區(qū)塊鏈概念剖析及其在物聯(lián)網(wǎng)中的部分應(yīng)用

（中山大學(xué)，廣東廣州510275）

中本聰提出一種點(diǎn)到點(diǎn)的現(xiàn)金系統(tǒng)[1]，并在2009年公開(kāi)了源代碼。通過(guò)社區(qū)的推進(jìn)，人們開(kāi)始嘗試使用比特幣進(jìn)行支付，第一個(gè)例子就是使用一萬(wàn)個(gè)比特幣購(gòu)買(mǎi)一個(gè)披薩。比特幣源于社區(qū)，并自帶粉絲，社區(qū)內(nèi)成員自我鑄幣、自我消費(fèi)。繼比特幣之后，出現(xiàn)了如萊特幣[2]、點(diǎn)點(diǎn)幣[3]、名字幣[4]等以各種名目發(fā)行的密碼貨幣，因其總量固定，所以粉絲越多其匯率越高。

GAVIN W[5]在2014年對(duì)比特幣做了2個(gè)改進(jìn)：第1個(gè)是提供以太坊虛擬機(jī)（EVM），用于執(zhí)行任意用戶(hù)自定義的代碼，實(shí)現(xiàn)智能合約；第2個(gè)就是把比特幣中存放在未花費(fèi)輸出交易（UTXO）中的貨幣和狀態(tài)、代碼存放在一個(gè)賬戶(hù)下面，即所謂的賬戶(hù)模型。以太坊的出現(xiàn)，極大地簡(jiǎn)化了人們發(fā)行新幣的過(guò)程，于是區(qū)塊鏈領(lǐng)域上演了一場(chǎng)初始代幣發(fā)行（ICO）的大劇，各類(lèi)項(xiàng)目良莠不齊。

IBM開(kāi)發(fā)的Fabric[6]看到了另外一個(gè)生存空間，那就是避開(kāi)以太坊，構(gòu)造聯(lián)盟鏈，在企業(yè)中運(yùn)行。得益于IBM的代碼質(zhì)量和一貫良好的形象，F(xiàn)abric很快在聯(lián)盟鏈中占據(jù)了主導(dǎo)地位。Fabric的特點(diǎn)是不用密碼貨幣，轉(zhuǎn)而用節(jié)點(diǎn)背書(shū)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的身份可以識(shí)別，不誠(chéng)實(shí)的節(jié)點(diǎn)需要付出代價(jià)。目前在大部分所謂落地的應(yīng)用中，例如：銀行、供應(yīng)鏈、積分、稅務(wù)等場(chǎng)景，無(wú)一例外地采用了聯(lián)盟鏈的模式。

區(qū)塊鏈?zhǔn)莾?nèi)生在比特幣中，用于記錄比特幣交易，所以有時(shí)稱(chēng)之為賬本。ARUIND N等人[7]從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上看，認(rèn)為區(qū)塊鏈就是一個(gè)用哈希指針取代了內(nèi)存指針的一個(gè)鏈表。PASS R等人[8]從協(xié)議上看，認(rèn)為區(qū)塊鏈就是一個(gè)協(xié)議，協(xié)議參與者各自本地維護(hù)的一個(gè)數(shù)據(jù)列表稱(chēng)為鏈，參與者把收到的消息包含在自己的和其他所有參與者的鏈中。這些定義各有其優(yōu)缺點(diǎn)，例如：ARUIND N的定義沒(méi)有考慮共識(shí)，PASS R等人的定義專(zhuān)門(mén)用于比特幣。

