区块链、物联网和5G：三国联姻

　　长期以来，区块链一直被视为一种孤立的技术。然而，根据毛球科技行业观察部最近调查发现：区块链与其他技术（如大数据、人工智能等）集成的趋势越来越大，企业越来越关注将区块链用于物联网或物联网应用程序当中。

　　针对以上情况，毛球科技行业观察部认为并不奇怪。物联网市场正在急剧增长，并且随着最5G网络的普及，这种情况预计将会持续增大。但任何事物的发展都会遇到一些障碍和挑战，物联网也不例外。不过区块链的出现为解决物联网这些挑战提供了可能，越来越多的企业将区块链视为可以解决其中许多问题的技术之一。毛球科技带大家一起来看一下！

　　什么是物联网？

　　物联网已成为互联网连接设备的网络，连接的这些设备从简单的消费设备到重型工业机器都有，比如包括：笔记本电脑、智能手机、智能小工具、智能手表、智能和数字化车辆、智能自行车、医疗传感器、智能安全系统等。

　　这些物联网设备与高清技术集成为像复杂的芯片、传感器或功能软件，使它们能够通过互联网顺畅地进行通信或交互并相互交换信息。

　　首先，物联网涉及数据的传感、监控和交换，其次是使用云计算等技术进行高效的数据存储和处理。数据从设备传输到物联网网络，在那里使用数据分析来管理信息，然后返回到物联网设备。

　　物联网的分析功能使用这些数据将洞察转化为行动，从而影响业务流程并带来新的工作方式。

　　同时，物联网在智能交通、智慧城市、医疗、智慧农业等诸多领域提供了许多服务。这些基于物联网的解决方案可以实现日常任务的自动化，并实现对连接设备的有效监视和控制，提高执行任务的效率和便利性。

　　物联网发展存在的挑战

　　物联网的进步推动了支持5G的物联网应用程序开发。5G是下一代移动网络，有望显着提升性能，并有望扩大物联网的范围和适用领域。然而，对于5G物联网应用有更高的要求，例如高容量、有保障的隐私和安全、异构应用的可扩展性、超低延迟、优化使用网络资源、高效的能源管理和低成本。

　　由于当前的移动网络（包括5G和更通用的物联网系统）是基于集中式模型的，随着未来几年将有大量设备进入物联网网络，这些集中式安排的可扩展性非常局限，同时也会暴露大量可能危及网络安全的脆弱点，并且可能使网络费用变得及其昂贵和网络速度变得非常缓慢。因此，毛球科技认为，在未来，满足支持5G的物联网用例的要求方面可能面临巨大挑战。

　　1. 可扩展性

　　当前5G物联网网络最关键的挑战之一是可扩展性。物联网依赖于集中式基于云的架构进行控制和管理。对于集中式云服务器而言，扩展其容量和计算能力并处理由大型传感器网络收集的大量数据将是一项紧迫的任务。随着设备数量的增加和它们产生的大量数据，当前用于验证、授权和连接网络中不同节点的集中式系统可能成为一个很大的瓶颈。

　　2. 安全性

　　当前5G物联网系统的另一个可能阻碍其大规模发展的基本问题是它们的安全架构。由中央机构管理的集中式客户端——服务器模型将使其容易受到单点故障的影响。许多物联网设备嵌入的安全功能非常低。因此，他们可能会受到隐私和安全漏洞的影响，同时降低了用户的安全性，这使它们很容易成为网络犯罪分子利用薄弱的安全保护来发动DDoS攻击的目标。

　　3. 隐私

　　另一个问题是隐私。物联网网络可以跨不同组织拥有和管理的多个设备处理数据事务。这使得在网络攻击的情况下很难确定任何数据泄漏的来源。此外，物联网会产生大量数据，并且涉及多个利益相关者，数据的所有权并不总是很清楚。这可能会破坏物联网传感器的可靠性。因此，确保物联网设备完整性的措施是确保数据记录和交易的安全环境的关键。

　　4. 没有通用的标准和协议

　　物联网网络中的设备是不同技术标准的一部分，具有不同的协议，因此很难构建一个连贯的系统。网络中生成的数据具有不同的所有权，并且高度不连贯，因此难以追踪和审计。由于不同的通信标准、协议和操作系统，数据可能被锁定或无法互操作。

　　5. 缺乏对数据共享/使用的可审计性和控制

　　在物联网网络中，大量数据是由多家企业专有的设备生成的。很难根据谁拥有这些数据、从何处生成这些数据以及如何处理这些数据来管理和审计这些数据。大多数情况下，此类数据不受所有相关中间方（例如设备供应商、服务提供商或共享公共平台的用户）的控制。

