區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)融合過程任重道遠

本刊記者|蔣雅麗

如今，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，設(shè)備安全、個人隱私、架構(gòu)僵化、通信兼容和多主體協(xié)同五大行業(yè)痛點逐漸顯露。不過，這些麻煩在物聯(lián)網(wǎng)“牽手”區(qū)塊鏈技術(shù)后，似乎是如湯沃雪。

如今，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，設(shè)備安全、個人隱私、架構(gòu)僵化、通信兼容和多主體協(xié)同五大行業(yè)痛點逐漸顯露。不過，這些麻煩在物聯(lián)網(wǎng)“牽手”區(qū)塊鏈技術(shù)后，似乎是如湯沃雪。

憑借著主體對等、公開透明、安全通信、難以篡改和多方共識等特性，未來，區(qū)塊鏈對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的影響將會越來越大，不僅會降低物聯(lián)網(wǎng)高額運維成本，其分布式架構(gòu)和主體對等的特點有助于打破物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)存的多個信息孤島桎梏，促進信息的橫向流動和多方協(xié)作。

兩者天然互補

何為區(qū)塊鏈？可以說，區(qū)塊鏈是和比特幣一起出現(xiàn)的一種計算機技術(shù)或是一組解決方案，但這組解決方案截至目前都未被明確定義。同時，它也是一種數(shù)據(jù)記錄和傳播方案，可以在大規(guī)模的分布式計算機網(wǎng)絡(luò)里實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄的實時性、一致性、合法性和可信性。

最終，區(qū)塊鏈會形成一個計算機軟件的軟件協(xié)議站。當用戶下載軟件后，將其在電腦里運行，會自動構(gòu)成一個節(jié)點，當所有節(jié)點通過軟件聯(lián)網(wǎng)運行后，就會形成最終形態(tài)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。而這樣的去中心化結(jié)構(gòu)特性以及智能合約的技術(shù)升級，便使得區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)天然互補。

從比特幣到以太網(wǎng)，區(qū)塊鏈已升級至2.0。如今，區(qū)塊鏈3.0也將誕生，并被期望應(yīng)用在未來生活的方方面面。同時，經(jīng)過了多年發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)，也從“Internet of thing”演變?yōu)椤癐nternet of Everything”，產(chǎn)品和現(xiàn)實生活中所有的一切，都可被聯(lián)網(wǎng)、被數(shù)字化，成為數(shù)字世界的一部分。因此，區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用目標一致且互補。

據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，從2016年，IBM推出Bluemix云平臺上的區(qū)塊鏈服務(wù)后，各大物聯(lián)網(wǎng)巨頭都開始布局區(qū)塊鏈。Forrester Wave物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺（2016年第4季度）的報告顯示，IBM、PTC、G E和微軟已成為占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)平臺市場的主導企業(yè)。SAP、AWS、Cisco、LogMeln、Exosite、Ayla Networks和Zebra Technologies名列前11名。對于排名靠前的物聯(lián)網(wǎng)平臺龍頭企業(yè)，除了美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）沒有實質(zhì)披露區(qū)塊鏈相關(guān)項目以外，IBM、微軟、亞馬遜和SAP都在各自的云平臺上提供區(qū)塊鏈服務(wù)，為未來海量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入提供彈性資源池，做了超前布局。

物聯(lián)網(wǎng)支撐區(qū)塊鏈應(yīng)用

區(qū)塊鏈是計算機的高層技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)是計算機的底層技術(shù)，從這個角度來說，物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈要真正實現(xiàn)互聯(lián)目標，以及區(qū)塊鏈3.0的可編程社會，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的Internet of Everything，一定需要雙方不斷融合。

行業(yè)專家深圳大學區(qū)塊鏈技術(shù)研究中心副主任張勝利認為，區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)的融合主要可分成兩類，第一類是區(qū)塊鏈+互聯(lián)網(wǎng)，以區(qū)塊鏈為主，利用物聯(lián)網(wǎng)形成新的系統(tǒng)；第二類是物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈，通過區(qū)塊鏈技術(shù)給物聯(lián)網(wǎng)賦能。