本質(zhì)上，區(qū)塊鏈由一組基于點(diǎn)到點(diǎn)（P2P）網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)形成，各節(jié)點(diǎn)通過(guò)執(zhí)行共識(shí)算法，維護(hù)其各自數(shù)據(jù)的一致性。去中心化、不可篡改和激勵(lì)機(jī)制通過(guò)該定義可以體現(xiàn)。其中，P2P網(wǎng)絡(luò)和共識(shí)算法是去中心化的具體體現(xiàn)，也是不可篡改的前提和必要條件，激勵(lì)機(jī)制則是各節(jié)點(diǎn)維護(hù)其數(shù)據(jù)一致性的動(dòng)力所在?？勺粉櫋⒛涿?、可編程這些特點(diǎn)則是對(duì)區(qū)塊鏈的一致數(shù)據(jù)賦予語(yǔ)義之后得到的功能特性。我們下面對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行分析，指出其典型特點(diǎn)和功能特性的技術(shù)支撐，然后再探討區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）場(chǎng)景的幾個(gè)應(yīng)用。

1 區(qū)塊鏈典型特點(diǎn)

區(qū)塊鏈技術(shù)的典型特點(diǎn)包括去中心化、不可篡改和激勵(lì)機(jī)制。

1.1 去中心化

去中心化屬于區(qū)塊鏈技術(shù)的基本屬性，是區(qū)塊鏈技術(shù)和其他技術(shù)得以區(qū)分的基本特點(diǎn)。去中心化既有物理基礎(chǔ)又有組織形式，具體如下：

（1）物理基礎(chǔ)

比特幣、眾多山寨幣和一些無(wú)幣區(qū)塊鏈項(xiàng)目大都會(huì)堅(jiān)持使用P2P網(wǎng)絡(luò)，這其實(shí)是去中心化的物理基礎(chǔ)。我們知道純粹的P2P網(wǎng)絡(luò)是沒(méi)有服務(wù)器角色的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)既是服務(wù)器又是客戶(hù)端，彼此地位均等。這種地位均等與設(shè)備的計(jì)算能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬等無(wú)關(guān)。

（2）組織形式

在P2P網(wǎng)絡(luò)之上，基于比特幣的工作量證明（PoW）算法，比特幣中每個(gè)節(jié)點(diǎn)潛在地具有記賬的權(quán)力，這是一種表面的去中心化，因?yàn)檫@種權(quán)力與節(jié)點(diǎn)的算力等資源密切相關(guān)。事實(shí)上，比特幣網(wǎng)絡(luò)中記賬的權(quán)力集中在幾個(gè)大礦池手中，是一種聯(lián)盟記賬的模式。成為這個(gè)特定聯(lián)盟的節(jié)點(diǎn)并不需要其他節(jié)點(diǎn)的允許，而是單純地依靠算力比拼，可以稱(chēng)之為無(wú)組織算力聯(lián)盟。我們使用無(wú)組織這個(gè)詞匯，是因?yàn)樵谶@個(gè)聯(lián)盟中，各個(gè)成員節(jié)點(diǎn)是純粹的競(jìng)爭(zhēng)性關(guān)系，不存在哪一個(gè)礦池服從其他礦池的情況，這與一般的由某個(gè)企業(yè)或者單位主導(dǎo)形成的聯(lián)盟有所不同；在基于其他共識(shí)算法的區(qū)塊鏈中，具有記賬權(quán)力的節(jié)點(diǎn)首先是獨(dú)立的，然后節(jié)點(diǎn)之間依靠某種規(guī)則確定記賬節(jié)點(diǎn)的集合，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的記賬聯(lián)盟，與比特幣的最終形態(tài)是類(lèi)似的，不同之處在于不依賴(lài)PoW的記賬聯(lián)盟往往則需要某種集體許可的機(jī)制，這是一種有組織的聯(lián)盟。

1.2 不可篡改

數(shù)據(jù)不可篡改是區(qū)塊鏈中數(shù)據(jù)的基本屬性，我們分基于PoW、基于數(shù)字簽名和基于數(shù)據(jù)冗余3部分來(lái)闡述。

