區塊鏈必須適應在物聯網中建立信任

邊緣很混亂。

而數十億將組成物聯網的互動設備所處的邊緣就是物聯網數據生成和執行的地方。

Ť 這裡往往不可靠的物理周界在物理世界的原始感發生:在屋頂和空間站,內礦和飛機發動機,集裝箱船和太陽能電池板。即使是聚合,過濾,標準化和逐漸解釋數據,或將其發送到雲以進行其他分析的邊緣同行,通常都是可移動的,具有間歇性連接,並且會受到衝擊,振動或極端溫度的影響。

隨著物聯網和智能的增加,我們對它們自主形成網絡,交換信息和協調我們行為的行動的需求也會增加。

例如,當我們在線訂購一件衣服時,我們間接呼籲時裝設計師,原材料供應商,物流公司,海關,分銷商,進口商,買家,庫存管理系統,客戶管理系統,銀行,用於產品佈置和定價的網絡管理系統,零售商和最後一英里送貨司機。

如果這些參與者中的每一個都能夠近實時地瞭解我們的採購情況以及從工廠到前門的進展情況,他們可能能夠近實時地協作優化多個獨立系統,從而使我的產品儘可能快地進入儘可能保持良好狀態 - 特別是如果在途中出現無法預料的挫折 - 輪胎爆胎! - 準備下一個訂單。

然而這些網絡的形成充滿了問題。在最好的情況下,收集,共享和採取的信息在質量和可用性方面不一致。在最壞的情況下,它為惡意參與者提供了全新的攻擊媒介。當事情按照我們的行為進行計劃和行動時,我們希望確保他們用來做出決策的數據是值得信賴的。

當中央機構協調設備配置,數據收集和清理以及數據傳播時,確保信息的可靠性已經足夠困難。但是,分佈式網絡不能依賴中央當局。

傳統的方式來斷言和驗證參與者的身份和完整性失敗,因為參與事物由不同製造商製造,運行不同的操作系統,與不同協議進行通信,並代表不同動機的不同所有者行事。答案很可能在於被稱為“區塊鏈”的新興技術。

Blockchain -或一般的分佈式總賬技術-用於表達和所創造和交換的信息共享建立信任提供了希望的東西:T 他那是blockchain事件的不可變的日誌提供了建立權威的信息來源的一種手段; 記錄和執行訪問信息的政策; 並通過“智能合約”自主行事信息。

然而,雖然有巨大的希望,但區塊鏈技術必須大幅發展以滿足物聯網的獨特需求。物聯網應用的獨特特性強加了技術和經濟兩方面的要求,導致我們得出的結論是,物聯網應用必須位於超出區塊鏈的經濟,法律和監管環境之內。特別是,儘管傳統區塊鏈應用將所有權力都歸於區塊鏈,但我們相信物聯網應用必須實現權威平衡。

技術要求

建立對事物之間共享信息的信任為區塊鏈技術提出了新的要求。區塊鏈技術通常作為定義明確的確定性系統的權威。但是,由Things創建的信息位於區塊鏈之外,並且是眾所周知的不明確和非確定性的。為定性數據提供信息保證對技術提出了新的要求。

要求1 :參與者的身份和聲譽是信任的核心,必須公開。

像比特幣這樣的公共鏈通常提供資產交易的歷史記錄,同時匿名(或至少試圖隱藏)執行交易的人的身份。但是,對於物聯網應用程序,信息變得比簡單的資產所有權更為複雜。特別是,在邊緣產生的大部分信息是強烈定性的; 一旦信息變成定性信息,其來源 - 包括來源的身份和聲譽 - 至關重要。例如,區塊鏈可以準確地記錄訪問權轉移到一條信息,該信息聲稱一個集裝箱在城市中運輸。然而,區塊鏈不能斷言運輸記錄中捕獲的GPS讀數的真實性。

