區(qū)塊鏈+物聯網融合過程任重道遠

本刊記者|蔣雅麗

如今，隨著物聯網的不斷發(fā)展，設備安全、個人隱私、架構僵化、通信兼容和多主體協同五大行業(yè)痛點逐漸顯露。不過，這些麻煩在物聯網“牽手”區(qū)塊鏈技術后，似乎是如湯沃雪。

如今，隨著物聯網的不斷發(fā)展，設備安全、個人隱私、架構僵化、通信兼容和多主體協同五大行業(yè)痛點逐漸顯露。不過，這些麻煩在物聯網“牽手”區(qū)塊鏈技術后，似乎是如湯沃雪。

憑借著主體對等、公開透明、安全通信、難以篡改和多方共識等特性，未來，區(qū)塊鏈對物聯網產生的影響將會越來越大，不僅會降低物聯網高額運維成本，其分布式架構和主體對等的特點有助于打破物聯網現存的多個信息孤島桎梏，促進信息的橫向流動和多方協作。

兩者天然互補

何為區(qū)塊鏈？可以說，區(qū)塊鏈是和比特幣一起出現的一種計算機技術或是一組解決方案，但這組解決方案截至目前都未被明確定義。同時，它也是一種數據記錄和傳播方案，可以在大規(guī)模的分布式計算機網絡里實現數據記錄的實時性、一致性、合法性和可信性。

最終，區(qū)塊鏈會形成一個計算機軟件的軟件協議站。當用戶下載軟件后，將其在電腦里運行，會自動構成一個節(jié)點，當所有節(jié)點通過軟件聯網運行后，就會形成最終形態(tài)的區(qū)塊鏈網絡。而這樣的去中心化結構特性以及智能合約的技術升級，便使得區(qū)塊鏈與物聯網天然互補。

從比特幣到以太網，區(qū)塊鏈已升級至2.0。如今，區(qū)塊鏈3.0也將誕生，并被期望應用在未來生活的方方面面。同時，經過了多年發(fā)展的物聯網，也從“Internet of thing”演變?yōu)椤癐nternet of Everything”，產品和現實生活中所有的一切，都可被聯網、被數字化，成為數字世界的一部分。因此，區(qū)塊鏈和物聯網的應用目標一致且互補。

據業(yè)內專家介紹，從2016年，IBM推出Bluemix云平臺上的區(qū)塊鏈服務后，各大物聯網巨頭都開始布局區(qū)塊鏈。Forrester Wave物聯網軟件平臺（2016年第4季度）的報告顯示，IBM、PTC、G E和微軟已成為占據物聯網平臺市場的主導企業(yè)。SAP、AWS、Cisco、LogMeln、Exosite、Ayla Networks和Zebra Technologies名列前11名。對于排名靠前的物聯網平臺龍頭企業(yè)，除了美國參數技術公司（PTC）沒有實質披露區(qū)塊鏈相關項目以外，IBM、微軟、亞馬遜和SAP都在各自的云平臺上提供區(qū)塊鏈服務，為未來海量的物聯網設備接入提供彈性資源池，做了超前布局。

物聯網支撐區(qū)塊鏈應用

區(qū)塊鏈是計算機的高層技術，物聯網是計算機的底層技術，從這個角度來說，物聯網+區(qū)塊鏈要真正實現互聯目標，以及區(qū)塊鏈3.0的可編程社會，實現物聯網的Internet of Everything，一定需要雙方不斷融合。

行業(yè)專家深圳大學區(qū)塊鏈技術研究中心副主任張勝利認為，區(qū)塊鏈和物聯網的融合主要可分成兩類，第一類是區(qū)塊鏈+互聯網，以區(qū)塊鏈為主，利用物聯網形成新的系統(tǒng)；第二類是物聯網+區(qū)塊鏈，通過區(qū)塊鏈技術給物聯網賦能。

目前，物聯網已經進入5G時代。5G和4G的最大差別在于，5G擁有三大場景，以前1G至4G都是為了手機通信、手機聯網設計，而5G來臨，產生了三大全新應用場景，分別為eMTC、uRLLC、mMTC。據業(yè)內人士透露，5G是專門為了物聯網的發(fā)展，才拿出來三分之一的資源做物聯網連接。有了5G加持，加上傳感器的發(fā)展，物聯網將逐漸數字化，所有的物理設備都有傳感器相連，數字信息可很快傳到網絡。

這對于區(qū)塊鏈來說非常重要。區(qū)塊鏈3.0要想用區(qū)塊鏈來改造世界，做編程世界，最主要的問題就是必須要從鏈下過渡到鏈上。區(qū)塊鏈是進行數字化信息處理的計算機技術，只可保證計算機網絡里的數字可信、可記錄。但世界是“物理”的，如何從物理世界轉化成數字世界，必須由物聯網來解決，目前大多數區(qū)塊鏈項目依托于物聯網，試圖數據化世界。

區(qū)塊鏈的應用，也需要物聯網的支持。一是在供應鏈金融領域，其擁有兩條鏈路。第一條鏈路是物理產品生產制造、供應和倉配、分銷和批發(fā)，以及物流、銷售到消費，為實物流轉的過程。在消費背后，還有另一條資金鏈路，包括信貸、票據、承兌、權證以及零售的結算和交易，即資金過程。在沒有區(qū)塊鏈時，資金過程主要靠企業(yè)ERP系統(tǒng)、銀行資金抵押承兌，大部分為手工、面對面操作，成本高且時間周期長。