（1）基于PoW的不可篡改

對(duì)于采用PoW的區(qū)塊鏈技術(shù)，每一個(gè)區(qū)塊的生成背后都有算力的競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而有區(qū)塊難度的概念。區(qū)塊難度基本表明了一個(gè)區(qū)塊生成時(shí)生成該區(qū)塊的節(jié)點(diǎn)所需要付出的計(jì)算代價(jià)。因此，給定一個(gè)比特幣區(qū)塊鏈，任何設(shè)備想要重新生成一條具有同等難度的區(qū)塊鏈都必須付出同等的累積計(jì)算力量。鑒于比特幣區(qū)塊鏈消耗的巨大計(jì)算資源，在計(jì)算能力沒(méi)有本質(zhì)突破的前提下，任何設(shè)備都難以承受重新生成一條區(qū)塊鏈的代價(jià)。因此，比特幣區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)擁有者們只能刪除自己存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，而無(wú)法對(duì)其進(jìn)行任何修改；而單個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)的刪除，并不會(huì)改變其他節(jié)點(diǎn)擁有的數(shù)據(jù)副本，因而比特幣網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)具有非常強(qiáng)的不可篡改性。

（2）基于數(shù)字簽名的不可篡改

權(quán)益證明（PoS）是根據(jù)節(jié)點(diǎn)權(quán)益決定區(qū)塊的生成節(jié)點(diǎn)的一種共識(shí)算法。當(dāng)PoS共識(shí)指定某個(gè)節(jié)點(diǎn)充當(dāng)區(qū)塊的生成節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)通過(guò)數(shù)字簽名表明該區(qū)塊是其生成的。因此基于PoS的區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N由數(shù)字簽名保護(hù)的區(qū)塊鏈。給定任意一個(gè)PoS區(qū)塊鏈，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以刪除數(shù)據(jù)，也可以自己生成很多的公私鑰對(duì)，進(jìn)而形成一個(gè)具有不同數(shù)字簽名的偽區(qū)塊鏈。與基于計(jì)算難度的區(qū)塊鏈不同，這個(gè)偽區(qū)塊鏈只能通過(guò)驗(yàn)證數(shù)字簽名來(lái)區(qū)分，進(jìn)而需要PoS區(qū)塊鏈明確哪些公鑰是屬于這個(gè)區(qū)塊鏈的，哪些是合法的。只有這些明確了，才能明確哪一個(gè)PoS區(qū)塊鏈?zhǔn)钦娴?，哪一個(gè)是假的。在一個(gè)PoS區(qū)塊鏈有明確的參與節(jié)點(diǎn)邊界之后，單個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)刪除并不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)副本，因而數(shù)據(jù)具有不可篡改性。如果這個(gè)節(jié)點(diǎn)邊界的范圍非常小，并且所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都被刪除了，數(shù)據(jù)就真的從這個(gè)區(qū)塊鏈刪除了，這就是明確的邊界帶來(lái)的代價(jià)。

（3）基于數(shù)據(jù)冗余的不可篡改

采用拜占庭容錯(cuò)類(lèi)算法的區(qū)塊鏈或直接采用修改的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性的區(qū)塊鏈，如果不采用數(shù)字簽名，其數(shù)據(jù)的不可篡改性只能來(lái)自數(shù)據(jù)冗余。任意節(jié)點(diǎn)可以修改自己的本地?cái)?shù)據(jù)，但是節(jié)點(diǎn)是獨(dú)立的。一個(gè)節(jié)點(diǎn)刪除或修改自己的數(shù)據(jù)并不影響其他節(jié)點(diǎn)，因而當(dāng)查詢(xún)一份數(shù)據(jù)時(shí)，多數(shù)節(jié)點(diǎn)給出的結(jié)果就是該數(shù)據(jù)的真實(shí)情況。此時(shí)數(shù)據(jù)的不可篡改依賴(lài)維護(hù)一個(gè)區(qū)塊鏈的誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。我們?cè)俅螐?qiáng)調(diào)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的重要性：對(duì)于一些直接采用了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的區(qū)塊鏈項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)測(cè)試，維護(hù)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的節(jié)點(diǎn)并不是獨(dú)立的，因而任意有權(quán)限的節(jié)點(diǎn)刪除數(shù)據(jù)會(huì)使得其他節(jié)點(diǎn)“同步”地刪除數(shù)據(jù)，這樣的區(qū)塊鏈項(xiàng)目是沒(méi)有不可篡改性的。類(lèi)似地，由單個(gè)企業(yè)或者單位維護(hù)的區(qū)塊鏈項(xiàng)目，其不可篡改性是需要質(zhì)疑的。

