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区块链和物联网有关系吗?

来源:http://www.4sports-uk.com 作者:3522.com 时间:2019-08-10 11:07

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原创 2018-03-11 区块链币圈

物联网(IoT/Internet of Things)是目前非常热门的技术领域之一,也是未来社会的重要信息技术基础设施,特别是智慧化生活与数据化生活,统统离不开物联网。物联网从字面的意思来看,是“物物互联的网络”,这里所指的物物通过各种传感器自动采集相关数据、并以之联网,所以物联网就是由各种各样采集数据的传感器所组成的互联网。

物联网不需要区块链来颠覆,需要的是区块链来完善和创新

为什么要用传感器采集数据?原因有两个:一个是传感器可以采集许多人的感官无法感知的数据,另一个是传感器可以采集比人的感官更精准的数据。举例来说,当人类在户外活动时,可以凭借体感和观察感受到温度、湿度、阳光、风向等等,但并不能将这些感受精准量化,而没有精准量化的数据也很难发挥更大的效用。采用传感器或不同传感器,不仅可以采集到户外环境的各种精准数据、甚至还可以采集到户外环境各种精准数据的变化趋势,或者户外环境各种精准数据之间的相互关系。总之一句话,由传感器组成的物联网,可以将世界完全数据化,几乎所有的活动都可以量化为一组组精准的数字。

目录:

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一、序言

设想,在未来的家居中,灯光、窗帘会根据室内外光线的变化而自动开关,空调也会结合室温与体温的最佳组合而自动调节,各种侦测警报器会保护你和家人不受任何侵害,冰箱会提醒你及时补充食材、洗衣机会告诉你衣服的磨损程度……这一切都离不开传感器和物联网。只有物联网才可以通过传感器将各类数据采集并通讯,所以物联网是数据产生的源头。

二、2017年物联网行业发展现状

那么,物联网和区块链可以擦出什么火花?区块链是一种去中心化的过程数据管理技术,任何上链的数据可以不再被随意篡改、上链的数据可以自动触发事先设定的智能合约执行、上链的数据可以依据时间顺序追溯至创世之初。但是区块链不能解决的问题,是不能保证上链的数据的真实性,如果在上链时数据就存在谬误,那么区块链只能在谬误的数据基础上向后发展。所以,区块链存在一个巨大的漏洞,如果一开始就错了,那么即使过程再正确也仍然是错的。如果在区块链中,有人恶意制造谬误交易信息,就可以完全瘫痪整个系统。

三、物联网行业面临的问题

区块链的交易信息来自于各个节点,虽然存在共识机制,节点在发起交易时需要先对全网节点进行广播,取得过半节点对交易的认可,才可以记入区块链,但是仍然无法排除有意或无意造成的谬误交易的产生。一旦谬误交易产生,等于是有错误数据被记录在链,如果这些数据同时也是后续交易发生的触发条件,那么可想而知,差之毫厘、谬以千里。

四、区块链的解决方案

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五、物联网概念区块链具体应用分析

但是,区块链的短板是可以通过物联网加以补足,物联网是基于传感器、完全不依赖人力干预,因此如果将区块链的前端与物联网连接,就可以在一定程度上解决区块链上链数据的诚实问题。为什么说“在一定程度上解决”?因为虽然传感器不会说谎,但是传感器可能因为安装或技术问题,导致采集的数据存在偏差或瑕疵。所以,更准确地描述,应该是物联网所采用的、机器属性的传感器,如果能够正确采集数据,那么就可以完全解决区块链上链数据的诚实问题。

六、总结

其实,物联网可以帮助区块链解决数据上链时的真实性问题,区块链也同样可以帮助物联网实现去中心化。去中心化的优势就在于,不存在任何超然的节点,整个网络既不可能被劫持、也不可能被破坏,而物联网同样存在这样的需求,从安全角度看,物联网内不应存在任何可以控制其他设备的超级设备,因为这样的超级设备一旦被不怀好意者劫持就可能导致整个物联网的控制权拱手让人,甚至如果这样的超级设备一旦出现故障都可能导致整个物联网的瘫痪。因此,物联网内的设备之间通过区块链进行连接,可以实现去中心化,任何一个节点出现问题都不会影响整个物联网的正常运行。

                        一、序言

所以,区块链和物联网是相互需要的,彼此间取长补短,从而形成稳定坚固的系统,成为未来世界智慧化、数据化的基石。

2018年春节期间,区块链币圈连载了《我眼中的价值币》系列文章,认为利用区块链技术,最有可能改进现有行业的应用,主要是在游戏娱乐、支付、物联网、社交通讯、去中心化交易所、数据交换等行业。经过这些天我们TokenClub投研团队结合各类行业、项目的分析,我们认为之前的结论有些太乐观了,区块链技术在具体行业的应用,将是个缓慢而长期的过程。我们会调研各类行业资料,从现实中行业发展的角度来深度解析各类区块链概念板块,力图给大家呈现真实的区块链发展现状。

