區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)工程中的應(yīng)用研究

趙石宇

摘要：基于物聯(lián)網(wǎng)工程中存在的用戶個(gè)人信息容易遭到泄露、設(shè)備的管理與日常運(yùn)用難度大和網(wǎng)絡(luò)工程的維護(hù)成本較高等問(wèn)題，區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文研究了區(qū)塊鏈技術(shù)的基本原理和使用特點(diǎn)，通過(guò)分析其在物聯(lián)網(wǎng)工程中目前存在的幾個(gè)重要問(wèn)題的作用，來(lái)讓人們了解到區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)工程結(jié)合的巨大優(yōu)勢(shì)，從而推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)工程與區(qū)塊鏈技術(shù)的共同發(fā)展。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)工程;信息安全

當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展，各種領(lǐng)域場(chǎng)所的日常運(yùn)營(yíng)幾乎都無(wú)法離開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的需要促使更多類型的網(wǎng)絡(luò)工程被研究發(fā)展。其中物聯(lián)網(wǎng)工程在人們生活中的應(yīng)用就已經(jīng)十分普遍了，但是由于其存在個(gè)別技術(shù)缺陷，限制了其更加廣泛的應(yīng)用空間。而在研究中發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊鏈技術(shù)有可能解決物聯(lián)網(wǎng)工程中現(xiàn)存的幾個(gè)重要問(wèn)題，幫助物聯(lián)網(wǎng)工程體系更加完善，更好的在其領(lǐng)域服務(wù)人們，這也是本文研究區(qū)塊鏈技術(shù)的主要目的。

一、區(qū)塊鏈的基本概念

區(qū)塊鏈的主要內(nèi)容包含交易與區(qū)塊兩個(gè)方面，交易過(guò)程就是用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作的過(guò)程，而區(qū)塊則是一項(xiàng)較長(zhǎng)時(shí)間的記錄，記錄的主要內(nèi)容就是交易產(chǎn)生的結(jié)果與其他常用信息。因此，簡(jiǎn)而言之區(qū)塊鏈技術(shù)就是一種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用技術(shù)，包含了信息存儲(chǔ)、傳送、計(jì)算、共識(shí)等計(jì)算機(jī)技術(shù)，是一種新的互聯(lián)網(wǎng)營(yíng)運(yùn)模式。區(qū)塊鏈則是根據(jù)交易進(jìn)行的時(shí)間來(lái)鏈接各個(gè)區(qū)塊，最終形成信息完備的數(shù)據(jù)庫(kù)。其中，每個(gè)區(qū)塊又有著塊頭與塊身的區(qū)別，塊身主要是用于存儲(chǔ)有效的交易信息，而塊頭主要負(fù)責(zé)顯示區(qū)塊中的技術(shù)信息和鏈接。通俗來(lái)說(shuō)，區(qū)塊鏈技術(shù)的主體就是數(shù)據(jù)庫(kù)之間的鏈接過(guò)程以及信息的存儲(chǔ)過(guò)程。

二、區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

1.設(shè)備安全

區(qū)塊鏈技術(shù)中有項(xiàng)智能合約的功能，能夠與物聯(lián)網(wǎng)工程中的各種設(shè)備進(jìn)行信息交互協(xié)議，通過(guò)驗(yàn)證每個(gè)設(shè)備的特殊身份信息來(lái)保證信息傳輸經(jīng)過(guò)每個(gè)設(shè)備時(shí)的安全性，同時(shí)身份驗(yàn)證的過(guò)程能夠減少許多非法節(jié)點(diǎn)接入工程網(wǎng)絡(luò)中，減少了節(jié)點(diǎn)受攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。此外，其網(wǎng)絡(luò)中不含有所謂的中央服務(wù)器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以是獨(dú)立的個(gè)體，不會(huì)受到核心區(qū)的整體指控，因此在個(gè)別節(jié)點(diǎn)遭到攻擊時(shí)，只要系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)損壞小于49%，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息仍能夠保持正常的運(yùn)作。

2.隱私保護(hù)

由于區(qū)塊鏈技術(shù)下的節(jié)點(diǎn)都是對(duì)等的，能夠避免網(wǎng)絡(luò)信息中心化，保證了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的對(duì)等關(guān)系。在沒(méi)有中央服務(wù)器的情況下，無(wú)人具備隨意調(diào)用的權(quán)利，也就避免了隱私數(shù)據(jù)遭到非本人行為而泄露的可能。加上區(qū)塊鏈中的不對(duì)稱加密算法功能，對(duì)用戶信息信息加密，需要相應(yīng)的驗(yàn)證信息才能夠提取數(shù)據(jù)，極大的保證了信息傳輸?shù)陌踩?/p>