1.3 激勵(lì)機(jī)制

激勵(lì)機(jī)制在區(qū)塊鏈中有重要的作用，它使得人們對(duì)聯(lián)盟節(jié)點(diǎn)的行為可以預(yù)期，進(jìn)而產(chǎn)生信任。以無(wú)組織算力聯(lián)盟為例，聯(lián)盟成員一般不會(huì)特意地阻斷某一個(gè)交易，聯(lián)盟成員會(huì)努力計(jì)算，期望自己獲得區(qū)塊的獎(jiǎng)勵(lì)。這種可預(yù)期的行為是信任產(chǎn)生的基礎(chǔ)。所以區(qū)塊鏈的可信與區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)行為的可預(yù)期相關(guān)，而行為的可預(yù)期則與激勵(lì)機(jī)制相關(guān)。比特幣長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們：激勵(lì)良好且相互制衡的聯(lián)盟成員行為可以預(yù)期、可以信任。在有組織的聯(lián)盟中，激勵(lì)機(jī)制同樣是不可或缺的，在其治理下，可以使用獎(jiǎng)懲的方法，并且形式也可以多樣化，可以不使用貨幣，形成所謂的無(wú)幣區(qū)塊鏈項(xiàng)目。

在有幣的區(qū)塊鏈項(xiàng)目中，激勵(lì)機(jī)制是否有效取決于項(xiàng)目的代幣是否可支付，例如：比特幣的可支付來(lái)自社區(qū)內(nèi)的認(rèn)同。眾所周知，有一萬(wàn)個(gè)比特幣換取披薩的事情，那么為什么是一萬(wàn)個(gè)不是五千個(gè)呢？我們可以推測(cè)持有比特幣的一方用電費(fèi)來(lái)衡量自己獲取的比特幣在當(dāng)時(shí)的價(jià)值，披薩的銷(xiāo)售者一方面必然是比特幣社區(qū)的成員，一方面還可以用電費(fèi)衡量披薩的價(jià)值，于是你情我愿之下，才會(huì)有這樣的一筆交易。我們特別推測(cè)了披薩店主應(yīng)該是比特幣社區(qū)的成員，或可以說(shuō)是比特幣的粉絲；否則，這筆交易是不會(huì)發(fā)生的。所以我們認(rèn)為認(rèn)同是支付的前提。如果項(xiàng)目的參與者對(duì)項(xiàng)目不認(rèn)同，可支付性降低，激勵(lì)機(jī)制失效，那么這個(gè)項(xiàng)目就很難有效地運(yùn)行。

1.4 功能特性

區(qū)塊鏈技術(shù)的基本特點(diǎn)是區(qū)塊鏈得以成為區(qū)塊鏈的關(guān)鍵，而功能特性則是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的語(yǔ)義賦值之后得到的特性，例如：可追蹤、匿名和可編程。

（1）可追蹤

當(dāng)區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)彼此具有鏈接關(guān)系時(shí)，就有了某種可追蹤性。以比特幣為例，一個(gè)新生成的比特幣交易中包含輸入交易的哈希值，輸入交易也是交易，也包含其輸入交易，以此類(lèi)推，可以直接推到多個(gè)鑄幣交易。那么，從鑄幣交易集合到新生成的這個(gè)比特幣交易就形成了一棵樹(shù)，樹(shù)根是新生成交易，樹(shù)上的任意一筆交易都與新生成的交易相關(guān)。然而，在不使用區(qū)塊鏈技術(shù)的情況下，一個(gè)中心化的服務(wù)器也可以使用這種鏈?zhǔn)疥P(guān)系來(lái)形成其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可追蹤性。因此，可追蹤性只與具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用的語(yǔ)義有關(guān)系。

