基于区块链的物联网系统应用(共7页)

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1、精选优质文档-倾情为你奉上基于区块链的物联网系统应用区块链技术不仅将深刻地影响和改变金融行业，在物联网领域也将起到革命性的作用。物联网（Internet of Things，简称IoT）是一种通过网络技术将传感器、控制器和机器设备等连接起来，通过物物相连实现机器设备智能化管理和控制的目的。互联网技术将全世界的计算机连接在一起，实现了人与人之间的远程信息交流，促进了人类文明的巨大进步。而物联网技术将现实世界中的各种设备连接在一起，必然会帮助人类迈向更加智能和便捷的未来社会。 随着技术的不断进步，物联网技术的发展和应用在最近几年取得了显著的成果，目前在世界范围内已经有数十亿个传感器和智能控制器投入

2、使用，预计在未来几年这个数字还会成倍的增长。但是，物联网技术也面临着许多问题和挑战，这些问题有可能成为物联网在未来发展和应用的巨大障碍，而区块链技术给这些问题的解决提供可能性。 1、降低物联网的运营成本 随着物联网技术的进一步应用，数以千亿计的物联网设备的管理和维护将会给生产商、运营商和最终用户带来巨大的成本压力。目前的物联网应用基本上都是采用中心化的体系结构，也就是所有的数据流都汇总到单一的中心控制系统，虽然随着云计算技术的普及和利用，现在物联网运营商可以通过云端的服务器集群提供物联网智能设备产生的数据的存储和交换服务。但是随着连接设备数量的几何级增长，中心化服务需要付出的计算、存储和带宽成

3、本也会增加大无法负担的程度。 区块链技术为物联网提供了点对点直接互联的方式进行数据传输，整个物联网解决方案不需要引入大型数据中心进行数据同步和管理控制，包括数据采集、指令发送和软件更新等操作都可以通过区块链的网络进行传输。区块链技术解决物联网的构架瓶颈问题主要体现在三个方面： - 点对点的分布式数据传输和存储的构架； - 分布式环境下数据的加密保护和验证机制。 - 方便可靠的费用结算和支付。 虽然现在已经有不少成功的物联网应用，但是现有技术无法真正提供万物互联的能力。目前的物联网构架基本上都是封闭式的，虽然一个系统中的设备之间可以形成互联，并且也利用了互联网传输数据，但是基本的构架并不是开放式

4、的，也就是说不同应用系统的设备很难实现有价值的互联互通。虽然目前也有公司提供了基于API的物联网服务访问方式，但还是通过一个集中服务器的间接访问方式，并没有在设备之间直接通信。 造成这种现象的根本原因并非物联网设备在技术上无法互联，而是在不同信任域下物联网节点的互通性收到安全问题的束缚。因为一旦某个物联网传感节点的数据经过其他服务商或者个人的智能节点进行数据传输，数据本身就有可能被非法篡改或者丢失，造成系统可靠性的下降。通过区块链的数据加密技术和P2P互联网络，这个信任问题就可以迎刃而解。 另外一个方面，需要利用其它物联网运营商或者个人的设备和网络进行数据的传输和存储，必须在利益分配上在多方达

5、成一致。也就是说，提供基础设备和网络服务的公司和个人可以便捷地获得可靠地收益，比如按照存储和传输的数据量进行收费。在目前的技术条件下，如果属于不同的物联网服务提供商需要实现资源共享，必须达成一个合作的协议，并且在顶层设计好双方结算的系统。在万物互联的大环境下，这种两两互联的方式所需要的管理和实施成本非常巨大，以至于很难实现。 通过使用区块链技术，不同所有者的物联网设备可以直接通过加密协议传输数据，并且可以把数据传输按照交易进行计费结算。这就需要在物联网区块链中设计一种加密数字货币作为交易结算的基础单位，所有的物联网设备提供商只要在出厂之前给设备加入区块链的支持，就可以在全网范围内在各个不同的运

