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四、区块链的解决方案,区块链的交易信息来自

文章作者:今日头条 上传时间:2020-01-05

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原创 2018-03-11 区块链币圈

区块链技术不仅将深刻地影响和改变金融行业,在物联网领域也将起到革命性的作用。物联网(Internet of Things,简称IoT)是一种通过网络技术将传感器、控制器和机器设备等连接起来,通过物物相连实现机器设备智能化管理和控制的目的。互联网技术将全世界的计算机连接在一起,实现了人与人之间的远程信息交流,促进了人类文明的巨大进步。而物联网技术将现实世界中的各种设备连接在一起,必然会帮助人类迈向更加智能和便捷的未来社会。

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物联网(IoT/Internet of Things)是目前非常热门的技术领域之一,也是未来社会的重要信息技术基础设施,特别是智慧化生活与数据化生活,统统离不开物联网。物联网从字面的意思来看,是“物物互联的网络”,这里所指的物物通过各种传感器自动采集相关数据、并以之联网,所以物联网就是由各种各样采集数据的传感器所组成的互联网。

物联网不需要区块链来颠覆,需要的是区块链来完善和创新

随着技术的不断进步,物联网技术的发展和应用在最近几年取得了显著的成果,目前在世界范围内已经有数十亿个传感器和智能控制器投入使用,预计在未来几年这个数字还会成倍的增长。但是,物联网技术也面临着许多问题和挑战,这些问题有可能成为物联网在未来发展和应用的巨大障碍,而区块链技术给这些问题的解决提供可能性。

什么是物联网?

物联网(Internet of Things,简称IoT)故名思义就是物物相连的互联网。具体是指通过信息传感器设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息通信和交换,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络。

这个定义主要包含2层意思:其一,物联网的核心和基础设施仍然是互联网,只不过是在其基础上进行延伸和扩展罢了;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,可进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

物联网的应用场景是很多的,可以切入到我们生活的方方面面。包含农业、交通、医疗、物流等领域。下面几个例子可以大致说明。

智能家居

你家里面的冰箱,电器,包括门槛等等都可以被远程控制,你想想,你在外面就可以监视到你家里的一切状况,还能调节,是不是一件很美妙的事情。

智能医疗

在医疗卫生领域中。物联网是通过传感器与移动设备来对生物的生理状态进行捕捉。如心跳频率、体力消耗、葡萄糖摄取、血压高低等生命指数。把它们记录到电子健康文件里面。方便个人或医生进行查阅。还能够监控人体的健康状况,再把检测到的数据送到通信终端上,在医疗开支上可以节省费用,使得人们生活更加轻松。

智能交通以图像识别技术为核心。综合利用射频技术、标签等手段,对交通流量、驾驶违章、行驶路线、牌号信息、道路的占有率、驾驶速度等数据进行自动采集和实时传送,相应的系统会对采集到的信息进行汇总分类,并利用识别能力与控制能力进行分析处理,对机动车牌号和其它高档车进行识别、快速处置,为交通事件的检测提供详细数据。该系统的形成,会给智能交通领域带来极大的方便。

物联网的应用场景实在太多,而且目前已经有了相当多的产品落地,比如:供应链/物流、可穿戴设备、智能办公场所、辅助驾驶/自动驾驶等。

为什么要用传感器采集数据?原因有两个:一个是传感器可以采集许多人的感官无法感知的数据,另一个是传感器可以采集比人的感官更精准的数据。举例来说,当人类在户外活动时,可以凭借体感和观察感受到温度、湿度、阳光、风向等等,但并不能将这些感受精准量化,而没有精准量化的数据也很难发挥更大的效用。采用传感器或不同传感器,不仅可以采集到户外环境的各种精准数据、甚至还可以采集到户外环境各种精准数据的变化趋势,或者户外环境各种精准数据之间的相互关系。总之一句话,由传感器组成的物联网,可以将世界完全数据化,几乎所有的活动都可以量化为一组组精准的数字。

目录:

1、降低物联网的运营成本

随着物联网技术的进一步应用,数以千亿计的物联网设备的管理和维护将会给生产商、运营商和最终用户带来巨大的成本压力。目前的物联网应用基本上都是采用中心化的体系结构,也就是所有的数据流都汇总到单一的中心控制系统,虽然随着云计算技术的普及和利用,现在物联网运营商可以通过云端的服务器集群提供物联网智能设备产生的数据的存储和交换服务。但是随着连接设备数量的几何级增长,中心化服务需要付出的计算、存储和带宽成本也会增加大无法负担的程度。