（2）匿名

區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)都是有來(lái)源的，在大多數(shù)項(xiàng)目中，這個(gè)來(lái)源只能使用一串公鑰標(biāo)識(shí)出來(lái)。公鑰是可以任意生成的，因而與人或物的一些真實(shí)身份信息沒(méi)有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因而具有了某種匿名性。比特幣提供的這種匿名準(zhǔn)確一些叫做假名。一個(gè)實(shí)體可以隨便生成公鑰，但公鑰與資產(chǎn)綁定后，通過(guò)交易的可追蹤性可以大概率地通過(guò)一些簡(jiǎn)單的聚合算法找出一個(gè)實(shí)體的不同公鑰。這些公鑰盡管還不能直接對(duì)應(yīng)到人，但再加上一些交易時(shí)間分析、IP地址分析和社會(huì)工程學(xué)方法，終究還是可以把人找出來(lái)，因此比特幣的這種假名技術(shù)并沒(méi)有提供太多的保護(hù)。有許多的項(xiàng)目致力于提高匿名性，提供真實(shí)匿名的系統(tǒng)，例如：零幣，可以隱藏交易金額、實(shí)體等信息，具有更好的匿名性。匿名性是對(duì)數(shù)據(jù)的語(yǔ)義分析之后得到的某個(gè)項(xiàng)目是否保護(hù)參與實(shí)體身份等信息的安全屬性。

（3）可編程

比特幣提供的腳本語(yǔ)言可以讓交易方明確比特幣轉(zhuǎn)移的條件；而腳本語(yǔ)言本質(zhì)上是一種編程語(yǔ)言，因而人們一般認(rèn)為區(qū)塊鏈資產(chǎn)具有可編程的特點(diǎn)。以太坊的出現(xiàn)強(qiáng)化了人們的這種觀念。以太坊提供了一個(gè)準(zhǔn)圖靈機(jī)，讓人們可以自定義智能合約，以完成資產(chǎn)的管理。智能合約是一種技術(shù)手段，隨著合約內(nèi)容涉及的應(yīng)用領(lǐng)域不同，出現(xiàn)了對(duì)保險(xiǎn)、供應(yīng)鏈、公證等諸多社會(huì)生活領(lǐng)域的智能合約，因而出現(xiàn)了所謂可編程社會(huì)的觀點(diǎn)。事實(shí)上，可編程也可以看成對(duì)數(shù)據(jù)的語(yǔ)義賦值之后的功能特性，只不過(guò)現(xiàn)在維持一致的數(shù)據(jù)包括了“代碼數(shù)據(jù)”而已。

以上我們把區(qū)塊鏈的技術(shù)特點(diǎn)分為去中心化、不可篡改、激勵(lì)機(jī)制3個(gè)，并把可追蹤、匿名、可編程看成區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的語(yǔ)義賦值。通過(guò)這些分析，我們自然地可以把單個(gè)企業(yè)提供的“區(qū)塊鏈”服務(wù)、“云區(qū)塊鏈”等項(xiàng)目與真正的區(qū)塊鏈項(xiàng)目區(qū)分開(kāi)。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)在IoT中的部分應(yīng)用

