可能影響到千萬人的創新:區塊鏈mix邊緣計算(上)

區塊鏈和邊緣計算是分佈式計算的兩個不同分支演化而來的兩個概念,在當前學術界和工業界得到了廣泛的關注。不少專家、學者認為將二者結合起來,可以發揮巨大的優勢、應用前景廣闊。

可能影響到千萬人的創新:區塊鏈mix邊緣計算(上)

我們先來了解兩者的基本概念和特性:

區塊鏈是什麼


區塊鏈是多種技術的整合,包含鏈式數據結構、分佈式存儲、加密算法、共識機制等核心技術。

它是一種全新的分佈式架構與計算方式;是加密數據庫,利用塊鏈式數據結構來存儲數據與驗證數據,提供了不可變的數據存儲;利用分佈式節點、共識算法來生成和更新數據,提供了去中心化的節點驗證方式。

所以區塊鏈技術具有信息共享、隱私安全、數據可靠和智能合約自動高效等特點,以區塊鏈為底層技術的價值互聯網既杜絕了信息篡改問題,又保證了信息的高速度傳播。

不過,區塊鏈在當前的發展階段還存在一些缺陷,例如應用範圍受到性能侷限、標準各異阻礙區塊鏈間互通等。

邊緣計算是什麼


邊緣計算是是指一種新型的在網絡邊緣執行分佈式計算的模型,邊緣節點可以提供數據處理的第一步,從而限制傳輸到中央服務器的數據量,是與雲計算相對的概念。邊緣計算與集中式的雲計算最大的不同,就在於其計算能力下沉,降低了移動交付的端到端時延。

移動邊緣計算(MEC)是在靠近物聯設備終端的位置上進行數據處理的方法;雲服務應該被轉移到更靠近終端用戶的地方,即移動網絡的邊緣節點,這樣能夠降低網絡負載,減少延遲和能耗,確保高效的網絡運營和業務分發能力,改善終端用戶的體驗。移動邊緣計算是推動 5G 系統發展的關鍵技術之一。而霧計算(FC)被認為是邊緣計算更一般化的概念。他們都具有靠近終端用戶、密集分佈、低延遲、移動性、位置感知等特性。雖然這幾個概念有所差異,但他們的研究領域通常是可以重疊並且互換的,所以下文將統一使用邊緣計算這一術語。

那麼區塊鏈和邊緣計算是相互矛盾,還是可以結合的呢?目前的理論研究顯示兩者結合有著廣闊的前景,並且相互融合對兩者發展都具有重要意義。


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區塊鏈對邊緣計算的完善


邊緣計算及其配套解決方案面臨的難題和挑戰主要包括以下方面。

數據安全:邊緣計算其控制層的設計思路與中心化的雲計算類似,具有中心化的控制層,中心化的控制層則意味存在數據和隱私的丟失、篡改、洩露等安全問題,分散的控制方式可能更易遭到攻擊同時帶來額外的安全風險。

在具有高移動性的移動邊緣網絡中,使用區塊鏈靈活透明地統籌密鑰管理程序中的成員出入,能夠大大提高密鑰管理的效率和準確性,保護參與者的密鑰及數據安全。加入區塊鏈的節點數據則更容易被監控和追溯、防範風險事件的發生。

隱私保護:除了數據安全,在移動邊緣計算場景下的個人或組織的隱私保護也是其面臨巨大的挑戰。通過例如Fabric區塊鏈的多通道(channel)數據分段與隔離方案並且允許用戶自定義敏感數據的加密方法,並提供條件訪問和授權解密查詢的方法,通過受保護的智能合約進行各項操作。


邊緣計算對區塊鏈的提升


區塊鏈已經成為一種非常有效的分佈式數據管理框架,已經被廣泛應用於眾多領域,如:金融交易支持、供應鏈管理、醫療數據維護等等。

在這些領域中,由於區塊鏈技術中的兩個重要概念一致性和工作量證明,需要通過部署大量的分佈式計算維護節點區塊鏈才能得以應用,而區塊鏈上數據的增添需要工作量證明,例如比特幣需要大量的礦機耗費大量的算力完成過程需要,這對設備的計算性能和能耗提出了高要求。雖然工作量證明並不是區塊鏈的唯一算法,面對區塊鏈的資源有限的性能瓶頸確實使市場基數更龐大的移動用戶很難應用區塊鏈技術。

而邊緣計算,則對於資源受限的移動設備而言,提供了一種更便捷的、低時延、且呈現分佈式的計算卸載平臺。由於邊緣計算設備相比一般的用戶移動設備(如普通的智能手機、個人電腦、可穿戴設備)具有強大的計算和存儲能力,而區塊鏈的服務需要強大的計算能力支撐。因此,邊緣計算為更廣大的移動用戶享受區塊鏈服務提供了可能。


可能影響到千萬人的創新:區塊鏈mix邊緣計算(上)

總而言之,區塊鏈與邊緣計算的融合是令人非常看好的一個創新方向,擁有非常廣闊的應用場景和空間。



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