区块链技术为物联网提供了点对点直接互联的方式进行数据传输,整个物联网解决方案不需要引入大型数据中心进行数据同步和管理控制,包括数据采集、指令发送和软件更新等操作都可以通过区块链的网络进行传输。区块链技术解决物联网的构架瓶颈问题主要体现在三个方面:

1) 点对点的分布式数据传输和存储的构架;
2) 分布式环境下数据的加密保护和验证机制。
3) 方便可靠的费用结算和支付。

虽然现在已经有不少成功的物联网应用,但是现有技术无法真正提供万物互联的能力。目前的物联网构架基本上都是封闭式的,虽然一个系统中的设备之间可以形成互联,并且也利用了互联网传输数据,但是基本的构架并不是开放式的,也就是说不同应用系统的设备很难实现有价值的互联互通。虽然目前也有公司提供了基于API的物联网服务访问方式,但还是通过一个集中服务器的间接访问方式,并没有在设备之间直接通信。

造成这种现象的根本原因并非物联网设备在技术上无法互联,而是在不同信任域下物联网节点的互通性收到安全问题的束缚。因为一旦某个物联网传感节点的数据经过其他服务商或者个人的智能节点进行数据传输,数据本身就有可能被非法篡改或者丢失,造成系统可靠性的下降。通过区块链的数据加密技术和P2P互联网络,这个信任问题就可以迎刃而解。

另外一个方面,需要利用其它物联网运营商或者个人的设备和网络进行数据的传输和存储,必须在利益分配上在多方达成一致。也就是说,提供基础设备和网络服务的公司和个人可以便捷地获得可靠地收益,比如按照存储和传输的数据量进行收费。在目前的技术条件下,如果属于不同的物联网服务提供商需要实现资源共享,必须达成一个合作的协议,并且在顶层设计好双方结算的系统。在万物互联的大环境下,这种两两互联的方式所需要的管理和实施成本非常巨大,以至于很难实现。

通过使用区块链技术,不同所有者的物联网设备可以直接通过加密协议传输数据,并且可以把数据传输按照交易进行计费结算。这就需要在物联网区块链中设计一种加密数字货币作为交易结算的基础单位,所有的物联网设备提供商只要在出厂之前给设备加入区块链的支持,就可以在全网范围内在各个不同的运营商之间进行直接的货币结算。

物联网面临的困难

  • 我们都知道,物联网的愿景是实现万物互联,而目前的一些落地应用,都是单一的产品。

  • 产品的运营和维护成本过高

  • 在物联网的条件下每个智能设备的计算能力都非常有限。

  • 数据问题。目前物联网的数据都是通过智能设备将采集到的数据传到中心化的机构的服务器,而这些机构可能会拿着我们的数据,甚至是隐私去做大数据分析,给我们带来了一些安全隐患。

以上这些都是一些相对简单的问题,我认为互联网发展面对的核心问题是来自数据层面的挑战。主要是在数据的存储、数据流动、数据安全方面。

数据的存储物联网的核心和基础设施仍然是互联网。在物联网的世界中,各种产品都会接入一个庞大的智能网络。在物联网中进行交易时,交易的频率和交易的数量都会非常的大,相关的清算、结算系统也要不停的运转;而且需要无时无刻的进行数据的采集,处理、传递。这无疑会对相关的基础设施提出巨大的挑战,这将是一个复杂的网络,以至于目前还没有一个中心化的机构的服务器能够承担这个任务,包括Google、Apple、阿里、腾讯都不行。

数据流动一起来看看目前使用的支付清算系统的处理能力:Visa实验室的测试数据是5.6w笔/秒,而支付宝在双十一的活动中支撑起了8.59w笔/秒懂交易峰值,这已经是非常了不起的成绩了。想想在物联网的世界中交易数量和频率远不止于此。

数据安全在目前看来,互联网上的黑客攻击、数据泄漏、恶意软件、网络监测等等问题,已经给大家带来了很多困扰,如果把万物都接入网的话,如何能够保证数据的安全呢?如何保护我们个人的隐私和财产安全呢?