6、营商之间进行直接的货币结算。 # 2、解决物联网的隐私保护问题 随着物联网产业的不断发展，对于数据安全和隐私保护的问题越来越受到关注。在斯诺登事件之后，由政府和大型企业控制的网络服务的隐私被广泛质疑。特别在物联网领域，目前的中心化服务构架将所有的监测数据和控制信号都由中央服务器存储和转发。这些中央服务器收集者所有的摄像头传输过来的视频信号，麦克风录制的通话记录，甚至用户的奔跑节奏、心跳和血压的信息都汇总到中央服务器，并且通过中央服务器转发的信号还可以控制家庭中门窗、电灯和空调等设备的开启，直接地影响着用户的日常生活。 虽然物联网运营商一直宣称他们能够有效保护用户的数据安全和隐私，但是一系列的安

7、全漏洞和隐私泄露事件的发生使用户无法真正信任运营服务提供商能够实现他们的承诺。事实上，政府安全部门可以通过未经授权的方式对存储在中央服务器中的数据内容进行审查，而运营商也很有可能出于商业利益的考虑将用户的隐私数据出售给广告公司进行大数据分析，以实现针对用户行为和喜好的个性化推荐，这些行为已经危害到物联网设备使用者的基本权利，从而是很大一部分用户拒绝接受连入网络的智能设备。 区块链技术为物联网提供了去中心化的可能性，只要数据不是被单一的云服务提供商控制，并且所有传输的数据都经过严格的加密处理，那么用户的数据和隐私将会更加的安全。在大数据分析技术被广泛使用的今天，用户可以自己利用数据的价值而不是被

8、运营商进行劫持和外协。 # 3、利用区块链建立新的商业模式 未来物联网不仅仅是将设备连接在一起完成数据的采集，人们更加希望连入物联网的设备能够具有一定的智能，在给定的规则逻辑下进行自主协作，完成各种具备商业价值的应用。但是，具备商业价值的交互必须确保进行操作的设备具有代表拥有者进行交易的授权，并且这种授权能够被直接验证。同时，由智能设备发出的交易请求需要可靠地记录以确保交易的有效性。 在当前中心化构架下的物联网很难完成上述自主协作和有效交易，因为这种协作和交易的相关方往往是属于不同的利益主体，具有复杂和难以确定的信任关系。因此，目前的物联网设备的协作和交易只能够在同一信任域下进行，也就是说协作

9、和交易的设备必须是同一个物联网运营服务商提供或者进行授权验证，这就大大降低了物联网应用的真正商业价值。 区块链技术能够提供去信任中介的直接交易， IBM公司和三星公司联合研制的概念验证系统“自主去中心的点对点遥测”（Autonomous Decentralized Peer-to-Peer Telemetry，简称ADEPT），使用了区块链技术构建智能设备的分布式网络，验证了去中心化物联网构架的可行性。ADEPT能够使得连入其中的设备之间能够安全并高效地直接相互通信，并实现复杂的商业逻辑。比如，通过智能合约控制家中的洗衣机在洗衣粉不够的时候直接向供应商下单进行采购，区块链技术使连入ADEPT的

10、智能设备之间直接进行订单确认和完成支付操作。 4、区块链技术在物联网环境下的演进 区块链技术的部署和实施需要由多个节点共同参与，在物联网的条件下每个智能设备的计算能力都非常有限，与传统的区块链挖矿节点相比，其Hash计算能力甚至不到GPU系统的千分之一。另外，物联网设备的电力消耗也是在实际应用中受到严格关注的问题。因此，不可能直接把现有的区块链技术原封不动地应用到物联网的应用当中。 首先需要改造的是区块链的共识验证机制。在物联网的应用环境下，每个传感器和微控制器节点不承担账簿记录的工作，也就是说物联网的智能设备不参与PoW的计算，而只进行数据得加密和传输，并且把数据传输作为交易向整个区块链网络

11、广播。在区块链网络中专门部署验证节点进行PoW的计算，这些验证验证节点可以由多个不同的物联网服务提供商使用主流的PC服务器搭建，起到交易结算的目的。与传统的物联网中心服务器构架相比，这种在少量验证节点的计算资源投入将远小于原先的服务集群的成本。另外一方面，这些验证节点本身并不保存用户的数据，因此也不存在用户数据泄露和被利用的可能性。 物联网向区块链网络转型的发展速度可能会远远超过目前人们的普遍预期，当物联网真正实现万物互联互通的时候，区块链的价值将得到更大的发挥。 区块链+物联网可以怎么结合？区块链技术不仅将深刻地影响和改变金融行业，在物联网领域也将起到革命性的作用。物联网（Internet

