区块链与物联网之间会发生什么

根据国家发改委对“新基建”的界定，区块链是属于新技术基础设施，物联网则属于通信网络基础设施，它们都是“新基建”的代表，那么区块链与物联网之间会发生什么？

“区块链+物联网”的核心问题

区块链兼有信息互联网和价值互联网的功能，对应着区块链的两类应用方向，并与物联网有很多结合点。

区块链应用于供应链管理、防伪溯源、精准扶贫、医疗健康、食品安全、公益和社会救助等场景，主要体现区块链作为信息互联网的功能，是用共享账本来记录区块链外商品、药品、食品和资金等的流向，让上下游、不同环节相互校验，穿透信息“孤岛”，让全流程可管理。

如果区块链外信息在源头和写入环节不能保证真实准确，写入区块链内只意味着信息不可篡改，没有提升信息的真实准确性。

因此，这个应用方向要解决的核心问题是如何让链外信息保真上链。

“区块链+物联网”的可行性

物联网设备不断从周边获取地理位置、温湿度、速度和高度等数据。物联网数据源头失真，在端侧主要有两类攻击手段。

第一类是窃取设备实物，篡改其内外部连接，令其收集错误数据并误当成正确数据并上传（指上传到云上或区块链上，下同）。

第二类是窃取设备秘钥，破解通信和认证机制，在逻辑上冒充实际存在的设备，或者伪造实际不存在的设备，并上传伪造的数据。

相应地，有两类抗攻击方法。

第一类是物理安全，比如采取防拆卸的外壳和安装措施，一拆即自毁或告警。

第二类是通过安全元件（SE）和可信执行环境（TEE）等技术，对秘钥等敏感信息进行妥善保护，特别是使每个设备的秘钥都不一样，即使破解了一个设备，也无助于破解另一个设备。

从目前实际部署的物联网设备看，涉及金融领域或国家有强制规范的设备的安全防护等级较高。消费类设备的安全防护较为有限，但也不是普通人能轻易破解的。

因此，物联网数据在源头的真实准确性有相当程度的保障。

物联网设备，只要安装无线通信模组，就可以实现无线通信，成为无线物联网设备。

所谓无线通信模组，本质上将无线通信的主芯片，以及外围的射频、电源和屏蔽罩等器件，焊在印刷电路板上。

物联网设备有两种整合无线通信模组的方式。第一种是MCU（微控制器或上位机）设计。

整个物联网设备以MCU为中心，无线通信模组仅仅作为MCU的通信通道。

第二种是“OpenCPU”设计。无线通信模组向物联网设备开放必要的软件接口，便于后者的业务处理软件在前者的处理器中运行。

不管是哪种是MCU设计，还是“OpenCPU”，物联网设备的计算、存储和网络连接等能力，随软件和硬件的不同，会有较大差异。

第一，大多数物联网设备能够运行哈希算法和公私钥签名运算等区块链计算。

第一，物联网设备厂商根据具体应用场景，选择不同器件，实现不同的网络连接能力，从偶发性传输少量数据的，到持续高速传输数据的都有。

第一，无线通信模组的行为是预先编程的，基本是确定性行为。只要模组软件设计成根据特定触发条件自动发起链上交易，物联网设备能否参与数字货币交易并调用区块链内智能合约。

第四，不同物联网设备的存储能力差异很大，从几十kB到几十GB的都有。

取决于存储性能，一些物联网数据可以保存在物联网设备上，一些物联网数据可以上传到云上。

在数据上链上，少量结构化数据可以直接写入区块链，大部分数据是以哈希摘要的形式上链。

在对物联网数据的分析上，因为区块链上计算性能限制，复杂分析一般不通过区块链内智能合约进行，主要还是在链下进行。

首先是云端，特别是分析算法复杂，并且数据上传和数据分析之间异步进行或时间差较大时。其次是边缘计算。物联网设备端侧采集数据后，采用近场或其他本地通信方式，把数据传输到边缘，边缘再将分析后的信息上云。最后，如果数据不离开物联网设备本地，一般是结合联邦学习或多方安全计算，实现数据不出去，而信息可控出去。在这些数据分析场景中，区块链主要只是提供一个接口，供查询链上数据（即原始数据或分析结果的哈希摘要）。

