区块链必须在物联网中建立信任

艾欧体(Aiouti)物联网资讯:构成物联网的数十亿交互设备所在的边缘也是物联网数据生成和执行的地方。

随着物联网的互联性和智能化程度的增加,我们对自主形成网络,交换信息和协调我们行动的需求也会增加。

例如,当我们在网上订购一件衣服时,我们也在间接访问时装设计师,原材料供应商,物流公司,海关,分销商,进口商,买家,库存管理系统,客户管理 系统,银行,用于产品布置和定价的网络管理系统,零售商和最后一英里的送货司机。

如果这些参与者中的每一个都能近乎实时地了解我们的采购情况,以及货物从工厂到目的地的进展情况,他们就能够合作实时地优化多个独立系统,从而使我的产品尽可能的保持良好状态 – 特别是如果在途中出现无法预料的挫折 – 轮胎爆胎时尽可能快的准备下一个订单。

但这种网络的形成充满了问题。最好的情况就是收集,共享和采取的信息在质量和可用性方面不一致。最坏的情况:它可能会为恶意参与者提供全新的攻击载体。当事情按照我们的计划进行时,我们希望确保他们用来做出决策的数据是值得信赖的。

当中央机构协调设备配置,数据收集和清算及数据传播时,确保信息的可靠性是非常困难的。但是分布式网络并不依赖中央机构。

用传统的方式来断言和验证参与者的身份和完整性是失败的,因为参与的事物由不同制造商制造,运行于不同的操作系统,在不同的协议间进行交流,并为不同目的的不同所有者行事。答案很可能在于被称为“区块链”的新兴技术。

区块链 – 或者分布式分类账技术 – 为表达和建立共享信任提供了希望:区块链上的不可变记录提供了建立权威信息来源的方式; 记录和执行访问信息的政策; 并通过“智能合约”自动执行信息。

然而,虽然有巨大的希望,但区块链技术必须彻底改革才能满足物联网的独特需求。物联网应用的独特特性强加了技术和经济两方面的要求,因此我们得出的结论:物联网应用必须建立在区块链的经济,法律和监管环境之内。虽然传统区块链应用将所有权力都赋予区块链,但我们认为物联网应用必须实现权力的平衡。

技术要求

建立对事物之间共享信息的信任,对区块链技术提出了新的要求。 一般来说,区块链技术通常是定义明确的确定性系统的权威。 但是,由物联网创建的信息位于区块链之外,并且众所周知是非常不明确且具有很强的不确定性。所以为定性数据提供信息保证也对技术提出了新的要求。

要求1:参与者的身份和声誉是信任的核心,必须公开。

像比特币这样的公共区块链通常会提供资产交易的历史记录,同时匿名交易人的身份。 但对于物联网应用程序,信息变得比简单的资产所有权更为复杂。 特别是,在边缘产生的大部分信息是强烈定性的; 一旦信息变成定性信息,其来源 – 包括来源的身份和声誉 – 就变得至关重要。例如,区块链可以准确地记录访问权信息的变化。但是不能判断运输记录中捕获的GPS读数的真实性。

来自加密货币世界的纯粹主义者可能会争辩说:“许可型区块链”是一种矛盾修饰法;加入网络的参与者需要某种形式的身份验证,以便他们可以信任物联网为集体提供的信息。这种需求导致了私有的,许可型的,封闭的和企业区块链的形成。还有另外一种可能性,即物联网可能被识别或以其他方式被证明可以向其他公共区块链提供信息 – 某种混合模式试图验证输入但不限制输入者。其他可能的解决方案还包括使用匿名凭证和可验证的索赔。

要求2:控制访问信息是至关重要的。

通常,区块链交易是透明的。编制和执行参与者之间详细协议的智能合约引入使这一概念更加复杂。企业不喜欢与竞争对手分享机密数据。智能合同将成为物联网中的强大工具,特别是在包括第三方物流公司的供应链中。在转移监管资产的交接点出现争议是很常见的。证明容器温度保持在合同参数范围内的能力应该能够立即触发付款。这个证明必须在没有透露额外机密信息的情况下构建。例如,如果组织正在收集该容器中的农产品投标,组织可能不希望所有投标人都看到每个投标或了解最终销售价格。一般而言,通过交易共享的信息会受制于一套潜在的复杂访问策略。

要求3:效率很重要。

区块链的另一个核心原则是冗余计算和存储:每个参与者处理所有交易并维护分类账,从而为整个网络的存储创造了不断增长的需求。在IoT中,边缘处的轻量级节点通常具有非常有限的存储和计算能力(因为它们的主要目的是尽可能经济地检测原始数据),IoT区块链需要识别网络中各种节点及其相对位置能力。区块链本身可能需要编排哪些客户端充当轻量级节点,哪些客户端充当验证器。此外,我们可能会看到越来越多的共识机制,不需要大量的计算能力或专用硬件,因此在现有的部署设备上进行更容易扩展或运行。(请注意,虽然冗余计算经常被视为区块链完整性的一个特征,但是它会增加恶意攻击的成本,以致打破网络共识并引入欺诈性交易,同时也会增加机密风险。分类账复制为攻击者寻求访问单个节点敏感数据提供了一个广泛的表面区域。)