12、of Things，简称IoT）是一种通过网络技术将传感器、控制器和机器设备等连接起来，通过物物相连实现机器设备智能化管理和控制的目的。互联网技术将全世界的计算机连接在一起，实现了人与人之间的远程信息交流，促进了人类文明的巨大进步。而物联网技术将现实世界中的各种设备连接在一起，必然会帮助人类迈向更加智能和便捷的未来社会。 随着技术的不断进步，物联网技术的发展和应用在最近几年取得了显著的成果，目前在世界范围内已经有数十亿个传感器和智能控制器投入使用，预计在未来几年这个数字还会成倍的增长。但是，物联网技术也面临着许多问题和挑战，这些问题有可能成为物联网在未来发展和应用的巨大障碍，而区块链技术给这些

13、问题的解决提供可能性。 1、降低物联网的运营成本 随着物联网技术的进一步应用，数以千亿计的物联网设备的管理和维护将会给生产商、运营商和最终用户带来巨大的成本压力。目前的物联网应用基本上都是采用中心化的体系结构，也就是所有的数据流都汇总到单一的中心控制系统，虽然随着云计算技术的普及和利用，现在物联网运营商可以通过云端的服务器集群提供物联网智能设备产生的数据的存储和交换服务。但是随着连接设备数量的几何级增长，中心化服务需要付出的计算、存储和带宽成本也会增加大无法负担的程度。 区块链技术为物联网提供了点对点直接互联的方式进行数据传输，整个物联网解决方案不需要引入大型数据中心进行数据同步和管理控制，包

14、括数据采集、指令发送和软件更新等操作都可以通过区块链的网络进行传输。区块链技术解决物联网的构架瓶颈问题主要体现在三个方面： - 点对点的分布式数据传输和存储的构架； - 分布式环境下数据的加密保护和验证机制。 - 方便可靠的费用结算和支付。 虽然现在已经有不少成功的物联网应用，但是现有技术无法真正提供万物互联的能力。目前的物联网构架基本上都是封闭式的，虽然一个系统中的设备之间可以形成互联，并且也利用了互联网传输数据，但是基本的构架并不是开放式的，也就是说不同应用系统的设备很难实现有价值的互联互通。虽然目前也有公司提供了基于API的物联网服务访问方式，但还是通过一个集中服务器的间接访问方式，并没

15、有在设备之间直接通信。 造成这种现象的根本原因并非物联网设备在技术上无法互联，而是在不同信任域下物联网节点的互通性收到安全问题的束缚。因为一旦某个物联网传感节点的数据经过其他服务商或者个人的智能节点进行数据传输，数据本身就有可能被非法篡改或者丢失，造成系统可靠性的下降。通过区块链的数据加密技术和P2P互联网络，这个信任问题就可以迎刃而解。 另外一个方面，需要利用其它物联网运营商或者个人的设备和网络进行数据的传输和存储，必须在利益分配上在多方达成一致。也就是说，提供基础设备和网络服务的公司和个人可以便捷地获得可靠地收益，比如按照存储和传输的数据量进行收费。在目前的技术条件下，如果属于不同的物联网

16、服务提供商需要实现资源共享，必须达成一个合作的协议，并且在顶层设计好双方结算的系统。在万物互联的大环境下，这种两两互联的方式所需要的管理和实施成本非常巨大，以至于很难实现。 通过使用区块链技术，不同所有者的物联网设备可以直接通过加密协议传输数据，并且可以把数据传输按照交易进行计费结算。这就需要在物联网区块链中设计一种加密数字货币作为交易结算的基础单位，所有的物联网设备提供商只要在出厂之前给设备加入区块链的支持，就可以在全网范围内在各个不同的运营商之间进行直接的货币结算。 # 2、解决物联网的隐私保护问题 随着物联网产业的不断发展，对于数据安全和隐私保护的问题越来越受到关注。在斯诺登事件之后，由