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这一期的内容是物联网,介绍物联网行业发展现状、规模,面临的各类问题,以及区块链技术如何在物联网行业里应用等,并做出理性客观的分析。

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      二、2018年物联网行业发展现状

2.1 物联网概念

百度百科对物联网的定义为:物联网是物物相连的互联网。包括两层含义:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。

我们可以认为物联网是互联网的应用拓展,它通过传感器、通信模块、智能芯片等使物体联网,实现物与物、物与人、人与人之间的数据交互和信息传递,在此基础上实现“万物互联、万物互通”的价值。

2.2 物联网完整产业链

对于一个产业来说,必然存在上下游(技术、研发、原材料、生产制造、销售、运输等)关系,各个不同的参与主体,共同构建整个产业的繁荣。而在物联网领域,其完整产业链可分为感知层、网络层、平台层和应用层等四个层级。

感知层是物联网的底层,其功能主要是通过传感器采集物体上的各类信息。

网络层的主要功能是通过各类通信协议,将感知层中采集的信息传输至平台层。在网络层中,较为知名的协议 有eMTC,NB-IoT、SigFox和LoRa等。

平台层则是以云计算为核心,将传感器在物体上采集到的数据进行汇总和处理。

应用层是物联网产业链的最顶层,是面向客户的各类应用,例如智能家居、共享出行、智能电网、车联网、智慧城市等实际使用场景。

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2.3 物联网市场发展规模

整个物联网产业的发展规模有多大,市场前景如何,先来看一组数据:

据咨询公司Venture Scanner最新统计,截至2017年Q1,全球物联网行业相关公司已经突破1800家,覆盖软件开发、智能家居、智能汽车等20余个领域,融资金额达320 亿美元。

据Yole Department数据显示,MEMS和传感器市场规模将从2016年的380亿美元增长至2021年的660亿美元,复合年增长率(CAGR)达12% 。

贝恩咨询公司预测,到2020年,出售硬件、软件和综合解决方案的物联网服务供应商年收入可达4700亿美元,可用利润达600亿美元。同时贝恩预测云服务提供商、分析和基础设施软件供应商将对物联网交易产生重要影响。

前瞻研究院数据显示,截至2016年我国物联网市场规模约为9600亿元人民币,同时该机构也预测2018年我国物联网市场规模有望超过1万5千亿元。

据BI Intelligence数据显示,2018年全球物联网设备将超过90亿台,约占所有联网设备一半,另一半则是已普遍接入互联网的电脑、手机、电视、平板等设备。

据 IDC数据显示,2020年全球将超过250亿台设备联网, 同时在网用户将达44亿人。

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从以上数据可以看出,物联网产业的市场规模很大,设备接入量将近百亿台,蕴含的发展潜力巨大。

3522.com,2.4 物联网应用场景

物联网作为一个大趋势,并不是独立存在的一种新行业,而是与不同领域的传统行业深度结合,由物联网给传统行业赋能,在此基础上形成的一种新生态模式。物联网在不同领域都有着广泛的应用场景,比如车联网、智能家居、智能照明、智慧城市、智能电网、智慧农业、地产楼宇、医疗等。

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数据来源:INCIBE《可信可管的物联网世界》

同时,物联网在工业生产领域,也有着重要的应用场景。同时,物联网在工业生产领域,也有着重要的应用场景。工业物联网将生产过程的每一个环节、设备变成数据终端,全方位采集底层基础数据,并进行更深层面的数据分析与挖掘, 从而提高效率、优化运营。

2.5 物联网产业链及各环节公司介绍

物联网完整产业链分为感知层、网络层、平台层和应用层等四个层级。在四个层级,参与的公司和业务各不相同。

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在感知层,各类传感器、芯片等主要由国外大公司,如BOSCH、德州仪器、意法半导体、高通等半导体巨头主导,它们在传感器设计、研发、制造等方面投入了几十亿甚至上百亿的资金,目前在传感器等与物联网相关的基础硬件销售市场上,占据了极大地份额,已经形成了很明显的技术壁垒、市场壁垒。

在网络层,各种网络通信协议的制定,各类底层芯片、通信模块、终端设备、基站网点等基础设施建设,建立起覆盖面较广的物联网络,主要是由各大运营通信商如联通、移动、电信,芯片通信公司如华为、高通等主导。这方面,也有着很高的技术和市场准入门槛。

