扒一扒物联网与区块链的关系

不管是否身处币圈,最近你一定知道IOTA这个币种。近期表现极其抢眼,市值暴涨。相比三年前的私募价格,IOTA在上周翻到了5万倍,就连腾讯股票在它面前也黯然失色。

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什么是区块链?

IOTA是一种新型的数字加密货币,诞生于2015年。目标是给IoT应用赋能,可以让机器之间直接进行交易,尤其是解决微交易的问题。

这个“物联网+区块链”概念的数字货币,在它的介绍页面开宗明义的说明其采用缠结(Tangle)架构而非区块链架构。精确来说Tangle既没有储存交易资料的区块也没有链,甚至IOTA声称Tangle改进了区块链的诸多问题,因此自称是下一代的区块链。

不管是采用什么方式,它们的目标是一样的,就是去中介化。

那么区块链到底是个啥?

百度百科的解释是:分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法%¥#%@*……

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如何简单快速地认识区块链?

区块链的本质是一个去中心化的分布式数据库。下面就通俗的介绍区块链技术的一大核心要素——去中心化,让大家对区块链有个概念性的认知。

首先,中心化集中式处理的过程是这样的。

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中心化交易模型

比如要在某宝上买东西,交易流程是:买家将钱打给马云→马云收款后通知卖家发货→卖家发货→买家确认收货→马云把钱打给卖家。

在这个过程中,虽然只是买家和卖家之间的交易,但是却必须牵涉到第三方的介入,买家和卖家的交易都是围绕第三方展开的。

因此,如果第三方的系统出了问题,这次的交易就会受到影响。而且在这个过程中买家和卖家都需要向第三方提供个人信息,还会存在信息泄露的安全隐患。

而去中心化的处理方式就要显得简单很多,你只需要和卖家进行交易,不再需要第三方的介入。去中心化的处理方式会更便捷,同时也无须担心与交易无关的个人信息泄漏。而区块链正是为了实现去中心化的交易情景应运而生的。

当然,没有了权威的中心,怎样保证每笔交易的准确性和有效性呢?比如:张三某一天借了我100块钱,但是不还钱还不承认怎么办?这里就引出了区块链的其它特性。

运用区块链技术构建的去中心化交易模型是这样的:

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如果A借了B 100块钱,这个时候,A和B在人群中广播这一信息,此时路人甲乙丙丁都听到了这些消息,所有人都在心中默默记下了“A借给了B100块钱”,这就是所谓的去中心化分布式账本。

中心化交易

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去中心化交易

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在这个系统中不需要银行,也不需要借贷协议和收据,严格来说,甚至不需要人与人长久的信任关系。比如B突然又改口说不欠A钱,这个时候人民群众就会站出来说反对,我的小本本上记录了你某天借了A 100块钱。

为了激励大家记账,系统会对给记账人一定的报酬,比特币中的“挖矿”实际上就是记账的过程。

在这个去中心化模型中,举例的“100块钱”可以替换成任何东西。所以,区块链技术应用十分广泛,比特币仅仅是区块链技术的一个成功应用而已。

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跟物联网的暧昧

物联网在长期发展演进过程中,遇到了以下5个行业痛点:系统架构、设备安全、个人隐私、通信兼容和多主体协同5大痛点。

架构方面,目前的物联网系统由一个中心化的数据中心来负责收集各种连接设备的信息。随着低功耗广域技术(LPWA)的持续演进,可以预见的是,未来物联网设备将呈几何级数增长。据IBM预测,2020年物联网的设备将超过250亿个,这对现有系统来说是空前的挑战。

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另外,当前的解决方案是非常昂贵的。因为中心化云服务器、大型服务器和网络设备的基础设施和维护成本高企不下,在物联网设备的数量增加到数百亿时,需要付出的计算、存储和带宽成本也会增加到无法负担的程度。

安全方面,物联网安全受到了前所未有的关注,因为人类健康和生命都越来越依赖物联网。

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2016年10月,僵尸病毒让半个美国的互联网都陷入瘫痪,媒体将此次攻击称作是 “史上最严重DDoS攻击”。

这次攻击的来源之一就是IoT设备被Mirai流氓软件感染,超过200万台摄像机等物联网设备被恶意软件劫持,然后被用于攻击服务器。海量物联网设备中的任何一个出了问题,都可能波及整个网络。