IoT場(chǎng)景有2個(gè)典型特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大，設(shè)備無(wú)時(shí)無(wú)刻不在產(chǎn)生數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)安全很重要，因?yàn)镮oT數(shù)據(jù)可以與工控安全、居家環(huán)境等現(xiàn)實(shí)社會(huì)的生產(chǎn)生活建立直接的關(guān)聯(lián)，因而其數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和可用性是必須要考慮的。區(qū)塊鏈技術(shù)所保障的僅僅是數(shù)據(jù)的完整性，為數(shù)據(jù)的可用性提供了便利，但是并沒(méi)有對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)密性進(jìn)行任何的考慮。下面我們選擇幾個(gè)典型的IoT場(chǎng)景區(qū)塊鏈項(xiàng)目來(lái)分析區(qū)塊鏈技術(shù)在IoT中的應(yīng)用。

2.1 IOTA技術(shù)

IOTA[9]是區(qū)塊鏈技術(shù)在IoT中應(yīng)用的一個(gè)主要代表，主要考慮了IoT數(shù)據(jù)體量的問(wèn)題。IOTA技術(shù)的白皮書(shū)主要披露了一個(gè)糾纏（Tangle）賬本。糾纏賬本是一種基于有向無(wú)環(huán)圖（DAG）的分布式賬本底層技術(shù)，其基本安全假設(shè)為：攻擊者生成交易的速度需要小于誠(chéng)實(shí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)生成交易速度的和。在這一假設(shè)下，為了鼓勵(lì)誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)生成交易，不收交易費(fèi)?？紤]到IoT設(shè)備生成的數(shù)據(jù)體量較大，不收交易費(fèi)也就成了該技術(shù)適用于IoT的一個(gè)主要原因。

糾纏賬本的問(wèn)題集中在賬本安全性和激勵(lì)機(jī)制2個(gè)方面：在賬本安全性上，交易速度的假設(shè)還需要實(shí)踐檢驗(yàn)；在激勵(lì)機(jī)制上，在沒(méi)有交易費(fèi)的情況下如何激勵(lì)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)大量的IoT交易也是需要經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的。

2.2 沃爾頓鏈

沃爾頓鏈[10]是一個(gè)結(jié)合硬件的IoT應(yīng)用項(xiàng)目，考慮了IoT數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和管理問(wèn)題。該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了區(qū)塊鏈讀寫(xiě)器，可以把標(biāo)簽數(shù)據(jù)的哈希值通過(guò)讀寫(xiě)器直接寫(xiě)入?yún)^(qū)塊鏈中。同時(shí)讀寫(xiě)器與標(biāo)簽具有雙向認(rèn)證的功能，可以確保數(shù)據(jù)的來(lái)源是經(jīng)過(guò)認(rèn)證的。對(duì)于數(shù)據(jù)量較大的問(wèn)題，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)思了跨鏈架構(gòu)，希望該架構(gòu)能承載眾多不同形態(tài)、不同應(yīng)用場(chǎng)景的子鏈。該項(xiàng)目的跨鏈思路還需要實(shí)踐檢驗(yàn)。

2.3 智能混雜網(wǎng)絡(luò)（SMT）項(xiàng)目

SMT項(xiàng)目[11]，致力于為移動(dòng)設(shè)備提供一個(gè)有激勵(lì)措施的通信平臺(tái)，其考慮更多的是IoT的數(shù)據(jù)通信方式的問(wèn)題。從愿景上看，該項(xiàng)目希望提供一個(gè)平行于互聯(lián)網(wǎng)的全球移動(dòng)設(shè)備通信平臺(tái)。從技術(shù)組成上看，該項(xiàng)目基于以太坊，準(zhǔn)備采用雷電網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)支持移動(dòng)設(shè)備之間的“鏈下”支付。該技術(shù)特點(diǎn)與愿景是有矛盾的，因?yàn)槔纂娋W(wǎng)絡(luò)終究是不能離開(kāi)以太坊的在線支持。該項(xiàng)目的激勵(lì)措施在于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)可以獲得獎(jiǎng)勵(lì)，但白皮書(shū)中并沒(méi)有披露具體的獎(jiǎng)勵(lì)算法，畢竟數(shù)據(jù)的來(lái)源往往是一個(gè)用戶(hù)，而參與轉(zhuǎn)發(fā)的則涉及多個(gè)用戶(hù)。另外，IoT場(chǎng)景中的通信問(wèn)題是否是一個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)題還需要實(shí)踐檢驗(yàn)。