目前，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進入5G時代。5G和4G的最大差別在于，5G擁有三大場景，以前1G至4G都是為了手機通信、手機聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，而5G來臨，產(chǎn)生了三大全新應(yīng)用場景，分別為eMTC、uRLLC、mMTC。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，5G是專門為了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，才拿出來三分之一的資源做物聯(lián)網(wǎng)連接。有了5G加持，加上傳感器的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)將逐漸數(shù)字化，所有的物理設(shè)備都有傳感器相連，數(shù)字信息可很快傳到網(wǎng)絡(luò)。

這對于區(qū)塊鏈來說非常重要。區(qū)塊鏈3.0要想用區(qū)塊鏈來改造世界，做編程世界，最主要的問題就是必須要從鏈下過渡到鏈上。區(qū)塊鏈是進行數(shù)字化信息處理的計算機技術(shù)，只可保證計算機網(wǎng)絡(luò)里的數(shù)字可信、可記錄。但世界是“物理”的，如何從物理世界轉(zhuǎn)化成數(shù)字世界，必須由物聯(lián)網(wǎng)來解決，目前大多數(shù)區(qū)塊鏈項目依托于物聯(lián)網(wǎng)，試圖數(shù)據(jù)化世界。

區(qū)塊鏈的應(yīng)用，也需要物聯(lián)網(wǎng)的支持。一是在供應(yīng)鏈金融領(lǐng)域，其擁有兩條鏈路。第一條鏈路是物理產(chǎn)品生產(chǎn)制造、供應(yīng)和倉配、分銷和批發(fā)，以及物流、銷售到消費，為實物流轉(zhuǎn)的過程。在消費背后，還有另一條資金鏈路，包括信貸、票據(jù)、承兌、權(quán)證以及零售的結(jié)算和交易，即資金過程。在沒有區(qū)塊鏈時，資金過程主要靠企業(yè)ERP系統(tǒng)、銀行資金抵押承兌，大部分為手工、面對面操作，成本高且時間周期長。

這種情況下，如果用區(qū)塊鏈技術(shù)改造供應(yīng)鏈金融，會存在兩個問題。一是產(chǎn)品生產(chǎn)制造、物流、倉配、分銷和零售等所有流轉(zhuǎn)過程都必須依靠物聯(lián)網(wǎng)才能進行數(shù)字化和上鏈處理，依靠傳感器設(shè)備以及物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實時、快速地把數(shù)據(jù)放到區(qū)塊鏈上，保證可信數(shù)據(jù)透明化，包括銀行等相關(guān)需求方都可以實時獲取數(shù)據(jù)。據(jù)民生物流公司透露，隨著生產(chǎn)制造自動化，其過程一定會對區(qū)塊鏈的改造提供重要幫助。

二是農(nóng)產(chǎn)品的溯源保真方面。當前，包括京東等各大物流企業(yè)都在溯源保真方面應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)。溯源保真是指農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)地由種子種植長大到加工，一直到轉(zhuǎn)運、銷售，每一個環(huán)節(jié)的信息都記錄在區(qū)塊鏈上，以保證過程可信度，從而讓消費者最終買到的產(chǎn)品能夠提供商家所聲稱的服務(wù)和質(zhì)量。據(jù)京東介紹，在溯源保真過程中，物聯(lián)網(wǎng)的支持非常重要。因為整個生產(chǎn)過程都為物理過程，必須靠傳感器、靠物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化，將其放到區(qū)塊鏈上，才能讓最終的消費者可以實時察看、回溯并相信這些數(shù)據(jù)。而在這個過程中，用到的全部是物聯(lián)網(wǎng)。

區(qū)塊鏈技術(shù)服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)

經(jīng)過多年發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)并沒有獲得想象中的成績，特別是在最具優(yōu)勢的大數(shù)據(jù)方面也存“硬傷”。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備廠商地域、領(lǐng)域一般呈分塊狀，而這些數(shù)據(jù)涉及隱私、數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，以及大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與價值綁在一起，怎樣傳遞價值？如何讓不同分塊的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)起來？區(qū)塊鏈的賦能，也許能幫到物聯(lián)網(wǎng)。

