区块链与物联网如何实现融合发展？

引言：设备、车辆、家用电器、手持式电子设备、恒温器、移动电话和传感器……在提及物联网时，总是会提到很多设备，但这些设备往往是用单词“Things”表示。物联网是一个概括性的词语，用于描述能够连接到更大通信网络的数字设备的增长。

“物联网”是什么？包含哪些技术？如何与区块链结合使用？本篇文章，将对这些问题一一进行解答。

什么是物联网（IoT）？

早在1980年代，就已经将物联网作为一种智能设备网络进行了讨论。现在，它涵盖了人工智能、实时分析、机器学习、传感器、跟踪系统和云存储。

家居设备和可穿戴自动化设备为我们的日常生活和企业办公提供了比以往更多的设备。随着越来越多的技术创新出现，设备彼此交互的方式变得更加层次化和复杂，而且越来越交织在一起。

物联网行业旨在连接这些物理设备，以增强我们现有的基础架构和运营系统。这些先前列出的大多数设备都可以连接到互联网或者在脱机状态下受到远程控制和监视。现在，随着我们引入越来越多的自动化“设备”，网络继续传播，网络承担的责任也增加了。

设施管理，高速公路系统和制造设备都属于物联网的范畴。许多行业特定的功能需要这些物理设备之间的高效交互。

尽管物联网听起来像是技术专有的术语，但它的含义其实非常广泛，甚至涉及搅拌器、洗衣机或一副耳机。尽管可以缩小范围将其定义为可以在线相互通信的对象，可以连接到互联网的任何对象也都属于物联网。

物联网的目的是什么？主要是创建一个无需人工输入即可存储数据的系统。然后，使用这些数据，系统可以更高效地运行。

物联网的利用可以是无穷的组合以及利用连通性构建具有凝聚力和功能最佳的物联网网络。尽管物联网的前景一片光明，但重要的是，一些必须解决的问题无法忽视。

物联网当前面临的问题

自从1980年代首次将其概念化以来，物联网已经走了很长的路，来到我们目前所处的边缘技术阶段，甚至拥有了无人汽车。到2022年，成为普通家庭一部分的物联网设备数量预计将从10个增加到500个。

物联网连接是在客户甚至没有需求的情况下购买高科技产品时就已经具备的功能。尽管物联网目前存在着一些问题，但产品设计现在仍倾向于互联性。物联网当前面临的主要问题有哪些，并阻碍着其有效性甚至使消费者数据处于危险之中？

当前大多数新兴的IoT平台都是基于云的，并且具有一个中央枢纽，然后为智能设备提供后端服务。通过这种设置，设备可以接收数据，而中心化枢纽则是服务提供商。

以下是集中式物联网的最重要的问题：

（1）安全

由于连接的设备数量众多，用户很难保护其个人数据和使用模式的安全。连接的设备越多，漏洞和安全威胁就越大，它还为公司遭受黑客攻击留下了许多方便之门。

（2）云攻击

大多数物联网都具有云架构，这意味着大量且通常是敏感的数据将存储在云中。这使得云提供商很容易成为黑客的目标。在明显的位置有中心化整合数据的地方，面临着迫在眉睫的网络安全威胁。

（3）费用昂贵

目前，不仅物联网的有效管理和部署成本很高，世界经济论坛（World Economic Forum）估计，如果一家云提供商遭到黑客入侵，损失可能达500亿至1200亿美元。整合成本很高，具有物联网功能的设备的成本也可能会上升。

（4）隐私和数据存储

公司将负责可出售或保留在不安全的中心化存储库中的大量消费者数据。利用这些数据，存储并充分保护它们是一项无法克服的挑战，并且将其存储在云中已被证明是极具风险的战略。中心化物联网加剧了个人身份信息泛滥的危机，消费者每天都有可能沦为受害者。

（5）消费者质疑

中心化物联网的采用速度很慢，很明显，所有相关方都对进展有合理的担忧。但无论如何，随着制造商不断创造物联网设备，物联网的发展会如同一列失控的火车。消费者怀疑物联网服务提供商会保护他们，也不一定信任物联网设备本身及其安全存储和传输数据的能力。

（6）基础设施不足

物联网和促进连接的“服务器-客户端”模型存在主要的连接问题。虽然目前可以正常使用，但缺乏长期可扩展性性。从2022年的预测数字来看，将需要多少IoT设备支持网络，很难想象当前已经低效且不安全的中心化模型能够支持一个可以运传的功能网络。

物联网如何从去中心化受益

中心化服务目前可以使用，但并不是长期支持大规模物联网设备的长期解决方案。将数据和后端服务从中心化服务器移开，将是物联网功能以安全方式发挥其全部潜力的关键。

去中心化物联网将通过无需集中授权即可运行的节点，使设备连接性和数据存储无需信任。分布式模型更加高效、安全和负担得起，甚至可以释放物联网无法预见的剩余价值。

以下是去中心化物联网的主要优势：

（1）增强安全性

区块链为设备提供了无与伦比的安全基础架构，可将基于云的存储彻底抛弃。分布式网络缺乏单一入口点或黑客可进入的漏洞。加密签名使黑客攻击变得异常困难，任何来自非真实来源的消息在网络上都是无效的。

（2）防篡改数据

去中心化的应用程序遭受篡改和遭遇欺诈活动的风险要低得多。为什么？因为分布式账本技术（DLT）使用非对称密码技术，给账本上的交易数据和其它相关信息盖上时间戳，并确保其无法篡改。