在平台层,主要是为各类传感器搜集的数据提供云计算资源、数据存储、数据分析服务,以及对各类物联网设备的管理,这类服务由运营商、云计算厂商、互联网巨头、初创公司等提供,运营商提供流量带宽资源,云计算厂商提供计算资源、数据存储资源,互联网公司提供设备管理、连接管理等SAAS软件服务系统资源,初创公司则在数据分析、应用支撑等平台方面贡献力量。也有一些公司,结合自身优势,做物联网平台层的整体商业解决方案。

在应用层,主要是物联网技术在现实生活中的具体应用和服务,这类主要是一些互联网公司、运营商、初创公司等提供类似的场景应用和服务,如OfO共享单车,小米的智能家庭,特斯联的楼宇智能化服务等。

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对于初创型公司而言,由于感知层和网络层已经形成了巨大的市场、资金、技术门槛,想要寻求突破的话比较艰难,目前比较好的进入物联网产业链的方式是在平台层和应用层上面提供服务,比如为下游基础设备厂商提供智能设备连接管理,对各类传感器数据进行分析处理及数据可视化来协助相关企业提升效率和成本,以及通过数据分析来实现其背后的价值和新商业模式(客户、产品、市场)的探索。

目前市场上,在平台层和应用层上的创业类公司,国外比较出名的公司有Jasper(协助全球运营商搭建基于SIM卡管理系统的物联网平台和服务),国内有云智易(面向家庭、 商圈、社区等智慧生活领域提供从PaaS层到SaaS 层的物联网平台服务),特斯联(为建筑、城市提供物联网解决方案的云平台),机智云(为企业提供物联网开发工具和接入服务)等。

经过对物联网四个层级的各类公司的分析,我们发现一个结论:目前没有一个厂商或公司能做到从底层传感器制造、网络传输到上层应用分析的一整套解决方案,因此物联网行业里的公司,更多的是结合自身优势进行广泛联盟,并由此建立自己的生态系统。

三、物联网行业面临的问题

传感技术、通信网络、云计算等技术的突破,促进了物联网产业的发展壮大,但在物联网领域,也存在着一系列瓶颈与问题,表现在以下几方面:

硬件方面:由于物联网应用场景的不同,传感器的种类众多,作用各不相同,在很多细分场景,存在着成本与规模的问题;传感器本身需要一些半导体材料、生物技术、芯片技术、封装工艺等的支撑,其技术更新换代会受到限制。

标准兼容方面:物联网终端设备的千差万别,通信协议的差异,不同的应用场景需求,导致物联网领域的各类标准不一致:硬件协议、数据模型标准、网络协议、传感器标准、设备连接标准、平台兼容性、第三方应用接口、服务接口等。各类标准不一致会导致资源浪费、设备互通调用上存在各类问题。

数据存储问题:目前对物联网设备信息采集后的数据,是存储在中心服务器(云服务)上,但随着联网设备数量的几何级增加,数据的存储成本、存取效率、性能稳定性等方面,会有巨大的考验。

数据分析问题:目前对采集后的物联网设备数据的处理,只是简单的设备联网管理、运行状态等方面的数据处理和服务,缺乏对数据的深度挖掘和价值运用在企业提升生成效率、收益等方面。这方面也会受制于人工智能和大数据技术的发展。

行业应用场景问题:目前基于物联网的行业应用场景尚处于初期,智能设备联网后并未通过智能化改善人们生活及问题,消费者意愿不强烈,缺乏成熟的商业模式。

安全问题:物联网领域在智慧城市、交通、能源、金融、家居、医疗等方面都有具体的应用场景,在这些场景中,各种不同类型的设备连接数量和数据传输量,都会达到前所未有的高度,其执行环境又各不相同,传统的网络安全防御面临着巨大挑战。安全问题表现在2个方面,一个是机器被攻击或篡改后对系统安全、个人生命安全的影响,另一个是数据泄露问题。物联网领域一旦产生安全问题,危害将极大。

四、区块链解决方案

从以上对物联网行业的发展现状、规模等方面,以及物联网完整产业链四个层级(感知层、网络层、平台层和应用层)企业分布情况,可以得出结论:物联网行业本身是一个上下游衔接很完善的行业,虽然其本身发展中会存在一系列瓶颈与问题,但这些问题是一个行业性的系统性问题。