3.防偽溯源

區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)向來(lái)公開(kāi)透明，在物聯(lián)網(wǎng)工程中產(chǎn)生的每件產(chǎn)品都有生產(chǎn)信息記錄與傳輸記錄。用戶只需要通過(guò)公鑰驗(yàn)證信息，便可以掌握相關(guān)產(chǎn)品的所有信息，用戶只需掌握一定的經(jīng)驗(yàn)，便可以快速辨別產(chǎn)品的真?zhèn)巍?/p>

4.降低成本

物聯(lián)網(wǎng)工程的控制系統(tǒng)中多數(shù)包含中心處理器，在互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展驅(qū)動(dòng)下，參與的工程服務(wù)越來(lái)越復(fù)雜，設(shè)備也呈指數(shù)增長(zhǎng)，這使得各服務(wù)器的運(yùn)行成本水漲船高。區(qū)塊鏈技術(shù)擁有去中心化的功能，能營(yíng)造對(duì)等的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這將有效降低維護(hù)成本。

三、基于區(qū)塊鏈技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)工程架構(gòu)

1.區(qū)塊鏈技術(shù)在信息采集層中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)工程中的信息采集層主要包含了傳感器、網(wǎng)關(guān)、RFID等，主要是用于收集數(shù)據(jù)信息。在采集信息的過(guò)程中，首先需要傳感器將網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)较鄳?yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中，此時(shí)，區(qū)塊鏈技術(shù)將采集到的信息生產(chǎn)區(qū)塊，并且由塊頭鏈接上一區(qū)塊。在這個(gè)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)信息被存儲(chǔ)記錄，保存在區(qū)塊數(shù)據(jù)中，無(wú)法再進(jìn)行刪改操作。

2.區(qū)塊鏈技術(shù)在信息傳輸層中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)工程中的信息傳輸層是將采集到的信息傳輸給對(duì)應(yīng)的支撐平臺(tái)，該平臺(tái)為業(yè)務(wù)操作與運(yùn)用支持，確保能夠正常進(jìn)行。在區(qū)塊鏈技術(shù)的調(diào)整下，節(jié)點(diǎn)所生成的區(qū)塊通過(guò)P2P數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)往整個(gè)工程網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后存儲(chǔ)與塊身中。一旦某些節(jié)點(diǎn)失效，P2P將自發(fā)調(diào)整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使還在正常運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)能夠順暢的聯(lián)通。

3.物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈支撐平臺(tái)

區(qū)塊鏈技術(shù)為支撐平臺(tái)提供的技術(shù)服務(wù)主要是智能合約與隱私保護(hù)，是保證平臺(tái)安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵技術(shù)。智能合約技術(shù)對(duì)應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行身份驗(yàn)證，使設(shè)備在穩(wěn)定的狀態(tài)下安全運(yùn)作，之后利用共識(shí)機(jī)制來(lái)確定信息的準(zhǔn)確，使全部數(shù)據(jù)信息的操作情況能夠提前完成協(xié)議。此外，非對(duì)稱的加密算法，在處理時(shí)能夠準(zhǔn)確找出偽信息，保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性，也讓數(shù)據(jù)信息更加安全。

4.物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)工程中的應(yīng)用系統(tǒng)主要是提供應(yīng)用服務(wù)的，區(qū)塊鏈此時(shí)能夠結(jié)合業(yè)內(nèi)需要，提供相關(guān)的技術(shù)支撐。例如，二維碼技術(shù)的結(jié)合讓用戶能夠更加快速的了解到產(chǎn)品的關(guān)鍵信息，方便用戶進(jìn)行防偽溯源工作。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)還能夠協(xié)助企業(yè)對(duì)生產(chǎn)銷售流程進(jìn)行監(jiān)控管理，讓產(chǎn)品信息更加全面的被記錄，方便識(shí)別共享。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程的四層體系架構(gòu)，即信息采集、數(shù)據(jù)傳送、操作支撐平臺(tái)和應(yīng)用體系，區(qū)塊鏈技術(shù)能夠根據(jù)自身的功能特性幫助解決物聯(lián)網(wǎng)工程中的設(shè)備管理、運(yùn)營(yíng)成本、隱私泄露等問(wèn)題。但是基于區(qū)塊鏈技術(shù)處于起步階段，在技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)，例如，在區(qū)塊中查詢數(shù)據(jù)信息時(shí)，效率比較低，又因?yàn)楣沧R(shí)的延時(shí)較長(zhǎng)，會(huì)影響用戶使用體驗(yàn)。此外，缺乏相應(yīng)的使用標(biāo)準(zhǔn)，，其安全性能無(wú)法完全保證。因此，在未來(lái)的研究中，應(yīng)當(dāng)針對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的現(xiàn)存問(wèn)題來(lái)研究物聯(lián)網(wǎng)工程與區(qū)塊結(jié)合的技術(shù)，使兩者能夠各種發(fā)揮特性，共同展現(xiàn)各自的優(yōu)勢(shì)。尤其是在共識(shí)機(jī)制、加密算法、智能合約方面，要與物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)更加完美的結(jié)合。

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