17、政府和大型企业控制的网络服务的隐私被广泛质疑。特别在物联网领域，目前的中心化服务构架将所有的监测数据和控制信号都由中央服务器存储和转发。这些中央服务器收集者所有的摄像头传输过来的视频信号，麦克风录制的通话记录，甚至用户的奔跑节奏、心跳和血压的信息都汇总到中央服务器，并且通过中央服务器转发的信号还可以控制家庭中门窗、电灯和空调等设备的开启，直接地影响着用户的日常生活。 虽然物联网运营商一直宣称他们能够有效保护用户的数据安全和隐私，但是一系列的安全漏洞和隐私泄露事件的发生使用户无法真正信任运营服务提供商能够实现他们的承诺。事实上，政府安全部门可以通过未经授权的方式对存储在中央服务器中的数据内容进行

18、审查，而运营商也很有可能出于商业利益的考虑将用户的隐私数据出售给广告公司进行大数据分析，以实现针对用户行为和喜好的个性化推荐，这些行为已经危害到物联网设备使用者的基本权利，从而是很大一部分用户拒绝接受连入网络的智能设备。 区块链技术为物联网提供了去中心化的可能性，只要数据不是被单一的云服务提供商控制，并且所有传输的数据都经过严格的加密处理，那么用户的数据和隐私将会更加的安全。在大数据分析技术被广泛使用的今天，用户可以自己利用数据的价值而不是被运营商进行劫持和外协。 # 3、利用区块链建立新的商业模式 未来物联网不仅仅是将设备连接在一起完成数据的采集，人们更加希望连入物联网的设备能够具有一定的智

19、能，在给定的规则逻辑下进行自主协作，完成各种具备商业价值的应用。但是，具备商业价值的交互必须确保进行操作的设备具有代表拥有者进行交易的授权，并且这种授权能够被直接验证。同时，由智能设备发出的交易请求需要可靠地记录以确保交易的有效性。 在当前中心化构架下的物联网很难完成上述自主协作和有效交易，因为这种协作和交易的相关方往往是属于不同的利益主体，具有复杂和难以确定的信任关系。因此，目前的物联网设备的协作和交易只能够在同一信任域下进行，也就是说协作和交易的设备必须是同一个物联网运营服务商提供或者进行授权验证，这就大大降低了物联网应用的真正商业价值。 区块链技术能够提供去信任中介的直接交易， IBM公

20、司和三星公司联合研制的概念验证系统“自主去中心的点对点遥测”（Autonomous Decentralized Peer-to-Peer Telemetry，简称ADEPT），使用了区块链技术构建智能设备的分布式网络，验证了去中心化物联网构架的可行性。ADEPT能够使得连入其中的设备之间能够安全并高效地直接相互通信，并实现复杂的商业逻辑。比如，通过智能合约控制家中的洗衣机在洗衣粉不够的时候直接向供应商下单进行采购，区块链技术使连入ADEPT的智能设备之间直接进行订单确认和完成支付操作。 # 4、区块链技术在物联网环境下的演进 区块链技术的部署和实施需要由多个节点共同参与，在物联网的条件下每个智

21、能设备的计算能力都非常有限，与传统的区块链挖矿节点相比，其Hash计算能力甚至不到GPU系统的千分之一。另外，物联网设备的电力消耗也是在实际应用中受到严格关注的问题。因此，不可能直接把现有的区块链技术原封不动地应用到物联网的应用当中。 首先需要改造的是区块链的共识验证机制。在物联网的应用环境下，每个传感器和微控制器节点不承担账簿记录的工作，也就是说物联网的智能设备不参与PoW的计算，而只进行数据得加密和传输，并且把数据传输作为交易向整个区块链网络广播。在区块链网络中专门部署验证节点进行PoW的计算，这些验证验证节点可以由多个不同的物联网服务提供商使用主流的PC服务器搭建，起到交易结算的目的。与

22、传统的物联网中心服务器构架相比，这种在少量验证节点的计算资源投入将远小于原先的服务集群的成本。另外一方面，这些验证节点本身并不保存用户的数据，因此也不存在用户数据泄露和被利用的可能性。 物联网向区块链网络转型的发展速度可能会远远超过目前人们的普遍预期，当物联网真正实现万物互联互通的时候，区块链的价值将得到更大的发挥。 瞌睡遇枕头，区块链近乎完美解决物联网桎梏 区块链的诞生与物联网概念几乎在同一时期出现，但“遗憾”的是，二者直到最近一两年才“擦出火花”，一方面，物联网几何级扩张后问题暴露得更加明显，亟待寻找解决方案，另一方面，区块链带来的全新思维方式也逐渐被主流商业群体所接受。 区块链的出现，恰