　　区块链为什么能够给物联网带来帮助？

　　在上述所列出的问题已经成为物联网系统发展的关键，如果不解决，这些问题在物联网产品的加速生产期可能会进一步加剧。继续使用集中式解决方案——5G物联网驱动的应用程序不仅难以满足发展需求，还会对物联网的预期愿景产生不利影响。

　　要解决这些问题，区块链或分布式账本技术(DLT)因为独特性越来越被视为一种可能的解决方案，可以以统一和分散的方式解决这些问题。

　　区块链如何在设备之间直接以通信方式发挥重要作用？区块链作为分布式数据库系统，可以记录交易的所有信息，这完全符合物联网的基本功能和架构。区块链的分布式特性允许工业实体和各种物联网设备与对等方交换数据，从而消除了集中操作的环节。

　　因此，区块链使5G物联网网络的用户能够进行交互和交易（存储和检索数据），并确保每个用户的数据来源和真实性。并且，区块链可以通过建立信任、降低成本和加速交易来帮助缓解与物联网相关的安全性、隐私和可扩展性问题，而无需依赖中央参与者。

　　区块链为物联网带来的好处有哪些？

　　1. 不变性

　　区块链系统中的分布式账本是防篡改的。 每笔交易都被记录下来，放入一个数据块中，并添加到一个无法更改的安全、不可变的数据链中。没有一个组织可以控制物联网设备生成的大量数据。这种不变性被视为基于区块链的智能合约的主要优势，因为它消除了相关方之间对信任的需求。

　　2. 提高安全性

　　区块链对数据篡改的强大保护有助于防止欺诈设备通过注入或转发有害信息来破坏通信系统的协同作用。因此，使用区块链存储物联网数据会增加另一层安全，黑客需要绕过这些安全层才能访问网络。所以，区块链技术有可能安全地释放5G网络的业务和运营价值，以支持常见任务的完成，例如传感、处理、存储和通信信息。

　　3. 透明度

　　区块链还提供透明度，允许任何有权访问网络的人跟踪过去发生的交易。与物联网生态系统中的普通数据库系统相比，分布式账本提供了透明记录事件记录的能力，同时通过使用数字签名保护账本免受更改。通过智能合约的透明度，对5G物联网网络的信任是去中心化的。物联网中智能合约的部署使节点在特定的商业生态系统中值得信赖和合规。

　　4. 保证完整性

　　区块链以及基于区块链的智能合约也可以确保物联网相关网络的问责制和完整性。智能合约可以定义为执行监管标准并使其透明可用的软件代码。这些合约完全取决于所有成员节点的透明度和一致的完整性。区块链提供的更强大的加密级别几乎不可能覆盖现有的数据记录。

　　5. 加速数据变化

　　整个物联网生态系统在更高吞吐量和延迟方面的性能取决于物联网节点中数据变化的加速运行。随着互联设备数量的增加，区块链和智能合约可能会提供一种可行的解决方案，因为它可以快速处理不断增长的交易数量并在大量互联设备之间进行协调。通过使用部署在IoT节点本身上的智能合约，可以将特定数据的集中验证替换为分散验证。这可能会大大减少数据验证时间，以及操纵或访问的机会。

　　6. 降低成本

　　当使用区块链和智能合约时，物联网生态系统的运营成本可以降到最低。区块链和智能合约可以让物联网公司通过消除与物联网网关相关的处理开销（部署昂贵的高端计算基础设施）以及中间人和中介机构来降低成本。

　　“区块链+物联网”的应用

　　“区块链+物联网”的应用越来越多地用于供应链、运输和物流、零售、汽车、医疗保健、制造、建筑、政府、能源和公用事业等各个领域，在这些领域，区块链物联网应用程序可用于流程自动化、供应链管理、智能城市、智能家居、资产跟踪和监控、数据分析、数据共享和通信、智能汽车、决策分析、家庭自动化和智能电网等目的。

　　1. 供应链

　　区块链和智能合约可能在5G物联网智能供应链中具有巨大的附加价值。用于跟踪目的的区块链物联网应用程序特别被供应链用于在货物运输时跟踪货物的位置，并确保它们保持在指定的条件内。区块链可以存储、管理、保护和传输所有这些智能信息，例如集装箱移动时的温度、位置、到达时间和状态。

　　传感器通过提供有关供应品在全球运输时的位置和状况的数据，使公司能够端到端地了解其供应链。不可变的区块链交易有助于确保所有各方都可以信任数据并采取行动快速有效地移动产品。

