特正在使用區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)改善供應(yīng)管理，并未涉及加密貨幣。事實(shí)上，區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)的融合已經(jīng)排上了多家公司的議事日程。并且在物聯(lián)網(wǎng)和金融服務(wù)之外的幾個(gè)領(lǐng)域中已經(jīng)存在具體實(shí)現(xiàn)、解決方案和創(chuàng)新推動(dòng)。

根據(jù)IBM的介紹，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)而言，區(qū)塊鏈的三大好處是建立信任、降低成本和加速交易：

·使用區(qū)塊鏈密碼技術(shù)在當(dāng)事各方和設(shè)備之間建立信任關(guān)系，并降低共謀和篡改的風(fēng)險(xiǎn)

·通過(guò)消除與中間人和中介機(jī)構(gòu)相關(guān)的開(kāi)銷(xiāo)來(lái)降低成本

·通過(guò)將結(jié)算時(shí)間從幾天縮短至幾乎為一瞬間，從而加速交易

基于區(qū)塊鏈的系統(tǒng)將如何實(shí)現(xiàn)這一切呢？IBM的觀點(diǎn)是，區(qū)塊鏈中的所有設(shè)備都應(yīng)具有運(yùn)行區(qū)塊鏈軟件的資源。隨著物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的每個(gè)元素都能夠處理區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，突然之間區(qū)塊鏈成為了所有問(wèn)題的解決方案！對(duì)，但不完全是這樣。

分布式賬本的一個(gè)關(guān)鍵要素在于它們是開(kāi)放的；它們通常不被任何一個(gè)實(shí)體“擁有”。任何連接到分布式賬本的計(jì)算機(jī)都稱(chēng)為“節(jié)點(diǎn)”。大多數(shù)節(jié)點(diǎn)是輕量級(jí)的（或者至少相對(duì)于云服務(wù)器的容量來(lái)說(shuō)是輕量級(jí)的），因此它們不會(huì)保存完整的賬本。賬本中每個(gè)“區(qū)塊”的容量上限為1MB。一臺(tái)小型臺(tái)式計(jì)算機(jī)可以輕松地保存完整的賬本，但是大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備并非如此。任何區(qū)塊鏈系統(tǒng)至少需要一些包含完整賬本的“完整節(jié)點(diǎn)”。

另一個(gè)問(wèn)題是你需要正確的安全證書(shū)才能查看交易。因此，使用此技術(shù)時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題仍然存在。設(shè)備啟動(dòng)運(yùn)行和安全密鑰管理仍然是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備持續(xù)存在的問(wèn)題，并未被區(qū)塊鏈所解決。

假設(shè)這些限制被解決了，那么區(qū)塊鏈將為物聯(lián)網(wǎng)增加一種引人注目的商業(yè)維度。一個(gè)區(qū)塊包含交易，但也可以包含合同。因此，一臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以從另一臺(tái)設(shè)備或另一個(gè)系統(tǒng)購(gòu)買(mǎi)數(shù)據(jù)或向其銷(xiāo)售數(shù)據(jù)。這能夠造就一個(gè)不太容易出現(xiàn)彈性問(wèn)題的交易系統(tǒng)。

區(qū)塊鏈的缺點(diǎn)分析

然而，盡管有這些益處，但區(qū)塊鏈模式并非沒(méi)有其缺點(diǎn)。具體包括：

·可擴(kuò)展性－區(qū)塊鏈尚未具備很好的擴(kuò)展性。這可能會(huì)導(dǎo)致回歸中心化，從而無(wú)法體現(xiàn)分布式賬本的宗旨。

·處理能力－對(duì)于基于區(qū)塊鏈的生態(tài)系統(tǒng)中所涉及的所有對(duì)象，小型設(shè)備不具備執(zhí)行加密所需的能力。預(yù)計(jì)數(shù)十億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將以非常低的成本進(jìn)行大批量生產(chǎn)，并且這些設(shè)備中的大多數(shù)將不能以期望的速度運(yùn)行所需的加密算法。

