区块链与物联网的融合

物联网技术的发展实现了物与物的链接,是互联网技术改变人与人信息交流方式后的又一大进步。计算机技术让全球各地的人们借助互联网设备实现快捷髙效的交流,链接的是分散在各地的人。而物联网链接的是冰箱、电视、汽车、制造工具、办公家具等智能设备,实现的是物与物之间的信息交互和控制,虽然不依赖于人,却进一步扩展了人对物理空间的控制能力。借助物联网,工人可以实现对制造设备的远程操作,完成个性化定制;家庭中的家居用品可以随着天气的变化自动调整温度和湿度,人们也可远距离控制家里的电器,营造温馨舒适的生活环境。

虽然物联网发展的时间并不长,但是得益于智能设备、信息技术和传感技术的发展,该领域已呈燎原之势。公幵数据显示,包括小型传感器及大型家电等物联网设备已达百亿数量级,预计2020年将达250亿台左右。在这些设备联网后带来变革的同时,也将给现有的互联网体系带来巨大挑战。

这些挑战体现在以下几个方面:

1)海量数据的存储:物联网产生的数据囊括了衣、食、住、行等日常生活的方方面面,同时也涉及政府管理、生产制造、医疗卫生等领域。按照现在的存储方式,海量数据将被集中起来,统一存储。这需要大量的基础设施投入,维护成本也非常大。

2)数据的安全性:数据汇总至单一的中心控制系统后,带来的另一个隐患是数据安全问题,一旦中心节点被攻击所带来的损失是难以估量的。

3)多主体协调的问题:由于物联网涉及很多领域,不同运营商、自组织网络都加入其中,这将造成多中心、多主体同时存在,如果处理不好彼此之间的互信问題,将使物联网系统难以协调工作,所谓的智能物联网时代所带来的益处也将大打折扣。

区块链的出现为物联网提供了点对点直接互联的数据传输方式,也给物联网的发展带来了更多的可能。

1.基于区块链的微支付横式

在谈论这个话题时,我们先看看基于区块链与物联网技术的几个应用场景。未来智能设备能够通过智能物联网代替人处理一些曰常工作,如汽车可以自动订购汽油、预约检修服务或清洗服务;冰箱可以根据储备食物的情况,自动向超市售货机下订单,无人快递车根据订单信息将订购商品运输至订货地,订货地无人收货机在收到货物后自动向超市的账务付款,交易双方的交易信息得到确认并被系统认可,最后确定这个交易成功。在这个完整的循环中,物与物之间完成了订购、销售、支付等全流程商业活动。而在这个全流程商业活动中,我们看到这个系统所具备的几个必要条件:

1)精准的数据信息。

2)安全稳定的传输体系。

3)机器之间点对点的电子支付体系。

这三个必要条件可以说是物联网、大数据、人工智能等技术髙度统一与协调的结果。首先从区块链与物联网结合的角度分析机器与机器之间的电子支付体系。目前,构建在高速公路上的ETC电子收费系统可以看成是基于机器之间的电子支付体系,不过这个体系不是一种点对点的支付模式,而需要依靠银行等第三方机构。这种支付体系虽然在一定程度上能提升支付的效率,但是在清算等环节却需要等待较长时间,而构建在区块链上的支付体系不依赖第三方,让支付与清算同时进行。随着智能设备的普及,越来越多的微支付场景将会实现,甚至出现多机连续交互的情况,基于第三方的结算体系就会越来越显示出疲态。而基于区块链的点对点支付以及智能合约等技术的应用,将使机器与机器的交互更为便利,更易于实现。

2.离效且智能的网络运行机制

基于区块链的多中心和共识机制特性,物联网上跨系统的数据传输将“下沉”到区块链层,这将大大降低应用系统的复杂性。物联网也将由IoT(Internet of Things)时代演进到CoT(Chain of Things)时代,构建全新的链上世界。

下面通过智能电网的例子来认识这个智能高效的网络链。基于区块链的智能电桩在投入使用时,每一根都会被给予一个身份。用于身份认证的区块链是智能电网的核心,我们为每根电杆设定独特的线路,然后把这个线路身份存储在区块链中,形成一个类似于比特币网络的账本,关于电粧的信息就可以以类似比特币网络的形式传输。当其中一根电桩发生故障时,系统就会生成事故拫告,将其传递给电网养护站。站点根据智能电桩所提供的故障报告可以快速判断出现问题的原因,准确锁定它所在的位置并快速进行修复。同时,电桩也会将电力传输任务暂时分配给附近同一电网的电线杆,以免造成区域性停电。此外,现有中心化式电力系统普遍存在安全隐患和电能浪费,尤其一些偏远地区停电更是家常便饭,而利用区块链技术叠加智能合约搭建新的电网,既可保证电力安全,又可充分利用现有网状网络闲置的容量。我们把电线杆想象成智能电网的数字化节点,这些节点将组成全新的点对点电力生产和分配模式。智能电网将更加高效、快捷、安全、低廉。

智能电网的例子很好地诠释了区块链为物联网带来的改变。当成千上万的智能设备接入网络后,区块链可以大大降低集中存储、使用、运算的成本。同时,智能设备上传的信息也将更加准确,并可快速传递到网络中。基于共识的长效治理机制将构建互信的环境,让整个网络更加高效。

3.万物账本驱动的万物互联

在唐塔普斯科特和亚力克斯•塔普斯科特的《区块链革命》一书中提到这样一个理念:基于区块链底层的万物账本为万物互联和协作带来了可能。这个理念也指出了区块链与物联网技术结合将创造的新商业模式。

设备智能化的结果是让每一个设备都有了可以自我管理和自我修复的可能,每个设备都有了“生命力”,这为“去中心化”的网络互联奠定了基础。这些智能设备联网后,在保证数据准确安全的基础上,如果能有一套互信机制并辅之以智能合约技术,那么万物互联与协作的社会将不再遥远。如果我们把基于区块链的智能设备网络“数化”入网,将会形成一个“万物账本”,这是一个分布式的总账系统,具备区块链的一切特性,如安全可靠、不可干预、防止篡改、可编程等。在这个账本里记录着所有数据的交换记录,这些记录在运行中不断进行积累,并由该特定网络中的协作节点进行维护。系统将账本中相关的核心信息与智能设备关联在一起进行识别,并对其进行编程,使它能在预先定义的规则下执行动作,在此基础上构建的万物互联机制将可信而稳定。

区块链与物联网的结合虽然目前只呈现一点点火花,但是谁也不能轻视它将要开启的一个新时代。正因为如此,全球物联网巨头纷纷在“区块链+物联网”领域布局。根据Forrester Wave发布的物联网软件平台2016年第4季度的报告显示,除了美国参数技术公司(PTC)没有实质披露区块链相关项目以外,IBM、微软、亚马逊和SAP公司都在各自的云平台上提供区块链服务,为未来海量的物联网设备接入提供弹性资源池做了超前布局。

总而言之,具备分布式特性的物联网与区块链之间具备天然的关联,两者结合所产生的“化学反应”将让人类社会加快智能化步伐,人与人、物与物、人与物之间的交流与互动将更加高效便捷,同时商业活动也将发生全新的变革,一个全新的时代正等待我们开启。

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