哈哈,救世主来了。为什么说区块链是物联网的救世主?这要从区块链的一些特性来说明了。

  • 加密算法保护用户隐私。虽然物联网运营商一直宣称他们能够有效保护用户的数据安全和隐私,但是一系列的安全漏洞和隐私泄露事件的发生使用户无法真正信任运营服务提供商能够实现他们的承诺。而区块链的非对称性加密技术可以通过数学算法来保护用户的隐私。

  • 去中心化使得智能设备可以拥有一定的自调节和管理能力。在物联网的世界中,接入的节点的数量会非常大,所以希望连入物联网的设备能够具有一定的智能,在既定的规则逻辑下进行自主协作,完成各种商业应用,也就是说构建一个自组织,自调节的系统。在这个系统中会进行大量的信息和价值的交换,然而在目前中心化构架下的物联网很难完成上述自主协作和有效交易,原因是目前协作和交易的设备必须是同一个物联网运营服务商,这就大大降低了物联网应用的真正商业价值。而区块链技术为物联网提供了去中心化的可能性,使整个系统变成一个去中心化的,有自组织能力的体系。区块链技术可以实现无需信任的,点对点的价值传输,进而构建出一个健壮、可扩展的物联网。

举个例子早在2014年,IBM就发表过报告,指出区块链可以称为物联网的最佳解决方案,并且于2015年,IBM与三星合作,联合打造了ADEPT系统,这套系统利用区块链的去中心化、智能合约、点对点传输的特性构建了一个去中心化的物联网。通过这套系统可以打造一个自动检测问题、自动更新、不需要过多的人为操作的设备,这些设备也能与附近的其他设备通信。

由于区块链的出现,或许物联网离实现万物互联互通的时间就更近了。

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一、序言

2、解决物联网的隐私保护问题

随着物联网产业的不断发展,对于数据安全和隐私保护的问题越来越受到关注。在斯诺登事件之后,由政府和大型企业控制的网络服务的隐私被广泛质疑。特别在物联网领域,目前的中心化服务构架将所有的监测数据和控制信号都由中央服务器存储和转发。这些中央服务器收集者所有的摄像头传输过来的视频信号,麦克风录制的通话记录,甚至用户的奔跑节奏、心跳和血压的信息都汇总到中央服务器,并且通过中央服务器转发的信号还可以控制家庭中门窗、电灯和空调等设备的开启,直接地影响着用户的日常生活。

虽然物联网运营商一直宣称他们能够有效保护用户的数据安全和隐私,但是一系列的安全漏洞和隐私泄露事件的发生使用户无法真正信任运营服务提供商能够实现他们的承诺。事实上,政府安全部门可以通过未经授权的方式对存储在中央服务器中的数据内容进行审查,而运营商也很有可能出于商业利益的考虑将用户的隐私数据出售给广告公司进行大数据分析,以实现针对用户行为和喜好的个性化推荐,这些行为已经危害到物联网设备使用者的基本权利,从而是很大一部分用户拒绝接受连入网络的智能设备。

区块链技术为物联网提供了去中心化的可能性,只要数据不是被单一的云服务提供商控制,并且所有传输的数据都经过严格的加密处理,那么用户的数据和隐私将会更加的安全。在大数据分析技术被广泛使用的今天,用户可以自己利用数据的价值而不是被运营商进行劫持和外协。

设想,在未来的家居中,灯光、窗帘会根据室内外光线的变化而自动开关,空调也会结合室温与体温的最佳组合而自动调节,各种侦测警报器会保护你和家人不受任何侵害,冰箱会提醒你及时补充食材、洗衣机会告诉你衣服的磨损程度……这一切都离不开传感器和物联网。只有物联网才可以通过传感器将各类数据采集并通讯,所以物联网是数据产生的源头。

二、2017年物联网行业发展现状

3、利用区块链建立新的商业模式

未来物联网不仅仅是将设备连接在一起完成数据的采集,人们更加希望连入物联网的设备能够具有一定的智能,在给定的规则逻辑下进行自主协作,完成各种具备商业价值的应用。但是,具备商业价值的交互必须确保进行操作的设备具有代表拥有者进行交易的授权,并且这种授权能够被直接验证。同时,由智能设备发出的交易请求需要可靠地记录以确保交易的有效性。