·存儲(chǔ)－盡管區(qū)塊鏈消除了使用中央服務(wù)器來(lái)存儲(chǔ)交易和設(shè)備ID的需求，但賬本也必須存儲(chǔ)在節(jié)點(diǎn)上。久而久之，賬本的規(guī)模將會(huì)增加。這超出了大量智能設(shè)備的能力，例如傳感器，其存儲(chǔ)容量非常低（無(wú)論是內(nèi)部閃存，還是外部的NOR或NAND閃存）。

·缺乏專(zhuān)業(yè)知識(shí)－很少有人了解區(qū)塊鏈技術(shù)的工作原理。融合區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì)給系統(tǒng)增添巨大的復(fù)雜性。

·互操作性問(wèn)題－眾所周知，當(dāng)你可以將數(shù)據(jù)源整合在一起時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值會(huì)增加。我們本來(lái)就缺乏很多垂直市場(chǎng)的數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)，將區(qū)塊鏈融合進(jìn)來(lái)只會(huì)使這個(gè)問(wèn)題變得更加困難，更不用說(shuō)這種交易管理將要造成的法律和合規(guī)性問(wèn)題。

區(qū)塊鏈與IoT的融合可望發(fā)生

區(qū)塊鏈與數(shù)十億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的融合并非是不久的將來(lái)就會(huì)發(fā)生之事。從計(jì)算方面講，區(qū)塊鏈處理任務(wù)困難且耗時(shí)；而物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的能力仍然相對(duì)不足，缺乏直接參與區(qū)塊鏈的處理能力。這種限制有一個(gè)很好的理由：繁重的計(jì)算量有助于保護(hù)完整性。正如新南威爾士大學(xué)副教授兼研究員SalilKanhere所說(shuō)：“標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備無(wú)法做這種繁重的計(jì)算工作，就像你無(wú)法在一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)筆記本電腦上進(jìn)行比特幣挖礦一樣?！彼?，最初這種類(lèi)型的應(yīng)用將會(huì)首先在高端網(wǎng)關(guān)上看到。

現(xiàn)在，行業(yè)媒體報(bào)道人工智能（AI）和區(qū)塊鏈正在加速物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，但我認(rèn)為正好相反。物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在已經(jīng)能夠提供一個(gè)框架，使區(qū)塊鏈在其中能發(fā)揮作用。對(duì)于絕大多數(shù)邊緣節(jié)點(diǎn)而言，區(qū)塊鏈功能最初需要在網(wǎng)關(guān)中實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)關(guān)是充當(dāng)交易處理點(diǎn)的硬件設(shè)備。這增加了一層額外的復(fù)雜性，因?yàn)檫@意味著負(fù)責(zé)交易的邊緣節(jié)點(diǎn)將不會(huì)是記錄交易的設(shè)備。邊緣節(jié)點(diǎn)將是網(wǎng)關(guān)的外圍設(shè)備。

盡管物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈的結(jié)合現(xiàn)在還沒(méi)有準(zhǔn)備好，但已經(jīng)是開(kāi)始去考慮這種融合的時(shí)候了。面向物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈服務(wù)可能會(huì)觸發(fā)在用戶(hù)之間進(jìn)行公開(kāi)的數(shù)據(jù)交換，并使限制訪問(wèn)有用數(shù)據(jù)的孤島問(wèn)題得以化解。我們看到這些新技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)起步。在擁有足夠資源的低成本處理器廣泛普及之前，推動(dòng)區(qū)塊鏈部署所需的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)持續(xù)改進(jìn)只是時(shí)間問(wèn)題。

Filament就是一個(gè)很好的例子。Filament是一家提供新型芯片的初創(chuàng)公司，其芯片使聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和裝置能夠自行完成交易，并基于規(guī)則和運(yùn)營(yíng)商設(shè)定的程序創(chuàng)建記錄在區(qū)塊鏈上的合同。

由Linux基金會(huì)主辦的全球合作組織Hyperledger也提供區(qū)塊鏈技術(shù)的開(kāi)源版本。