综合以上分析，大部分物联网能够运行哈希算法和公私钥签名运算。物联网数据主要存放在云上和物联网设备本地，少量结构化数据可以直接写入区块链，大部分数据是以哈希摘要的形式上链。物联网设备的安全防护措施能在相当程度上保障数据源头的真实准确性。数据自动上链，减少了人为干预，有助于保障数据在上链环节的真实准确性。上下游、不同环节的物联网数据上链，通过相互校验，也能在一定程度上保障数据上链的真实准确性。对物联网数据的分析，主要在链下进行，包括云上、边缘和物联网设备本地等渠道。区块链主要只是提供一个接口，供查询链上数据。只要针对应用场景做好可编程设计，物联网设备能够参与数字货币交易并调用区块链内智能合约。

“区块链+物联网”的结合的一个基础要求是，通过模组或更复杂的芯片技术对物联网设备引入唯一ID，即数字身份（公私钥）在硬件底层实现不可篡改。物联网设备的ID广泛应用在物联网数据记录、上云、上链以及数字货币交易等方面。这样，物联网中的数据存储、传输和挖掘以及价值交互就能以可信方式进行。区块链作为分布式信任基础设施的功能主要体现在两个方面。

第一，提高物联网数据的安全可信，这适用于存在云上以及物联网设备本地的数据，以及少量写入区块链的数据。

第二，为物联网设备之间的数字货币交易提供基础设施。

区块链和物联网——价值物联网

大数据管理

在网络上多个不同设备不间断收集数据时，数据量是非常庞大的。而物联网系统又是由中央服务管理器管理，那么该系统将负责数千甚至数万设备。

如此以来，这么大的数据量，系统必须有一个足以处理所有数据的存储设备，一个能够强大的数据处理系统和高效的手机、交付系统。看似简单，但这三种资源的获得和维护并非一帆风顺，无论成本或是技术都有很大的挑战性。

区块链技术在某种程度上解决了这个问题。在区块链网络中，没有设置中央服务器，每个节点都有各自的数据副本，可以独立处理。

系统在获得传递参数后，会将网络中其它节点与传递的参数对比，如果一致，那么将达成共识，也就能够处理交易。物联网其实可以模仿区块链这一方法来消除中央服务器带来的各类问题。

安全性和隐私更加得到保障

中心化系统最大的缺陷莫过于数据收集和处理都要存储在中央服务器。假使中央服务器出现故障，那么所有与其连接的设备将都停止一切响应。此外，中央服务器一旦被黑客入侵，那么存储在其内的所有数据都会破坏。

区块链网络扬长避短，在网络中对所有数据加密保存，只有参与这个网络的节点才能够访问。而且网络验证的节点必须一致，使得数据无法篡改。

另外，区块链中数据的存储方式采用分布式存储，这样即使服务器滞后，设备也会正常运行。在没有区块链之前，之一切几乎都不可能实现，但正是因为区块链，物联网设备不需要通过第三方连接。他们可以生成点对点连接以建立信任。

成本更低，系统更稳定

物联网中的基础设施中使用的服务器是专用的。在专业方面，产品价格相对昂贵。使用分布式帐本系统去除了中央服务器的使用，这反过来将降低系统的总体成本。更重要的是，这些服务器，因为它们独特的设计方式和专业的执行功能，因此维护价格非常高。如果使用分布式系统将会省下一大笔资金。

而且，从环保角度而言，物联网在区块链中的运行是绿色环保的，由于传统的中央服务器非常耗电，有时需要额外的设备来冷却它。

“区块链+物联网”将在新基建中发挥重要作用

在不久的未来，物联网设备数量将远超移动互联网设备数量。物联网设备之间将发生丰富的经济活动。

物联网数据将远超互联网数据，将成为数据要素市场的重要组成部分。

“区块链+物联网”对物联网数据提供的安全可信性，将为物联网数据的分析和利用打下坚实基础。

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