這種情況下，如果用區(qū)塊鏈技術改造供應鏈金融，會存在兩個問題。一是產品生產制造、物流、倉配、分銷和零售等所有流轉過程都必須依靠物聯網才能進行數字化和上鏈處理，依靠傳感器設備以及物聯網絡，實時、快速地把數據放到區(qū)塊鏈上，保證可信數據透明化，包括銀行等相關需求方都可以實時獲取數據。據民生物流公司透露，隨著生產制造自動化，其過程一定會對區(qū)塊鏈的改造提供重要幫助。

二是農產品的溯源保真方面。當前，包括京東等各大物流企業(yè)都在溯源保真方面應用區(qū)塊鏈技術。溯源保真是指農產品從生產地由種子種植長大到加工，一直到轉運、銷售，每一個環(huán)節(jié)的信息都記錄在區(qū)塊鏈上，以保證過程可信度，從而讓消費者最終買到的產品能夠提供商家所聲稱的服務和質量。據京東介紹，在溯源保真過程中，物聯網的支持非常重要。因為整個生產過程都為物理過程，必須靠傳感器、靠物聯網數字化，將其放到區(qū)塊鏈上，才能讓最終的消費者可以實時察看、回溯并相信這些數據。而在這個過程中，用到的全部是物聯網。

區(qū)塊鏈技術服務物聯網

經過多年發(fā)展，物聯網并沒有獲得想象中的成績，特別是在最具優(yōu)勢的大數據方面也存“硬傷”。物聯網設備廠商地域、領域一般呈分塊狀，而這些數據涉及隱私、數據質量問題，以及大多數物聯網數據與價值綁在一起，怎樣傳遞價值？如何讓不同分塊的數據流轉起來？區(qū)塊鏈的賦能，也許能幫到物聯網。

比如在能源領域，能源數量、能源提供者、能源消耗者以及能源的傳輸都可用物聯網記錄。不過，能源結算屬于銀行方面管理，銀行的加入最終導致整個結算流程成本高、速度慢，而區(qū)塊鏈信息流和區(qū)塊鏈本身所能承接的價值轉移功能可以實時實現能量轉移、能量結算，轉移能量可直接、實時用比特幣結算，如此，任何價格波動所造成的影響都會被降低。由于結算成本低，區(qū)塊鏈的賦能也對物聯網有較大推動作用。物聯網的大量數據，只有通過交易才能變現，把傳統(tǒng)用數據交易中心進行數據交易的方式替換成區(qū)塊鏈，演變成分布式、點對點網絡交易，能源結算速度就會得到較大提升。

在數據眾籌方面，區(qū)塊鏈的應用也將為其帶來升級。當用戶需要數據，要從提供數據的設備商獲取時，需給予設備商一些獎勵。這種情況下，用戶對數據可靠性、數據來源可靠性、獎勵發(fā)放渠道及通知渠道可靠性都會產生顧慮，而以往簽合同的方式，雖保證了安全性，但成本奇高，并不是最優(yōu)方案。

區(qū)塊鏈的智能合約即可解決這個問題。張勝利表示，因智能合約可靠性高，數據員可在智能合約中加入注冊會員功能，并先收取一些手續(xù)費或是押金，智能合約則自動檢查其合約合法性、數據質量。在檢測完成后，系統(tǒng)會對合法、質量較高的數據多分配一些獎勵返還，甚至可安排交付押金較多的賬號也有更多的獎勵返還，而對于虛假數據，將不給予獎勵，甚至可以扣除押金。

融合過程任重且道遠

不過，區(qū)塊鏈+物聯網的融合過程，仍是挑戰(zhàn)重重。在資源消耗方面，IoT設備普遍存在計算能力低、聯網能力弱、電池續(xù)航短等問題。比特幣的工作量證明機制（PoW）對資源消耗太大，顯然不然適用于部署在物聯網節(jié)點中，可能部署在物聯網網關等服務器里。其次，以太坊等區(qū)塊鏈2.0技術也是PoW+PoS，正逐步切換到PoS。分布式架構需要共識機制來確保數據的最終一致性，然而，相對中心化架構來說，對資源的消耗是不容忽視的。

在數據膨脹方面，區(qū)塊鏈是一個只能附加、不能刪除的一種數據存儲技術。隨著區(qū)塊鏈的不斷增長，IoT設備是否有足夠存儲空間？例如，比特幣運行至今，需要100G物理存儲空間。

在性能瓶頸方面，傳統(tǒng)比特幣的交易是7筆/秒，再加上共識確認，需要約1個小時才寫入區(qū)塊鏈，這種時延引起的反饋時延、報警時延，在時延敏感的工業(yè)互聯網上不可行。

在分區(qū)容忍方面，工業(yè)物聯網強調節(jié)點“一直在線”，但是，普通的物聯網節(jié)點失效、頻繁加入退出網絡是司空見慣的事情，容易產生消耗大量網絡帶寬的網絡震蕩，甚至出現“網絡割裂”的現象。

可見，區(qū)塊鏈和物聯網雖具有天然互補性，但離銜華佩實還有很長的路要走，其融合可產生的“火花”到底能有多大？值得期待。