思考 | 為什麼區塊鏈物聯網被頻頻重提？

什麼是物聯網

物聯網(IoT)是指能夠通過互聯網的無線網絡交換數據和指令的聯網設備或物體。

現代計算機、智能音箱、智能手錶和智能手機可以被視為物聯網的基礎。隨着現代化程度的不斷提高，物聯網設備在各個領域的用例也日益增多。物聯網技術的廣泛應用使人們的生活更加便利。

例如，物聯網設備被用於醫療保健系統、加密貨幣挖掘、機器學習技術、農產品分析、遊戲、製造、貿易等等。

儘管物聯網技術在當今世界快速發展，但物聯網目前面臨一些重大挑戰。

研究人員試圖找到一些解決方案，但大多數挑戰仍未得到解決。物聯網安全、隱私和可擴展性一直是必須解決的最顯著挑戰，以加速物聯網設備的大規模採用。

物聯網面臨的挑戰:

• 安全與隱私
• 監管
• 雲攻擊
• 消費者認知
• 帶寬
• 缺少日誌系統

如果如此多的具有安全漏洞的物聯網設備連接到中央服務器，黑客可以很容易地利用最薄弱的安全層發起DDoS攻擊，用戶應該會被迫丟失他們非常敏感的數據。

中心化系統中物聯網技術面臨的另一個挑戰是可擴展性。如果如此多的節點連接到中央服務器，它必須與所有連接的物聯網設備交換非常多的信息和數據，根據不斷增長的設備，將導致中央服務器過載，從而導致故障。

因此，有必要投入大量的資源和投資來管理中央服務器，否則一旦中央服務器離線，整個物聯網設備(連接到中央服務器)都會受到影響。

基於計算機的基礎技術，區塊鏈的另一項突破性技術是通過將比特幣引入這個世界而發展起來的。

比特幣的誕生是為了讓用戶發送、持有和接收基於點對點(Peer-to-Peer)網絡的比特幣，而不需要中央服務器或實體。

比特幣區塊鏈網絡激發了另一個區塊鏈以太坊的發展，它是第一個引入智能合約功能的區塊鏈。區塊鏈技術的以下特性甚至是物聯網技術的遊戲規則改變者。

區塊鏈作為分佈式賬本技術(DLT)，信息和數據在被包含到區塊之前被驗證，然後連接到P2P網絡的所有參與節點。

基於工作量證明（PoW）的區塊鏈具有根據超過 50% 的驗證達成共識的系統，這是去中心化區塊鏈網絡的美妙之處，它也可以成為保護物聯網設備的最佳功能，因為攻擊者無法利用有限的資源入侵所有參與節點。

區塊鏈技術有五代，前三代的區塊鏈能夠做以下事情來解決最常討論的安全、信任和可擴展性(從某種程度上說)的挑戰。

• 在分散的互聯網連接中，區塊鏈技術的分佈式架構可以非常有效地通過防止重複數據來跟蹤、存儲和監控傳感器數據。不可篡改特性是防止用戶惡意修改和刪除區塊鏈中存儲的數據的關鍵。
• 物聯網設備的不同傳感器可以與區塊鏈通信，交換數據和信息，這將最終消除與中心化系統一樣的信任問題。
• 通過安全傳輸數據，DLT 是物聯網設備身份驗證、記錄保存和設備識別的最佳選擇，並且在去中心化系統中也是透明的。
• 無論區塊鏈中連接了多少個節點，都不會出現像中心化系統的服務器停機這樣的單一故障源。
• 由於區塊鏈技術中沒有中介，因此降低了部署和操作成本。
• 區塊鏈使物聯網設備的故障排除過程更容易，區塊鏈的智能合約特性是這裡的最佳選擇，在區塊鏈中可以隨時看到不可變的歷史記錄。
• 該算法在更大的區塊鏈網絡中完成的工作是不可能逆轉的，因此攻擊者無法破解加密來竊取如此多的敏感數據。

這些是前三代區塊鏈的一些應用，但實際上，它們不足以解決物聯網技術的主要挑戰，由於前三代區塊鏈的以下限制，這些挑戰阻礙了物聯網技術的大規模採用:

• 一般來說，這些區塊鏈在計算上非常昂貴，它們表現出高帶寬開銷和延遲，這不是最適合物聯網設備及其應用的。
• 跨這些區塊鏈的任意數據共享是不可能的，而且為物聯網設備集成如此多的現實應用程序非常複雜。有基於 PoS 的第三代區塊鏈 Cardano，這仍然不足以解決這個問題。
• 實際上，許多物聯網設備都期望有低延遲，但這些區塊鏈網絡是基於 PoW 的，它們需要時間來挖掘區塊。
• 低可擴展性是這些基於 PoW 的區塊鏈網絡的問題，因此它也給包含節點集群的物聯網網絡帶來了麻煩。
• 由於帶寬有限，許多物聯網設備可能無助於物聯網的大量採用，來自這些區塊鏈網絡的大量開銷流量並不可取。
• 一些基於 PoW 的小型區塊鏈可能會遭受 51% 多數攻擊，因此它將會造成另一個更糟糕的情況，阻止區塊鏈在物聯網的採用。

下圖所示的是區塊鏈技術的前三代沒有解決的挑戰:

第四代區塊鏈，如Polkadot和EOS，由於其以下特點，幫助了物聯網技術的採用:

• 區塊鏈EOS提供了免費且可擴展的交易處理能力。這些關鍵特性也是物聯網所需要的。
• 區塊鏈可以抵抗SYBIL、DDoS和大多數攻擊。
• 易於使用的製造和商業相關的應用程序。
• Hasgraph技術是區塊鏈第四代技術中引入的，這種特性對於區塊鏈網絡的公平性非常有幫助。
• Polkadot區塊鏈具有多鏈特性，最大限度地利用物聯網設備的用例。

儘管第四代區塊鏈技術有很多有趣的功能，但它們仍然無法妥善解決物聯網技術的主要挑戰。

它們無法提供所需的可擴展性和靈活性來將物聯網網絡與區塊鏈集成。因此，它們在協助物聯網的大規模採用趨勢方面仍有局限性。

所以第五代區塊鏈技術是隨着Free TON區塊鏈網絡的誕生而進化的。Free TON擁有一個輕量級區塊鏈架構，這對於物聯網非常有用，可以消除區塊鏈的開銷，同時維護安全和隱私的解決方案。

第五代區塊鏈技術如何有潛力加速物聯網技術的大規模採用:

• 多鏈區塊鏈引入改變遊戲規則的特性，如動態分片、即時超立方體路由和自修復垂直區塊鏈機制，提供巨大的可擴展性，因此它可以非常有利於P2P生態系統中的物聯網應用，以處理大量過載的大數據和指令。
• 通過智能合約提供終極計算，如果物聯網應用旨在處理支付，可以在沒有任何第三方的情況下快速處理一切。
• 具有生產高質量傳感器和智能芯片的技術正在進步。
• 具有低延遲和高吞吐量效率特性
• 交易是通過支付非常低的成本來處理的，每筆交易只需幾美分。
• 有更大的透明度和防篡改數據分佈在整個分類賬。

所以第五代區塊鏈技術可以滿足區塊鏈網絡在物聯網應用中的所有以下目標:

結論：

先進和下一代區塊鏈技術與物聯網領域的結合具有創建全球市場的巨大潛力和應用。區塊鏈技術可以滿足更廣泛的物聯網應用的需求，如智慧城市、醫療保健系統、身份管理、投票、智能家居等等。區塊鏈技術可以通過克服眾多挑戰來幫助大規模採用物聯網。