區(qū)塊鏈技術在物聯(lián)網領域的應用

文/王冬蘭

未來世界科技發(fā)展的主要推動力就是物聯(lián)網，作為又一個萬億市場，物聯(lián)網是在通信網絡后崛起的。當前階段，物聯(lián)網正以蓬勃的態(tài)勢向前發(fā)展，尤其是5G技術的廣泛應用，通過物聯(lián)網可實現(xiàn)對所有事和物的充分連接。經過我國物聯(lián)網的大范圍應用，在加上區(qū)塊鏈接技術的開發(fā)及發(fā)展，最后取代了以往物聯(lián)網應用中存在的一系列問題與不足。隨著基于區(qū)塊鏈的分布式數(shù)據庫系統(tǒng)技術的發(fā)展，這一問題也得到了很好的解決，使得物聯(lián)網的發(fā)展進入了一個新的階段。

1 物聯(lián)網的概念

傳媒領域是物聯(lián)網的起源，同時也是信息科技產業(yè)的第三次革命。物聯(lián)網（The Internet of things）是以傳統(tǒng)電信網絡、互聯(lián)網、廣播電視網絡等為基礎的信息載體的網絡，讓所有可以獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互連和互操作性。

2 區(qū)塊鏈技術

2.1 區(qū)塊鏈的定義

通常，區(qū)塊鏈接技術屬于點對點分布式的一項數(shù)據庫系統(tǒng)，它經過共識的相應算法來確保每個節(jié)點的數(shù)據相同，為了最大限度保證數(shù)據的安全性、隱私性，將加密算法引入其中。另外，通過添加一個時間戳和一個連接在開始和結束的鏈狀數(shù)據結構，創(chuàng)建了一個可驗證、開放、透明、可追溯、不可篡改的技術系統(tǒng)。

2.2 區(qū)塊鏈架構

將比特幣、以太坊的區(qū)塊鏈架構作為案例。區(qū)塊鏈系統(tǒng)涵蓋的要素有：可靠完整的分布式網絡、重要的共識機制、狹義的分布式賬本、網絡上的分布式應用底層的交易數(shù)據等。將底層的數(shù)據像區(qū)塊這樣的形式進行組合而形成數(shù)據結構，根據時間的順序將這些區(qū)塊鏈接形成相應的區(qū)塊鏈，并確保全分布式網絡的所有節(jié)點上都存在一個分布式賬簿即區(qū)塊鏈。在網絡通信中引入P2P協(xié)議，通過共識機制的應用使其保持一致性，并以此作為基礎，最終能夠生成較為高級的應用程序。此體系結構中，分布式網絡的共識機制、非篡改的區(qū)塊鏈數(shù)據結構、更靈活的智能合約、工作量證明機制是代表性突出的創(chuàng)新。

2.3 區(qū)塊鏈的突出特點

參考區(qū)塊鏈的定義框架，其突出特點就是去中心化、可信任。去中心化就是整體的區(qū)塊鏈網絡沒有中心化的管理機構及硬件，義務、權利不管是在哪個節(jié)點中均是平等的，不管哪個節(jié)點發(fā)生了損壞都不會對整體網絡的運行狀態(tài)造成影響，在區(qū)塊鏈網絡中，其節(jié)點能夠隨意加入或退出?？尚湃尉褪撬幸跃W絡作為中心的節(jié)點在實施數(shù)據交換時，即便是不可見的，然而卻依舊是被信任的，由于整個網絡運作和數(shù)據均為透明和公開的，使得任何一個節(jié)點都不能欺騙其他的節(jié)點。

3 物聯(lián)網領域中區(qū)塊鏈的融合應用

3.1 有效節(jié)省物聯(lián)網的運營投資

當前階段，隨著物聯(lián)網技術的廣泛應用，越來越多的物聯(lián)網設備在進行管理及養(yǎng)護中所產生的費用，均會為運營商、制造商和用戶造成很大的壓力。物聯(lián)網現(xiàn)階段的應用均是中心化結構體系，就是在中央控制系統(tǒng)中集中所有的數(shù)據流。目前，隨著云計算技術被廣泛的應用及普及，物聯(lián)網的運營商能夠利用云服務器的集群對物聯(lián)網智能設備生成的數(shù)據提供存儲和交換服務?，F(xiàn)階段，因為連接設備的數(shù)量在大幅度增加，導致中心化服務的存儲、計算及寬帶成本大幅度上升，現(xiàn)已增加到難以承受的程度。通過引入區(qū)塊鏈的技術，物聯(lián)網達到了點與點的直接互聯(lián)及數(shù)據傳輸?shù)母眯Ч榱烁玫膶崿F(xiàn)數(shù)據同步和管理控制，物聯(lián)網的整體解決方案需要引入大型數(shù)據中心。區(qū)塊鏈網絡可實現(xiàn)對軟件更新、數(shù)據采集、指令發(fā)送等操作的傳輸工作。區(qū)塊鏈技術主要通過以下三個方面來解決物聯(lián)網的體系結構問題。

（1）方便可靠的費用支付、結算。

（2）點對點分布式數(shù)據傳輸及存儲的體系結構。

（3）分布式條件下，對數(shù)據進行加密保護、驗證機制。

3.2 采取相應措施對物聯(lián)網的隱私加強保護

現(xiàn)階段，因為物聯(lián)網行業(yè)前所未有的發(fā)展，人們將關注的焦點逐漸轉向了隱私保護、數(shù)據安全上。當出現(xiàn)了斯諾登事件后，全社會各個行業(yè)均都在懷疑政府、大型企業(yè)所控制的網絡服務隱私。特別是在物聯(lián)網發(fā)展領域中，中央服務器負責傳輸和存儲現(xiàn)有集中服務體系結構中的所生成的所有監(jiān)控數(shù)據信息和控制信號。這些中央服務器收集了所有有關的麥克風記錄的通話記錄、攝像頭的視頻信號，甚至在中央服務器中也匯集了用戶的血壓、跑步節(jié)奏、心跳等信息。中央服務器所發(fā)送出的信號還能夠對室內開啟燈光、開啟空調及開啟門窗等進行控制，對用戶的日常生活有著直接影響。物聯(lián)網運營商雖然一直在說他們對用戶的隱私。數(shù)據安全可以進行有效的保護，但，那些安全漏洞、隱私泄露情況的出現(xiàn)，阻止了用戶信任服務提供商來履行他們的承諾。

具體而言，通過未授權的方式，政府安全部門可以以對在中央服務器中存儲的數(shù)據內容進行嚴格的審查。然而，因為運營商過于重視競技利益，很大程度上會發(fā)生將用戶的隱私信息售賣給其他的公司，進而便于這些公司對隱私數(shù)據進行分析。并針對用戶的喜好進行個性化的推薦，此種行為使得物聯(lián)網設備用戶的基本權益受到嚴重的侵犯，從而最終導致很多用戶對網絡智能設備的接入進行拒絕。

4 結束語

總而言之，當前階段由于科技的飛速發(fā)展，近年來，物聯(lián)網技術開發(fā)和應用在國際上獲得了顯著成就。近階段，世界上使用的傳感器和智能控制器已達數(shù)十億個，據估計，它們將在未來幾年內成倍增加。物聯(lián)網中終端設備數(shù)量的幾何擴展導致集中部署的不足日漸顯著。區(qū)塊鏈的誕生為解決這一問題提供了可能。舊有的物聯(lián)網中心架構已經被去中心化架構取代，既能充分降低中心計算的壓力，又能為物聯(lián)網的組織結構帶來更多的可能性，使其創(chuàng)新發(fā)展的空間更加廣泛。