另外,物联网公司一直宣称他们能够有效保护用户的数据安全和隐私,但是安全漏洞和隐私泄露事件从未断过,基于现有构架,数据被泄露后企业也无法自证清白。

标准方面,通信协议不兼容,全球物联网平台缺少统一的语言,这很容易造成多个物联网设备彼此之间通信受到阻碍,并产生多个竞争性的标准和平台。

此外,很多物联网都是运营商、企业内部的自组织网络。涉及到跨多个运营商、多个对等主体之间的协作时,建立信用的成本很高。

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区块链凭借主体对等、公开透明、安全通信、难以篡改和多方共识等特性,对物联网将产生重要的影响:多中心、弱中心化的特质将降低中心化架构的高额运维成本,信息加密、安全通信的特质将有助于保护隐私。

身份权限管理和多方共识有助于识别非法节点,及时阻止恶意节点的接入和作恶,依托链式的结构有助于构建可证可溯的电子证据存证,分布式架构和主体对等的特点有助于打破物联网现存的多个信息孤岛桎梏,促进信息的横向流动和多方协作。

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实际应用

对于区块链,根据Forrester Wave:物联网软件平台的报告显示, IBM、PTC、GE和微软等公司已成为主导企业。这些排名靠前的物联网平台龙头企业,都在各自的云平台上提供区块链服务。

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除了龙头企业的平台布局,区块链也有不少的实际应用,Slock.it则把它应用到了共享经济中。Slock.it是一家德国区块链初创公司,自2015年成立以来,一直专注于以太坊区块链数据以及物联网(IoT)解决方案的研发。

去年,Slock.it授权编写代码的The Dao项目被黑客入侵,损失了6000万美元以太币,并使以太坊区块链由此进行了富有争议的硬分叉。这个总共筹集了1.62亿美元以太币的史上最大众筹项目最终黯然落幕。

在此之前,该公司还做过多个项目,结果都不了了之。重要的是,Slock.it是屡败屡战的那一种。

今年初,Slock.it又获得了200万美元的种子基金。这一轮基金将用于发展通用共享网络(USN)项目,希望通过APP让公司和个人实现所有连接的智能对象的租用、出售或共享来改革共享经济。

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操作流程简单:打开应用程序 – 查找附近的对象 – 付款 – 使用。只需要一部智能手机就能完成所有操作,得益于智能安全存储,用户无需注册或登录。

目前的共享经济,像摩拜和ofo,其实是租赁。另一方面,平台也会收取相应的手续费,例如滴滴打车司机要将打车费用的20%上交,作为平台提成。 Slock.it和是希望构建一个普适的共享平台,依托去中介化的区块链技术,让供需双方点对点地进行交易,加速各类闲置商品的直接共享,并节省第三方的平台费用。

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基于上述设想,Slock.it公司成功开发出利用区块链的智能合约(smart contract),提供智能锁Slock的技术服务,主要应用在房屋或汽车领域。

只要购买Slock,并通过智能合约管理,屋主或车主便可决定谁能够在哪里段期间使用服务。而使用者在手机支付虚拟货币保证金,并经身分确认后,就会被赋予使用权。

在使用结束后,Slock系统会从保证金中扣除租借费用,并将余额归还使用者,租借费用则会自动提交给Slock用户,其中过程完全无需经第三者之手,因此租赁双方更不用担心哪里天中介企业倒闭(难道是提前收到共享单车的风声?)。

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有了智能锁后,不管是住宅、汽车、洗衣机、脚踏车,只要是能上锁的东西皆可直接出借他人,让闲置资产为个人或企业带来额外收入。Slock.it深信,有了智能锁,将能为共享经济带来革命,甚至成为未来的基础设施。

此外,Slock.it还有跟德国莱茵公司合作,推出的基于区块链的电动汽车点对点充电项目。其它较知名的项目中,Filament公司正探索基于区块链技术的工业物联网,美国初创公司LO3 Energy在尝试基于智能电表的能源交易。

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由于以太阳能建立的微电网中盈余能源无法存储,也不能共享给有需求的其他住户。LO3 Energy公司在纽约布鲁克林区实现了一个点对点交易、自动化执行、无第三方中介的能源交易平台。

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主要实现方式是,在每家住户门口安装智能电表,智能电表安装区块链软件,构成一个区块链网络。用户通过手机APP在自家智能电表区块链节点上发布相应智能合约,基于合约规则,通过西门子提供的电网设备控制相应的链路连接,实现能源交易和能源供给。

结语

区块链与物联网的通力合作,不仅是区块链多了一个应用的场景,也从更本上解决了物联网的核心难题,节约了大量的成本,提高了效率。这无疑具有革命性的潜力,不过它是一个渐进的过程,当前概念炒作大于实际应用,踏实做事做事的朋友还会有很长的路要走。

全球物联网观察独家整理

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