在当前中心化构架下的物联网很难完成上述自主协作和有效交易,因为这种协作和交易的相关方往往是属于不同的利益主体,具有复杂和难以确定的信任关系。因此,目前的物联网设备的协作和交易只能够在同一信任域下进行,也就是说协作和交易的设备必须是同一个物联网运营服务商提供或者进行授权验证,这就大大降低了物联网应用的真正商业价值。
区块链技术能够提供去信任中介的直接交易, IBM公司和三星公司联合研制的概念验证系统“自主去中心的点对点遥测”(Autonomous Decentralized Peer-to-Peer Telemetry,简称ADEPT),使用了区块链技术构建智能设备的分布式网络,验证了去中心化物联网构架的可行性。ADEPT能够使得连入其中的设备之间能够安全并高效地直接相互通信,并实现复杂的商业逻辑。比如,通过智能合约控制家中的洗衣机在洗衣粉不够的时候直接向供应商下单进行采购,区块链技术使连入ADEPT的智能设备之间直接进行订单确认和完成支付操作。

那么,物联网和区块链可以擦出什么火花?区块链是一种去中心化的过程数据管理技术,任何上链的数据可以不再被随意篡改、上链的数据可以自动触发事先设定的智能合约执行、上链的数据可以依据时间顺序追溯至创世之初。但是区块链不能解决的问题,是不能保证上链的数据的真实性,如果在上链时数据就存在谬误,那么区块链只能在谬误的数据基础上向后发展。所以,区块链存在一个巨大的漏洞,如果一开始就错了,那么即使过程再正确也仍然是错的。如果在区块链中,有人恶意制造谬误交易信息,就可以完全瘫痪整个系统。

三、物联网行业面临的问题

4、区块链技术在物联网环境下的演进

区块链技术的部署和实施需要由多个节点共同参与,在物联网的条件下每个智能设备的计算能力都非常有限,与传统的区块链挖矿节点相比,其Hash计算能力甚至不到GPU系统的千分之一。另外,物联网设备的电力消耗也是在实际应用中受到严格关注的问题。因此,不可能直接把现有的区块链技术原封不动地应用到物联网的应用当中。

首先需要改造的是区块链的共识验证机制。在物联网的应用环境下,每个传感器和微控制器节点不承担账簿记录的工作,也就是说物联网的智能设备不参与PoW的计算,而只进行数据得加密和传输,并且把数据传输作为交易向整个区块链网络广播。在区块链网络中专门部署验证节点进行PoW的计算,这些验证验证节点可以由多个不同的物联网服务提供商使用主流的PC服务器搭建,起到交易结算的目的。与传统的物联网中心服务器构架相比,这种在少量验证节点的计算资源投入将远小于原先的服务集群的成本。另外一方面,这些验证节点本身并不保存用户的数据,因此也不存在用户数据泄露和被利用的可能性。

物联网向区块链网络转型的发展速度可能会远远超过目前人们的普遍预期,当物联网真正实现万物互联互通的时候,区块链的价值将得到更大的发挥。

区块链的交易信息来自于各个节点,虽然存在共识机制,节点在发起交易时需要先对全网节点进行广播,取得过半节点对交易的认可,才可以记入区块链,但是仍然无法排除有意或无意造成的谬误交易的产生。一旦谬误交易产生,等于是有错误数据被记录在链,如果这些数据同时也是后续交易发生的触发条件,那么可想而知,差之毫厘、谬以千里。

四、区块链的解决方案

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五、物联网概念区块链具体应用分析

但是,区块链的短板是可以通过物联网加以补足,物联网是基于传感器、完全不依赖人力干预,因此如果将区块链的前端与物联网连接,就可以在一定程度上解决区块链上链数据的诚实问题。为什么说“在一定程度上解决”?因为虽然传感器不会说谎,但是传感器可能因为安装或技术问题,导致采集的数据存在偏差或瑕疵。所以,更准确地描述,应该是物联网所采用的、机器属性的传感器,如果能够正确采集数据,那么就可以完全解决区块链上链数据的诚实问题。

六、总结

其实,物联网可以帮助区块链解决数据上链时的真实性问题,区块链也同样可以帮助物联网实现去中心化。去中心化的优势就在于,不存在任何超然的节点,整个网络既不可能被劫持、也不可能被破坏,而物联网同样存在这样的需求,从安全角度看,物联网内不应存在任何可以控制其他设备的超级设备,因为这样的超级设备一旦被不怀好意者劫持就可能导致整个物联网的控制权拱手让人,甚至如果这样的超级设备一旦出现故障都可能导致整个物联网的瘫痪。因此,物联网内的设备之间通过区块链进行连接,可以实现去中心化,任何一个节点出现问题都不会影响整个物联网的正常运行。