來自加密貨幣世界的純粹主義者會爭辯說,“許可區塊鏈”是一種矛盾; 然而,加入網絡的參與者需要某種形式的身份驗證,以便他們可以信任Thing為集體貢獻的信息。這種需求導致了私有的,被許可的,封閉的和企業區塊鏈的形成 - 所有變體的主題是限制參與分佈式網絡。還有另外一種可能性,即事物可能被識別或以其他方式被證明可以向其他公共區塊鏈貢獻信息 - 某種混合模式試圖驗證輸入但不限制輸入者。其他可能的解決方案涉及使用匿名憑證和可驗證的索賠。

要求2 :受控訪問信息至關重要。

通常,區塊鏈交易是透明的。編制和執行參與者之間詳細協議的智能合約的引入使這一概念複雜化。企業不喜歡與競爭對手分享機密數據。智能合同將成為物聯網中的強大工具,特別是在包括第三方物流公司的供應鏈中。在轉移監管資產的交接點出現爭議是很常見的。證明容器溫度保持在合同參數範圍內的能力應該能夠立即觸發付款。或者反過來說,證明所有參與者都能看到的十方供應鏈中第八方監管下的好東西會很快解決指責。這個證明必須在沒有透露額外的機密信息的情況下構建。例如,如果組織正在收集該容器中的農產品的投標,組織可能不希望所有投標人都看到每個投標或瞭解最終銷售價格。一般而言,通過交易共享的信息受制於一套潛在的複雜訪問策略。

要求3 :效率至關重要。

區塊鏈的另一個核心原則是冗餘計算和存儲:每個參與者處理所有交易並維護分類賬,從而為整個網絡的存儲創造了不斷增長的需求。在IoT中,邊緣處的輕量級節點通常具有非常有限的存儲和計算能力(因為它們的主要目的是儘可能經濟地檢測原始數據),IoT區塊鏈可能需要識別網絡中各種節點及其相對位置能力。區塊鏈本身可能需要編排哪些客戶端充當輕量級節點,哪些客戶端充當驗證器。此外,我們可能會看到越來越多的共識機制,不需要大量的計算能力或專用硬件,因此更容易擴展或運行在現有的部署設備上。(注意,另外,儘管冗餘經常被視為區塊鏈完整性的一個特徵,但是它會增加惡意攻擊者的成本,以致打破網絡共識並引入欺詐性交易,同時也會增加機密風險。總帳複製為尋求訪問個別節點敏感數據的攻擊者提供了廣泛的表面區域。)

要求4 :連接性是間歇性的; 斷開連接時必須採取措施。

間歇性連接似乎對物聯網而言是矛盾的。正如雅各摩根在2014年為福布斯定義物聯網所做的那樣,“簡而言之,這就是基本上將任何設備連接到互聯網(和/或互聯網)的開關開關的概念。” 物聯網社區花費了大量的時間來支持普遍的連接性並降低傳輸和存儲成本; 然而,我們現在自信地在連接性和電池壽命,連接性和傳輸成本,連接性和基礎設施成本之間做出權衡。有許多邊緣節點通過設計間歇地接收或發送少量數據。實質上,驅動邊緣自主交互的相同力量也需要區塊鏈來適應連接性約束。

要求5 :行動必須是可逆的。

至此,我們討論的要求在區塊鏈技術的核心上相當具有邊緣性,側重於性能和部署特性; 然而,這一次代表了該技術核心原則之一的根本轉變。具體而言,區塊鏈技術建立在不變性原則基礎上; 一旦某個事情被提交給日誌,它就永遠不會改變。這一原則特別適用於保存明確和確定性事件(例如代表資產所有權轉讓的交易)的記錄。但是,來自邊緣的數據往往是凌亂的。

Thing的物理能力限制了精度和準確性。並且在邊緣生成的信息受到各種難以檢測到的惡意攻擊。由Things創建(並消耗)的數據的混亂導致與區塊鏈技術衝突的模糊性和非確定性水平。例如,考慮一個智能合約,根據測得的交通流量調整道路上車輛的目標速度。影響流量傳感器準確性的天氣問題可能會觸發無意中目標速度的調整。當貨運集裝箱抵達設施時觸發自動付款時可能會出現更麻煩的示例。一個錯誤的RFID閱讀器可能會報告一個實際沒有到達的容器的存在,從而導致不適當的資金轉移。