23、好“拯救”了物联网。 首先，去中心化的架构直接颠覆了物联网旧有的中心架构，不但大大减轻中心计算的压力，而且释放了物联网组织结构的更多可能，为创新提供了更多空间。其次，记录的准确性和不可篡改性也让隐私安全变得有据可循，而且在安全方面更易于防御和处理，在一些架构中，分布式区块链物联网节点不会被传统的DDOS所攻击。最后，由于公信力的存在，主体参与物联网的协同变得更为容易。 2、区块链在物联网这个场景上能极大可能“秀”出自己 马化腾曾表示带领团队攻关后发现区块链必须链接场景才有未来，而就像李开复也曾表示金融领域是人工智能技术最恰当的落地领域一样，作为同样的新兴技术领域，区块链从技术理念到落地也迫切需

24、要这样的落地场景。 而物联网反过来就成了区块链梦寐以求的场景。在多数商业领域都呈现中心化特征的情况下，相较那些为了区块链而区块链，强行把不必要去中心化的领域也端上区块链，物联网终端设备的分散化无疑为去中心化提供了最好的施展场所。 此外，物联网所采用的P2P、NAS、CDN等分布式互联网技术也与区块链在技术层面天然亲和，这在互联网中也是一种特殊的存在。 区块链+物联网融合，首先解决的就是物联网的四大“顽疾” 在没有区块链之前，或者在与区块链结合之前，物联网一直是个“矛盾的存在”，发展前景毋容置疑，但症结问题一直得不到解决。 1、中心控制的高成本 目前的物联网普遍架构中，存在这一种僵化现象：数据汇

25、总到单一的中心控制系统，导致中心服务器在能耗和企业成本支出方面存在巨大压力。而且，随着当下终端的低成本的普及，未来物联网设备将呈几何级数增长，这个压力可能变得难以承受。 2、隐私保护难度随着规模扩大而变大 中心化的管理架构存在无法自证清白的问题，也即不管你是否窃取了参与方的隐私，都容易被怀疑，没有理性的方式可以证明你的清白，完全靠相互的自觉与信任。况且，个人隐私数据被泄露的相关时间时有发生，摄像头被网络直播的事屡见不鲜。 3、个体入网后更容易被攻击 如果不参与物联网，设备也许相安无事，但入网后难免成为系统性网络攻击的炮灰。美国Mirai创造的僵尸物联网（Botnets of Things）就曾

26、经感染超过200万台摄像机等IoT设备，这些私人设备惨遭“奴役”。 4、多主体的高协同成本 物联网的参与者通常不完全被发起方所掌控（例如普通私人用户、企业用户），如何让合作方更好的参与，面临极为复杂的协同成本，在隐私泄露、设备被攻击的阴影下，这种协同成本变得更高。 问题的存在就意味着市场的巨大机会，区块链刚好有用武之地，各大行业顶尖公司也趁势而入，斐讯也是其一。 区块链+物联网=无限可能 不只是技术上的匹配，区块链的介入让物联网衍生出了无限的商业可能，具体而言可分为两个层面。 1、最有价值的数据应用 这也可以称作被动层面的意义，也即把物联网那些分布式的设备作为数据的来源地（视为一个被观测的点，

27、而没有主动输出），只统计和验证它们所观测到的特征，综合起来加以利用。 区块链加入进来之后，因为难以造假，物联网带来的数据变得更为准确和有效，例如，2016年10月，通用电气与爱立信合作，在GE云上提供基于区块链的数字指纹服务；2017年4月，Cisco（思科）探索如何使用区块链来登记设备标识；被三星投资的创业公司Filament利用区块链技术可以使设备独立处理付款，以及允许智能合约确保交易的可信。 区块链+物联网提供了最有价值的数据，为各行各业的算法和商业模式提供着源动力。 2、最“共享”的共享经济 该层面下，终端设备不再被视为一个点存在，而是可以主动参与物联网的资源实体，有更多终端与终端之间