                        一、序言

所以,区块链和物联网是相互需要的,彼此间取长补短,从而形成稳定坚固的系统,成为未来世界智慧化、数据化的基石。

2018年春节期间,区块链币圈连载了《我眼中的价值币》系列文章,认为利用区块链技术,最有可能改进现有行业的应用,主要是在游戏娱乐、支付、物联网、社交通讯、去中心化交易所、数据交换等行业。经过这些天我们TokenClub投研团队结合各类行业、项目的分析,我们认为之前的结论有些太乐观了,区块链技术在具体行业的应用,将是个缓慢而长期的过程。我们会调研各类行业资料,从现实中行业发展的角度来深度解析各类区块链概念板块,力图给大家呈现真实的区块链发展现状。

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这一期的内容是物联网,介绍物联网行业发展现状、规模,面临的各类问题,以及区块链技术如何在物联网行业里应用等,并做出理性客观的分析。

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      二、2018年物联网行业发展现状

2.1 物联网概念

百度百科对物联网的定义为:物联网是物物相连的互联网。包括两层含义:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。

我们可以认为物联网是互联网的应用拓展,它通过传感器、通信模块、智能芯片等使物体联网,实现物与物、物与人、人与人之间的数据交互和信息传递,在此基础上实现“万物互联、万物互通”的价值。

2.2 物联网完整产业链

对于一个产业来说,必然存在上下游(技术、研发、原材料、生产制造、销售、运输等)关系,各个不同的参与主体,共同构建整个产业的繁荣。而在物联网领域,其完整产业链可分为感知层、网络层、平台层和应用层等四个层级。

感知层是物联网的底层,其功能主要是通过传感器采集物体上的各类信息。

网络层的主要功能是通过各类通信协议,将感知层中采集的信息传输至平台层。在网络层中,较为知名的协议 有eMTC,NB-IoT、SigFox和LoRa等。

平台层则是以云计算为核心,将传感器在物体上采集到的数据进行汇总和处理。

应用层是物联网产业链的最顶层,是面向客户的各类应用,例如智能家居、共享出行、智能电网、车联网、智慧城市等实际使用场景。

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2.3 物联网市场发展规模

整个物联网产业的发展规模有多大,市场前景如何,先来看一组数据:

99696大富豪棋牌,据咨询公司Venture Scanner最新统计,截至2017年Q1,全球物联网行业相关公司已经突破1800家,覆盖软件开发、智能家居、智能汽车等20余个领域,融资金额达320 亿美元。

据Yole Department数据显示,MEMS和传感器市场规模将从2016年的380亿美元增长至2021年的660亿美元,复合年增长率(CAGR)达12% 。

贝恩咨询公司预测,到2020年,出售硬件、软件和综合解决方案的物联网服务供应商年收入可达4700亿美元,可用利润达600亿美元。同时贝恩预测云服务提供商、分析和基础设施软件供应商将对物联网交易产生重要影响。

前瞻研究院数据显示,截至2016年我国物联网市场规模约为9600亿元人民币,同时该机构也预测2018年我国物联网市场规模有望超过1万5千亿元。

据BI Intelligence数据显示,2018年全球物联网设备将超过90亿台,约占所有联网设备一半,另一半则是已普遍接入互联网的电脑、手机、电视、平板等设备。

据 IDC数据显示,2020年全球将超过250亿台设备联网, 同时在网用户将达44亿人。

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从以上数据可以看出,物联网产业的市场规模很大,设备接入量将近百亿台,蕴含的发展潜力巨大。

2.4 物联网应用场景

物联网作为一个大趋势,并不是独立存在的一种新行业,而是与不同领域的传统行业深度结合,由物联网给传统行业赋能,在此基础上形成的一种新生态模式。物联网在不同领域都有着广泛的应用场景,比如车联网、智能家居、智能照明、智慧城市、智能电网、智慧农业、地产楼宇、医疗等。

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数据来源:INCIBE《可信可管的物联网世界》

同时,物联网在工业生产领域,也有着重要的应用场景。同时,物联网在工业生产领域,也有着重要的应用场景。工业物联网将生产过程的每一个环节、设备变成数据终端,全方位采集底层基础数据,并进行更深层面的数据分析与挖掘, 从而提高效率、优化运营。

2.5 物联网产业链及各环节公司介绍

物联网完整产业链分为感知层、网络层、平台层和应用层等四个层级。在四个层级,参与的公司和业务各不相同。

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