要求4:连接是间歇性的; 断开连接时必须采取措施。

在物联网中,断断续续的连接似乎是自相矛盾的。正如2014年Jacob Morgan在Forbes 杂志中所定义的物联网,“简而言之,这就是使用开关将任何设备连接到互联网上的基本概念。” 物联网社区花费了大量的时间来支持普遍的连接性并降低传输和存储成本; 而我们现在自信地在连接性和电池寿命,连接性和传输成本,连接性和基础设施成本之间做出权衡。有许多边缘节点通过设计间歇性地接收或发送少量数据。实质上,驱动自主交互到边缘的相同力量也需要区块链来适应连接性约束。

要求5:行动必须是可逆的。

在这一点上,我们所讨论的要求对于区块链技术的核心来说是相对次要的,主要是性能和部署特性; 但这代表了该技术核心原则的根本转变之一。具体而言,区块链技术是建立在不可变性原则基础上; 一旦某个事情被提交到日志中,它就永远不会改变。 这一原则特别适用于保存明确和确定性事件(例如代表资产所有权转让的交易)的记录。 但是,来自边缘的数据往往是凌乱的。

物联网的物理能力限制了精确度和准确性。 并且在边缘生成的信息容易受到各种难以检测到的恶意攻击。 由物联网创建(并消耗)的凌乱数据导致了与区块链技术冲突的模糊性和非确定性水平。例如,考虑一个智能合约,根据测得的交通流量调整道路上车辆的目标速度。影响流量传感器准确性的天气问题可能会触发无意中目标速度的调整。当货运集装箱抵达设施时触发自动付款时可能会出现更麻烦的示例。一个错误的RFID阅读器可能会报告一个实际没有到达的集装箱的存在,从而导致不适当的资金转移。

通常,某种形式的外部追索权可以审计和规定解决这些问题的正确交易(尽管这意味着存在外部机构)。 但是,信息本身存在问题时也会出现。例如,个人信息可能泄露到交易中; GDPR和其他隐私规定的影响可能会要求将信息从记录中删除。尽管我们期望它在这些应用程序中更常见,但这个问题对于物联网应用程序并不是特有的。

经济要求

除了技术要求之外,还有一些简单的经济问题阻碍了区块链在物联网领域的采用。企业更熟悉中心化系统和传统的线性供应链,它们运作良好。 当供应链的一端有一个强大的购买者时,该实体有充分理由建立一个分布式数据库(集中管理),并要求参与其供应链的所有供应商向其输入数据。

在我们进入多重重叠的生态系统和复杂的非线性动态供应链领域之前,很难找到在经济上引人注目的用于真正去中心化的分类帐。

然而,这些老牌企业所处的竞争环境正在迅速变化,3D打印实现了分布式制造,并且围绕机器学习和其他快速发展的技术降低了入门障碍。为了竞争,企业可能会被迫采用更加开放的系统。物联网行业不可避免地扩展到更复杂的生态系统。因此,我们预计区块链引人注目的用例将变得更加明显。

这是一个难题。单一强大的采购者会在供应链周围调节生态系统,因为这样做会产生收益。分布式合作会导致分布式的价值,因此,任何单一的现有实体都没有设置分布式合作的基础架构。区块链特别适合微观交易,因此拓展可能有助于解决此问题。 物联网社区已经看到了一些订阅模式和非营利模式。但是,直到出现一个清晰,可重复,引人注目的商业模式之前,区块链的采用都会非常缓慢。

在接下来的几年里,我们可能会看到越来越多的试点项目,并在次优使用中使用该技术进行小规模部署,例如, 有十几个参与者的标准供应链或一起提高资产追踪或来源速度,并通过审计减少争议的参与者 – 这些都是物联网的重要进展。 在这些早期试验中,行业和生态系统领导者将试图节约成本或增加收入。

随后,我们将见证允许跨组织的设备身份和配置标准的发展,以及通过早期方法,对跨物联网设备的工作负载进行分区,通过链接的可信执行引擎保护数据或其元输入或在数据传输到边缘和云节点时保留加密状态。设备将自动形成社区,交换信息,并根据他们的互动为我们提供行动选项。

最后,我们可能会看到在边缘产生的数据的相称性 – 而不仅仅是跨自动物联网或组织,而是跨自动生态系统。 在这一点上,区块链将比中心化系统更能有效地管理非线性供应链的复杂性,管理身份,来源,共享数据集和运行智能合同。

虽然我们将信任机器做出某些决定并根据我们的行为采取一些行动,但物联网企业始终希望保留撤销或逆转智能合约所采取行动的能力,因为人类在应急计划或未来预测方面的糟糕表现是出了名的,而那些按照我们的行为行事的设备也经常负责保证我们的安全。

建议

我们经常谈论区块链作为社区内互动的可信第三方的替代品; 也就是说,社区认为区块链的最终权威是有关“真相”的。 然而,对于围绕物联网建立的应用程序而言,区块链必须位于一个更大的环境中,该环境包含制度关系,法律要求和监管控制。

对于那些为物联网部署基于区块链的解决方案的人而言这确实存在一个非常现实的危险:他们认为区块链的防篡改性能可以确保信息的完整性和可信性(以及有关该信息所驱动的行为)。

一个更现实的观点是,区块链的作用从一个有关系统状态的“共享真相”来源转变为了一个可能需要在未来进行调整的“决策和行动”的日志。

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