运用区块链技术对物联网行业进行改造,并不是一个颠覆的过程,而是一个融合的过程,是物联网产业像融合云计算、大数据、人工智能技术一样,来融合区块链技术,运用区块链技术去解决或完善物联网产业中的某些环节或问题,而非去重新去走一遍物联网行业的各环节的流程,这基本是不可能的,也是不必要的。

基于这个认识,我们认为区块链技术在物联网行业里的运用,主要是在平台层和应用层层面,结合物联网发展自身面临的问题,区块链主要运用的方向在于2点:数据安全隐私保护和新商业模式探索(数据交易结算)两方面。

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4.1 数据安全隐私保护

目前的物联网应用基本上都是采用中心化的结构,所有的数据汇总到云资源中心进行统一控制管理。物联网平台或系统一旦遇到安全漏洞或是系统缺陷,信息可能存在泄漏风险。另一方面,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,运营商或平台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等。这些都会造成数据的安全隐私问题。而采用区块链技术,数据发送前进行加密,在数据传输和授权的过程中,加入身份验证环节,涉及到个人数据的任何操作,都需要经过身份认证进行解密和确权,并将操作记录等信息记录到链上,同步到区块网络上。通过区块链的这种方式,是可以在一定程度上保护用户数据的安全隐私问题。

4.2 新商业模式

目前的物联网仅仅是将设备连接在一起,完成数据采集和设备控制功能,并不具备很高的智能,未来的物联网需要的是各终端联网设备具有一定的智能,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,比如数据间的交易、价值转移等。在这个过程中,必须保证数据的授权可信、可验证,以及数据交易的整个过程完整记录并无法篡改。

要实现这些功能,在中心化架构下,不同利益主体间很难完成机器数据间的自主协作和交易。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。采用区块链技术最大的优势在于,能够提供去信任中介的直接交易,通过智能合约的方式制定执行条款,当条件达到时,自动交易并执行。这种方式可以产生很多应用场景,比如通过智能合约控制家中的电冰箱在饮料不够的时候直接向附近超市下单进行采购,超市送货时,根据货物条码自动扫描确认订单和完成支付等操作。

我们觉得区块链技术在物联网行业的应用,主要是基于以上两点。当然,也可能出现如下方面的应用,但经过分析,我们发现,这些应用需求属于看起来有道理有需求,但却很难落地。

4.3 降低成本

随着物联网技术的进一步应用,物联网连接设备数量呈几何级增长,中心化服务需要付出的计算、存储和带宽成本会加大企业成本压力。运用区块链的分布式点对点特点,是否可以将物联网数据的采集、传输等环节,通过区块链网络进行分布式传输和存储,从而避免引入大型数据中心的数据集中管理和同步呢?

经过研究我们发现,区块链的点对点分布式存储和计算,在其他领域,面对数据类型差不多,或是数据量不是很大的情况下,是可以实现并提高效率和成本的,但在物联网行业很难真正执行。

在物联网行业里,海量的物联网设备,各种设备本身的多样性,数据传输内容的不同,数据的庞大体量,相对于中心化的集中存储及处理,分布式所带来的系统复杂度、不稳定性、兼容性等难度会大大增加,再加上目前底层公链的性能问题尚不足以商用,从实现难度的角度来讲,并不是一个很好的方案,会有很多的技术难点需要解决,甚至会增加成本,降低效率。

4.4 安全问题

物联网行业很重视安全,在物联网规划建设时,会从设备芯片、终端、网络安全、管理平台、应用和使用等各个方面来构建端到端的安全防御体系。这样一套安全防御体系,本身是比较安全的。如果出现安全问题,运用区块链技术也无法解决,或者使其更安全。区块链的数据防篡改属性,需要在数据本身安全有效的情况下,可以实现,但当各类终端设备不安全,或是网络不安全时,传递的信息本身就是错误的情况下,将其记录在区块链上,是无法解决数据安全问题的。区块链技术在物联网安全领域里,只是一项必要而非必须的方案。

同时,物联网龙头企业已经在积极布局区块链了。根据Forrester wave的物联网报告显示:IBM、PTC、GE、思科和微软已成为占据物联网平台市场的主导企业。IBM、微软、亚马逊和SAP都在各自的物联网云平台上提供区块链技术相关服务,为未来海量的物联网设备接入提供弹性资源池,做了超前布局。

五、物联网概念区块链具体应用分析

接下来我们来分析下目前一些物联网概念的区块链项目,分析其特点,剖析项目是否可行,以及在物联网行业里到底有着怎样的优势。

基于物联网概念的区块链项目,主要有IOTA、WTC(沃尔顿链)、ITC(万物链)、RUFF、UCT(优物链)、DATA、INT、SDA(六域链)等。

5.1 IOTA(埃欧塔)

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