28、的资源交互。 而这，也造就了非实物层面的共享经济，且可能比我们通常理解的共享经济要更“共享”，事实上，滴滴打车能够比ofo成功，原因之一就在于其是真正的用户层面共享，但滴滴高达20%抽成的做法给共享这件事本身造成了额外成本。 区块链+物联网下，共享经济更为彻底，终端归属不同所有者，通过闲置资源出让获得对应的价值，且几乎没有额外成本，国外类似Slock.it和OpenBazaar都在探索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。 国内的斐讯最近推出的天天链N1也是如此，归属用户的终端闲置资源都进行了全链共享，计算能力、带宽及存储等非实体资源被共享起来，而区块链

29、技术加速了各类闲置资源的直接共享，所有参与共享的用户，几乎不用付出额外成本。共享资源的出让方则能从区块链上获益，通过闲置资源计量换取其他收益。 事实上，从天天链N1上，我们也可以看出区块链+物联网给共享经济提供了全新的思维方式，重资产、抽成等旧有模式被颠覆，低成本、快捷化、公信强的真正意义上的点对点共享经济成型，而这，显然更符合共享双方的需求。 在接受人民网记者的采访时，斐讯创始人顾国平提到：“未来，区块链的应用边界将继续延展，尤其是在物联网方面，将继续以云计算和大数据为基础，最终实现万物互联，斐讯也正在此为未来布局”。这也意外着区块链+物联网加出的是真正的无限可能。 消费升级与支出缩减找到共

30、同语言 区块链+物联网催生出的“新共享”，最终还与当下“消费升级”热点有最直接的关联，也是这种技术协作能够更有远景的现实基础。 1、消费升级与降级矛盾凸显 随着消费升级被热聊，关于消费降级的论调也甚嚣尘上，出现了人们既谈论消费升级，认为消费品的品质和格调要提升，又觉得自己应该适度回归消费理性，在支出上有所限制回归产品功能本身。 与物联网相关的个人智能科技产品尤其如此，对个人消费取向及产业的布局都造成困扰。也因此，能够找到一种同时满足消费升级+消费降级的商业模式，就能绕过矛盾，享受趋势的红利。 2、“新共享”下，共享最终取代支出 在新共享下，这种高质低价的矛盾被化解。在购置较为高端的物联网终端产

31、品时，提前预支闲置资源预期所能创造的价值，可以同时实现现金支出的缩减。 消费者仍然付出了成本，只不过这种成本不是直接的支出，而是本来不能创造价值的闲置资源。 以0元购蜚声行业与用户圈的斐讯，其背后就是利用这种思维方式。在3月9日澳门的发布会上，斐讯发布天天链N1同时宣称仍然可以采用0元购的方式购买该终端。一方面，0元购通过与合作伙伴构建的合作模式最终让利消费者，甚至享受无限容量等典型的消费升级式的服务内容，另一方面，区块链+物联网构建的天天链N1在运行后，能够通过用户个体设备产生额外的价值，事实上替代了消费者付出现金。 在这个思路下，许多可以应用于区块链+物联网的智能终端，尤其是智能家居都可以

32、采用这种模式，对用户是利好，企业端的利益也不会受损，同时满足消费升级+消费降级的两种需求。 3、共享经济是未来，区块链赶上趟 共享经济带来的颠覆性意义已经不言而喻。 这里的共享经济，实际就是上文所提的“新共享”，那些租赁式的共享经济，例如共享充电宝，并不能算作共享经济，它不是在利用已有的闲置资源，而只是租赁的变种。 显而易见，与生产生活密切相关的物联网将会是共享经济的重要场景。在斐讯天天链N1的案例中，用户、企业所得利益本质上都来自于闲置资源的利用，是一个资源再挖掘的过程，区块链成为开挖关键手段。对于一种新兴的技术来说，莫过于刚好赶上时代的趋势而有用武之地，不必在喋喋不休的争论中逐渐迷失。 从这个意义上说，斐讯过去遵循的让科技普惠于民，以及借助区块链做“新共享”都带有足够的未来色彩。只是，类似的厂商很多，区块链+物联网的机会依然很多，在笃定前景的赛道上，如何在同一新思维下获取竞争优势，成了下一个应该思考的关键问题。专心-专注-专业