通常,某種形式的外部追索權可以審計和規定解決這些問題的糾正性交易(儘管這意味著存在外部機構)。但是,信息本身存在問題時會出現問題。例如,個人信息可能洩露到交易中; GDPR和其他隱私法規的影響可能要求將信息從記錄中刪除。儘管我們期望它在這些應用程序中更常見,但這個問題對於物聯網應用程序並不是唯一的。

經濟要求

除了技術要求之外,在物聯網領域採用區塊鏈是簡單的經濟障礙。企業熟悉中央系統和傳統的線性供應鏈,它們運作良好。當供應鏈的一端有強有力的購買者時,該實體有充分理由建立一個分佈式數據庫(集中管理),並要求參與其供應鏈的所有供應商向其輸入數據。

在我們進入多重重疊的生態系統和複雜的非線性動態供應鏈領域之前(想想:分佈式製造與任何給定的Thing印刷的每個都有獨特的知識產權,設備和認證的十幾名撰稿人),很難找到在經濟上引人注目的用於真正分散的分類帳。

然而,這些老牌企業所處的競爭環境正在迅速變化,3D打印實現了分佈式製造,並且圍繞機器學習和其他快速發展的技術降低了入門障礙。為了競爭,企業可能會被迫採用更開放的系統。物聯網行業不可避免地擴展到更復雜的生態系統。因此,我們預計區塊鏈的引人注目的用例將變得更加明顯。

這是一個難題。單一強大的採購者圍繞供應鏈協調生態系統,因為他們通過這樣做來產生收入。分佈式協作導致分佈式價值,因此,任何單一的現任實體都無法設置分佈協調的基礎架構。區塊鏈特別適合微觀交易,因此規模可能有助於解決此問題。物聯網社區已經看到了一些訂閱模式和非營利模式。但是,直到出現一個清晰,可重複,引人注目的商業模式,採用區塊鏈將會變得緩慢。

在接下來的幾年裡,我們可能會看到越來越多的試點和小規模部署將使用該技術進行次優用途,例如標準供應鏈與十幾名參與者提高資產跟蹤或出處的速度並減少爭端通過審計 - 物聯網的所有重要進展。在這些早期試驗中,行業和生態系統領導者將試圖證明成本節約或增量收入。

隨後,我們將見證允許跨組織設備身份和配置的標準的發展,以及用於跨各種物聯網設備分區工作負載的早期方法,以及通過鏈接的可信執行引擎保護數據或其元輸入或保留加密狀態因為數據跨邊緣,霧和雲節點移動。設備將自動形成社區,交換信息,並根據他們的互動為我們提供行動選項。

最後,我們可能會看到在邊緣產生的數據的相稱性 - 而不僅僅是跨自治的事物或組織,而是跨自治的生態系統。在這一點上,區塊鏈比管理非線性供應鏈的複雜性,管理身份,出處,共享數據集和運行智能合同更集中。

雖然我們將信任機器做出某些決定並對我們的行為採取一些行動,但物聯網企業始終希望保留撤銷或逆轉智能合約所採取行動的能力,因為人類在應急計劃或未來方面臭名昭著預測以及將按照我們的行為行事的設備也經常負責保證我們的安全。

建議

我們經常談論區塊鏈作為社區內互動的可信第三方的替代品; 也就是說,社區將區塊鏈的最終權威歸於“真相”。然而,對於圍繞物聯網建立的應用程序,區塊鏈必須位於一個更大的環境中,該環境包含機構關係,法律要求和法規控制。

對於那些部署基於區塊鏈的解決方案的物聯網用戶而言,認為區塊鏈的防篡改性能可以確保信息的完整性和可信性(以及有關該信息所驅動的行為),這確實存在實際的危險。

一個更現實的觀點是,區塊鏈的作用從一個“共享真相”的來源轉變為一個系統狀態,到一個可能需要在未來進行調整的“決策和行動”日誌。


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