　　2. 维护

　　区块链物联网资产跟踪设备也被许多企业用于资产和机器的远程识别，以记录活动和输出，作为云解决方案的替代方案，这对于预测性维护建模尤其重要。比如跟踪用于飞机、汽车或其他产品的组件/备件的能力对于安全性和法规遵从性都是至关重要的。

　　存储在共享区块链分类账中的物联网数据使各方能够在产品的整个生命周期中查看组件的来源。从发动机到电梯，区块链提供了一个不可篡改的操作数据分类账和由此产生的维护日志。

　　3. 智慧城市和智能家居

　　区块链物联网解决方案越来越多地用于智慧城市，以实现智慧城市的支付、电子政务、安全和监控等服务。智慧城市是指在城市化中实施先进的现代技术，以提高人类生活质量。

　　区块链物联网解决方案也在智能家居中找到了自己的存在方式，使包括家用电器和设备的整个家庭环境实现自动化。因此，区块链可以推动不同的用例，例如智能家居监控、远程访问、能源优化、监控等。

　　4. 数据分析

　　区块链物联网也可以应用于数据分析以调查不同类型的数据。企业可以使用它进行预测性和描述性分析，以提高客户知识、提高运营效率并创造商业价值。企业越来越多地使用区块链物联网数据分析，通过分析大数据和小数据来提取有意义的信息来确定趋势和模式。

　　5. 智能医疗

　　区块链物联网在医疗保健行业有许多应用。该技术可用于使用智能设备提供高质量的医疗服务。物联网设备可以收集医疗保健数据，这些数据在线存储。医生可以随时访问它们，因此区块链可以实现安全可靠的物联网医疗自动化系统，用于实时监控、记录私人病史、安全共享医疗文件并支持有助于做出临床决策的重要数据

　　6. 智能农业

　　智能农业的概念可以彻底改变农业。农民可以使用智能区块链物联网农业应用程序来优化许多不同的活动，例如确定收割植物的最佳时间，因为这些设备可以检测天气状况和其他环境数据。但也可以根据土壤的化学成分创建肥料配置文件，并检测土壤养分和水分含量。基于区块链的农业物联网应用有助于提高农业生产的质量和数量，同时最大限度地降低成本。

　　区块链物联网市场2020-2026年预测

　　国外Markets公司发布一份预测报告，报告中预测了到2026年全球区块链物联网市场的发展情况。预测值得一提的是，未来对物联网安全性的需求、透明和不变性支持的简化流程以及区块链的高度采用基于智能合约和人工智能的物理网解决方案预计将激增全球区块链物联网市场的需求。现在，毛球科技带大家看看这个预测的主要亮点：

　　·全球区块链物联网市场预计将增长十倍，从2020年的2.58亿美元到2026年超过24亿美元，年均增长超过45%。

　　·鉴于硬件部分（包括物联网传感器和加密钱包）迄今为止的占比份额最高。由于部署、开发和管理区块链应用程序的需求和基础设施不断增长，预计软件和平台将处于领先地位。

　　·区块链使用加密机制，数据安全在2020年占据了迄今为止最大的市场份额。由于建筑行业越来越多地使用区块链物联网，预计智能合约部分将在预测期内增长最快。

　　·尽管由于政府举措不断增加以及在许多智慧城市项目中使用区块链物联网，政府部门迄今为止占据最大的市场份额，但供应链、物流、汽车、医疗保健、制造和建筑等垂直行业也有望增加对区块链物联网的高需求。

　　·在预测期内，零售业越来越多地采用区块链和物联网技术，预计也将推动市场增长。零售商越来越多地使用物联网和区块链技术来跟踪商店中的产品，防止产品篡改，并提高整个零售店的安全性。

　　结 语

　　当今5G物联网市场的预期潜力受到极其分散的物联网生态系统的限制。根据目前来看，区块链技术似乎是应对各种5G物联网挑战的最合适和最有效的方式。

　　因此，为了实现区块链的价值，创建具有普遍接受的标准和全球协议的共同生态系统至关重要。为此，迫切需要标准化的基础设施、开放的应用程序编程接口(API)和利益相关者之间的协作。

　　这意味着许多利益相关者，甚至是同一行业的竞争对手，也应该合作并使用共享的分布式账本平台。这个平台具有兼容的标准协议，使用户能够访问所有连接的应用程序。

　　如果以上预想能够实现，毛球科技认为那将是区块链、物联网和5G之间的伟大联姻。