区块链成为物联网产业新动能

摘要:物联网近年来的发展已经渐成规模,但在长期发展演进过程中也仍然存在许多需要攻克的难题。区块链凭借其“不可篡改”、“共识机制”和“去中心化”等主要特性,将成为推动物联网产业发展的新动能。

近年来,物联网网络和业务发展迅速。随着越来越多的物(物理世界的物和虚拟世界的物)的接入需求,现有的基于中心化信任管理的物联网网络与业务平台将面临越来越多的挑战。权威机构预测2020年物连接数将超过500亿,2025 年物连接数可能超过1000亿。万物互联将重新塑造现有网络与业务平台。与此同时,万物互联也将使得现有物联网网络与业务平台面临巨大挑战,例如物联网设备的拓展能力、运营商之间的网间协作、用户的安全与隐私保护、连接与数据的可信机制以及通信设备的兼容协作机制等难题。

区块链技术的核心是分布式计算,以及分布式计算环境下的群体可信协作机制。区块链技术的分布式计算和群体可信协作机制,为解决物联网面临的可扩展性、协作能力、信任关系与安全保护等方面的挑战提供了崭新的思路和解决方案。

全球范围内,区块链已被众多国家、企业和研究机构认可,并被逐步推广应用到诸多领域。在中国,区块链更是获得高度重视,成为国家积极布局,各行各业积极探索并寻求应用落地的热点。

中共中央政治局在2019年10月24日就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习,习近平总书记发表了“发展区块链技术与应用”的重要讲话。习近平总书记在这次会议上的重要指示表明,区块链技术已经得到国家和社会的广泛认可,已成为国家技术革新和产业变革的重要推手,将成为促进网络强国建设、数字经济发展、经济社会发展的重要推动力。据有关资料显示,我国以区块链业务为主营业务的公司数量增长迅速,产业已经初步形成规模。目前,北京、上海、深圳和杭州是国内区块链创业活跃度最高的四座城市。

区块链促进物联网网络的发展

近些年来,物联网作为通信行业的核心发展领域之一,正逐步向建立领域聚焦、能力聚集的物联网生态方向快速演进,引入各类新兴技术已成为通信行业培育物联网生态的重要手段,而区块链技术、物联网和5G的有机融合已然是其中不可或缺的重要组成部分。

一是提升网络边缘计算能力。当前绝大多数物联网环境仍基于中心化的分布式网络架构,边缘节点仍受中心化的核心节点的能力制约。利用区块链“去中心化”机制,可以把物联网的核心节点的能力下放到各个边缘节点,核心节点仅控制核心内容或做备份使用,各边缘节点为各自区域内设备服务,并可通过更加灵活的协作模式以及相关共识机制,完成原核心节点承担的认证、账务控制等功能,保证网络的安全、可信和稳定运行。同时,计算和管理能力的下放,亦可增强物联网网络扩展能力,支撑网络演进升级。

二是提升物联网身份认证能力。数字身份是指将用户或物联网设备的真实身份信息浓缩后的唯一性数字代码,是一种可查询、识别和认证的数字标签,数字身份在物联网环境中具有代表身份的重要作用。 利用区块链技术,可以使用加密技术和安全算法来保护数字身份,从而构建物联网环境下更加安全便捷的数字身份认证系统。

三是提升物联网数据管理能力。物联网时代人与物、物与物的连接数呈爆发式增长,使得通信运营商管理的数据规模不断攀升,数据管理过程中相关信息的确权、追溯、保护等工作面临全新挑战。为应对这些挑战,通信运营商可利用区块链技术进行数据存储管理,解决传统数据存储模式的中心化、易被攻击篡改等问题,同时,也可使用区块链平台来提供数据交易和交易确权服务。

区块链赋能物联网行业应用

区块链在物联网领域的行业应用探索始于 2015 年左右,比较典型的应用领域包括,智慧城市、工业互联网、物联网支付、供应链管理、物流、交通、农业、能源、环保等。

一是智慧城市领域。当前的智慧城市建设中,物联网技术已经被广泛地使用,例如常见的公共交通、下水道井盖、城市街道照明、智能水表/电表/燃气表等设备,都是通过传感器连接和监控来收集和传输数据,而未来会有更多个人、公共设施设备的数据会被自动采集,并被广泛使用。区块链技术可以为跨层级、跨部门的智慧城市数据互联互通提供安全可信任的环境,技术上允许政府部门对访问方和访问数据进行自主授权,对数据调用行为进行记录,出现数据泄露事件时还能够准确定位责任,可大幅降低智慧城市数据使用和共享的安全性风险。

二是工业互联网领域。在传统的工业互联网的组网模式下,所有设备之间和供应链各环节的连接与通信需要通过中心化的网络及通信代理予以实现,这极大增加了组网和运维成本,同时这类组网模式的可扩展性、可维护性和稳定性也相对较低。区块链基于P2P组网技术和混合通信协议处理异构设备间的通信,能够显著降低中心化数据中心的建设和维护成本,同时还可以将计算和存储等能力分散到物联网网络各处,有效避免由单一节点失败而导致整个网络崩溃问题。利用区块链技术组建和管理工业互联网,能及时掌控网络中各种生产制造设备的状态以及参与分工协作的各相关方的状态,提高设备的利用率和维护效率,从而能提供更加精准、高效的供应链服务。

三是智慧交通方面。区块链技术可以在智能交通的诸多领域发挥作用,例如,车证管理、交通收费、道路管理等,主要体现在车辆认证管理、交通收费管理、道路管理等领域。

四是医疗保健方面。区块链与医疗保健结合,特别是电子医疗数据的处理,是当前区块链应用的重要研究热点之一。医疗数据有效共享可提升整体医疗水平,同时降低患者的就医成本。区块链在医疗领域的一个比较典型的应用是慢病管理。医疗监管机构、医疗机构、第三方服务提供者及患者本人均能够在一个受保护的生态中共享敏感信息,协调落实一体化慢病干预机制,促进疾病得到有效控制。

五是环保方面。区块链和物联网的融合,可以解决环保监管过程中存在的末端监控、数据有效性低、监控手段单一等问题。应用区块链技术可以确保每个环保监测设备身份可信任、数据防篡改,这样既能够保证企业和机构的隐私,又能做到必要的环保数据开放共享。物联网区块链能够实现不同厂家、协议、型号的设备统一接入,建立可信任的环保数据资源交易环境,助力环保等政策落地实施。

随着国数字共享经济形态逐步成形,区块链技术将成为未来物联网创新发展的重要动能来源。应用区块链技术开展各种探索性试验,构建相关产业生态将是我国物联网发展的核心方法之一。

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