比如在能源領(lǐng)域，能源數(shù)量、能源提供者、能源消耗者以及能源的傳輸都可用物聯(lián)網(wǎng)記錄。不過，能源結(jié)算屬于銀行方面管理，銀行的加入最終導致整個結(jié)算流程成本高、速度慢，而區(qū)塊鏈信息流和區(qū)塊鏈本身所能承接的價值轉(zhuǎn)移功能可以實時實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移、能量結(jié)算，轉(zhuǎn)移能量可直接、實時用比特幣結(jié)算，如此，任何價格波動所造成的影響都會被降低。由于結(jié)算成本低，區(qū)塊鏈的賦能也對物聯(lián)網(wǎng)有較大推動作用。物聯(lián)網(wǎng)的大量數(shù)據(jù)，只有通過交易才能變現(xiàn)，把傳統(tǒng)用數(shù)據(jù)交易中心進行數(shù)據(jù)交易的方式替換成區(qū)塊鏈，演變成分布式、點對點網(wǎng)絡(luò)交易，能源結(jié)算速度就會得到較大提升。

在數(shù)據(jù)眾籌方面，區(qū)塊鏈的應(yīng)用也將為其帶來升級。當用戶需要數(shù)據(jù)，要從提供數(shù)據(jù)的設(shè)備商獲取時，需給予設(shè)備商一些獎勵。這種情況下，用戶對數(shù)據(jù)可靠性、數(shù)據(jù)來源可靠性、獎勵發(fā)放渠道及通知渠道可靠性都會產(chǎn)生顧慮，而以往簽合同的方式，雖保證了安全性，但成本奇高，并不是最優(yōu)方案。

區(qū)塊鏈的智能合約即可解決這個問題。張勝利表示，因智能合約可靠性高，數(shù)據(jù)員可在智能合約中加入注冊會員功能，并先收取一些手續(xù)費或是押金，智能合約則自動檢查其合約合法性、數(shù)據(jù)質(zhì)量。在檢測完成后，系統(tǒng)會對合法、質(zhì)量較高的數(shù)據(jù)多分配一些獎勵返還，甚至可安排交付押金較多的賬號也有更多的獎勵返還，而對于虛假數(shù)據(jù)，將不給予獎勵，甚至可以扣除押金。

融合過程任重且道遠

不過，區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)的融合過程，仍是挑戰(zhàn)重重。在資源消耗方面，IoT設(shè)備普遍存在計算能力低、聯(lián)網(wǎng)能力弱、電池續(xù)航短等問題。比特幣的工作量證明機制（PoW）對資源消耗太大，顯然不然適用于部署在物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點中，可能部署在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等服務(wù)器里。其次，以太坊等區(qū)塊鏈2.0技術(shù)也是PoW+PoS，正逐步切換到PoS。分布式架構(gòu)需要共識機制來確保數(shù)據(jù)的最終一致性，然而，相對中心化架構(gòu)來說，對資源的消耗是不容忽視的。

在數(shù)據(jù)膨脹方面，區(qū)塊鏈是一個只能附加、不能刪除的一種數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。隨著區(qū)塊鏈的不斷增長，IoT設(shè)備是否有足夠存儲空間？例如，比特幣運行至今，需要100G物理存儲空間。

在性能瓶頸方面，傳統(tǒng)比特幣的交易是7筆/秒，再加上共識確認，需要約1個小時才寫入?yún)^(qū)塊鏈，這種時延引起的反饋時延、報警時延，在時延敏感的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上不可行。

在分區(qū)容忍方面，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)強調(diào)節(jié)點“一直在線”，但是，普通的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點失效、頻繁加入退出網(wǎng)絡(luò)是司空見慣的事情，容易產(chǎn)生消耗大量網(wǎng)絡(luò)帶寬的網(wǎng)絡(luò)震蕩，甚至出現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)割裂”的現(xiàn)象。

可見，區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)雖具有天然互補性，但離銜華佩實還有很長的路要走，其融合可產(chǎn)生的“火花”到底能有多大？值得期待。