（3）成本可控

如果通过将物联网放置在分布式网络上，并通过分布式分类账技术和区块链存储数据来消除安全漏洞，则物联网变得更加经济实惠。服务提供商目前在物联网和支持设备的成本方面拥有垄断地位。

去中心化将使物联网更易于访问，并且可以更轻松地防止或避免黑客遭受的破坏成本。通过去中心化物联网，还将消除运行中心化物联网系统的中介机构以及所有相关成本。

（4）无需信任

使用物联网的各方和设备之间的信任将使用分布式分类账进行验证，并使用智能合约实现自动化，而无需将信任置于集中式服务提供商或其他参与者中来存储数据或控制其设备连接性。DLT可以通过代码使服务自动化，以充当数据流的中介。

（5）自治

区块链使智能设备能够独立运行并进行自我监控。这些微型“分布式自治公司”可能包含一个分散的物联网，该物联网能够根据特定家庭或行业的预定逻辑自行运行。例如，这可能会完全取消中介机构和中心化机构，使其拥有完全自动化的金融服务或保险结算分派。

区块链物联网（IoT）用例

区块链中的物联网应用程序有可能渗透到日常生活的几乎每个部分。随着我们越来越依赖设备，我们也越来越依赖物联网。比如，最近因为疫情原因，渗透进我们日常生活中的物流系统、外卖就强烈依赖物联网。

随着物联网向去中心化，基于物联网的区块链应用发展，我们每天在日常生活中甚至意识不到我们正在与“物联网中的区块链应用”打交道。从设备中收集和部署数据的地方，物联网为这些设备连接中心创建加密安全的数据库将是我们下面探讨的区块链物联网用例的重心。

以下是物联网中区块链应用的一些创新用例：

（1）车辆

汽车行业有很多用例，因为它是一个部分密集型行业。中心化供应链和基于信任的分销是我们日常生产和获取车辆的模式。物联网可用于自动更新基于区块链的分类账，以保持透明和不变的车辆记录。

这将有助于提高整个行业的透明度，并使购买到瑕疵车辆几乎成为不可能。零件来自许多不同的供应商，并实现了区块链应用程序和物联网，以帮助在防篡改和经过身份验证的系统中跟踪这些移动的零件，从而改善车辆的购买、出售、制造和分销方式。

（2）智能家电

智能家电是未来的潮流。较新的房屋和建筑物都具有可以连接到其他电器、手机应用程序和互联网的设备。不是将这些数据存储在中央服务器或基于云的存储解决方案中，而是将智能设备数据存储在区块链上。

这将有助于保护个人信息并保持家庭物联网网络的安全。数据可用于改善整个电网的能源成本，而无需将信息链接到个人或特定家庭，使用公共/专用密钥密码以从数据中去除身份数据，但同时保持数据的真实性。

（3）供应链

全球供应链是多层的，涉及时区的数百个参与者。分布式分类账爱好者经常讨论将供应链转移到区块链。从食品分销商到制药企业，许多供应链都可以受益于结合使用物联网和区块链来简化流程。

通过对零件进行编号以及创建出处和历史的设备身份验证可以帮助供应链变得无需信任。所有权和位置的转移可以在物联网设备，货物本身或每个对象之间实时跟踪。利用物联网中的“事物”功能，可以将连接和相关数据连接并迁移到区块链，以自动进行供应链验证和交易。

物联网链上数据存储和去中心化机器网络

正如最后两个用例所述，物联网会累积数据，并且通常会存储在中心化且不安全的位置。分布式机器网络是比集中式物联网数据存储更好的“分散式”解决方案。该机器网络将能够传输和存储数据，并使用分布式无线网络（DWN）为设备之间的通信提供开放的通道。

（1）能源市场

消费者将能够通过区块链平台直接进入能源市场。可以将设备连接到该平台，以实时上传数据，并提供电网盈余，以减少浪费和开辟新的收入流，从而为大众提供更具成本效益的公用事业。

（2）物联网中区块链应用的未来

区块链和物联网不仅在改变行业格局，而且正在改变我们所知道的世界。到2022年，我们可能将生活在一个以物联网为主的世界中，并且将非常依赖于这种连接性。

当前的集中式物联网模型设备通信所依赖的技术不是其预期功能的可持续基础。进步的组织继续探索区块链与物联网之间的关系至关重要。

两者在文化上有很多共同点，围绕它们的好应用很多，人们对此知之不多。在我们可以自信地将区块链应用程序集成到物联网之前，需要解决主要的安全性和可扩展性问题。

物联网的许多问题都可以通过区块链解决，一切只是时间问题。当我们考虑物联网和区块链时，互联网的早期发展也可以为我们提供一个参考框架，以讨论其潜在增长和障碍。

当我们提升应用层时，物联网面临的问题更加复杂，在低功耗无线局域网领域缺乏共识或标准。仅出于这个原因，我们可能与已形成的现有和广泛的物联网互操作性相去甚远。尽管物联网面临所有这些挫折和问题，但一旦物联网去中心化，仍有很多潜力可以释放。

许多组织正在致力于链上物联网，以改变不可信且令人窒息的设备连接行业。

物联网中的区块链应用将致力于解决困扰物联网的安全问题，终结使消费者面临风险的基于云的数据垄断。如果物联网和区块链能够随着时间的推移调和可扩展性问题，那么它们将是天作之合，将有助于开创提高全球效率和连通性的智慧时代。

本文仅代表作者观点，不代表永旗超级账本官方立场。

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