2.4 Streamr項(xiàng)目

Streamr項(xiàng)目[12]，意在基于以太坊智能合約建立一個(gè)適用于IoT的數(shù)據(jù)產(chǎn)生和消費(fèi)平臺(tái)。IoT設(shè)備作為數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭，把經(jīng)過(guò)接收方公鑰加密的數(shù)據(jù)發(fā)送給該網(wǎng)絡(luò)的中介節(jié)點(diǎn)。不同的中介節(jié)點(diǎn)群處理不同的IoT數(shù)據(jù)，形成可擴(kuò)展的架構(gòu)。中介節(jié)點(diǎn)群之間的管理通過(guò)以太坊智能合約實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)接收方通過(guò)中介節(jié)點(diǎn)獲得加密的數(shù)據(jù)，并通過(guò)自定義的該項(xiàng)目的合約平臺(tái)完成數(shù)據(jù)處理。然而，以太坊作為一個(gè)一般性平臺(tái)，最近一直受到交易速度的困擾。該項(xiàng)目底層完全依賴(lài)以太坊，其基本的交易處理速度受限于以太坊，因此在IoT中的實(shí)用性還需要進(jìn)一步的檢驗(yàn)。

2.5 Ruff項(xiàng)目

Ruff項(xiàng)目[13]，把邊緣計(jì)算的概念和區(qū)塊鏈結(jié)合在一起，提供了統(tǒng)一的IoT應(yīng)用接口，并提供IoT主控設(shè)備和受控設(shè)備的全局管理，它屬于IoT數(shù)據(jù)應(yīng)用層面的項(xiàng)目。該項(xiàng)目中輕節(jié)點(diǎn)代表具體的IoT受控設(shè)備，該設(shè)備通過(guò)存儲(chǔ)主控設(shè)備的公鑰來(lái)識(shí)別主控設(shè)備的命令。通過(guò)智能合約，主控設(shè)備可以把受控設(shè)備的部分功能以租賃或轉(zhuǎn)移的形式提供服務(wù)。該項(xiàng)目搭建自己的公鏈，采用了股份授權(quán)證明（DPoS）共識(shí)算法，每輪選擇105個(gè)節(jié)點(diǎn)參與區(qū)塊生成。該公鏈能否承載其設(shè)備租賃的服務(wù)模式，還需要在實(shí)踐中檢驗(yàn)。

以上我們對(duì)幾個(gè)典型的以IoT為應(yīng)用場(chǎng)景的區(qū)塊鏈項(xiàng)目進(jìn)行了分析，可以看到目前人們對(duì)于IoT場(chǎng)景下數(shù)據(jù)量較大、數(shù)據(jù)較為敏感的問(wèn)題已經(jīng)有了初步的建議方案，另外對(duì)IoT的通信方式、數(shù)據(jù)使用方式、數(shù)據(jù)生成方式進(jìn)行了積極的探索。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文中，我們提出去中心化、不可篡改和激勵(lì)機(jī)制屬于區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)特點(diǎn)，而可追蹤、匿名、可編程屬于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)之上的功能特性，以此可以區(qū)分一些區(qū)塊鏈項(xiàng)目和借區(qū)塊鏈概念的項(xiàng)目。進(jìn)一步地，我們分析了區(qū)塊鏈技術(shù)在IoT場(chǎng)景的幾個(gè)應(yīng)用，對(duì)其中的主要問(wèn)題和主要方法進(jìn)行了闡述，指出IoT的數(shù)據(jù)體量和數(shù)據(jù)安全問(wèn)題依舊是區(qū)塊鏈技術(shù)在IoT場(chǎng)景應(yīng)用需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。