作者 | Steven Pu
翻譯 | 火火醬~，責編 | 晉兆雨
出品 | 區塊鏈大本營
頭圖 | 付費下載於視覺中國
在本文中，我們將討論一個經常被忽略（大多是故意無視）的概念，即“真實世界中的資料如何與區塊鏈互動”。
與其他系統一樣，區塊鏈也同樣存在典型的“垃圾入、垃圾出”問題。區塊鏈基礎設施無法保證非鏈上生成的、不公開的資料的真實性，但不幸的是，世界上絕大多數資料都屬於此類資料。因此，如果有人（或裝置）向區塊鏈提交了虛假資料的話，我們便沒有辦法確定該資料的真實性，最後只能將這些虛假資料永久地提交到區塊鏈歷史中。因此，如果把垃圾放到區塊鏈中，便也會從區塊鏈中得到垃圾。
如今，聲稱自己無意中忽略了這個問題的應用程式在市場上氾濫成災，它們往往都會藉助額外的技術層來營造資料正確的假象。比如：
去中心化的資料市場：用代幣激勵公司將其資料掛牌出售。但是你怎麼知道買來的資料是真實的呢？
隱私保護查詢：可以透過零知識證明來統計銀行高淨值客戶，因此，就可以在銀行不提供任何客戶資訊的情況下得到統計結果——你怎麼知道銀行的客戶資料庫不是捏造的呢？
對於公開的資料來說，你可以設計一款遊戲，讓有財務風險的玩家就所提供資料的真實性相互進行挑戰（就像Chainlink或其他一些區塊鏈專案那樣）。但是，世界上絕大多數的資料都是非公開的。
那麼，如何才能解決這個問題呢？關鍵是要從源頭上保證資料安全。
最實用的方法：確保資料來源可靠
如果資料不是從源頭處獲得的，而是透過第三方中介獲取的，那麼如果中介不值得信任的話，資料的真實性也同樣不可信。在處理資料時，涉及的中介越多，需要付出的信任就越多，直到某一刻，當涉及的中介太多時，資料就和從隨機生成器中生成的沒什麼兩樣了。
因此，我們的目標是要儘可能從靠近資料來源的地方獲取資料。例如，與其從零售商的資料庫中獲取銷售資料，不如從銷售硬體處獲取；與其從氣象網站上訂閱資料，不如從氣象感測器那裡收集；與其閱讀橋樑運營公司的PDF報告，不如試著從安裝在橋樑上的攝像機和感測器中獲取原始資料。
但是如何從源頭保護資料呢?既然世界上的大多數資料都是由裝置生成或收集的，那麼讓我們先研究一下如何保護裝置生成的資料。這裡，我們面臨三個可能會出現問題的故障點：
身份：你怎麼知道是什麼在生成資料？是像你預期的那樣來自溫度感測器，還是來自惡意玩家的的隨機數生成器？
處理和傳輸：即使資料來源是真實且可識別的，你又怎麼知道資料在處理和傳輸過程中（例如從感測器轉移到通訊模組的過程中）沒有被更改、損壞或徹底調包？
數字/模擬介面：即使身份、處理和傳輸都是安全的，你又如何防止有人透過接入虛假輸入訊號，來改變裝置收集資料的方式呢？
下面，讓我們來看看能做些什麼，逐一解決上述問題吧。
身份
為了保護資料生成裝置的身份，可以在裝置中嵌入一組公鑰/私鑰,將公鑰公開，並且對硬體的實際輸出進行現場檢查，這才是能確保硬體提供可靠資料的切實可行的辦法。但這僅僅是最簡單的部分。
棘手的是，要如何確保這個身份不會被盜？我們可以使用一種名為安全元件（secure element, SE）的東西。該硬體可以在晶片內生成公鑰/私鑰對，並且具有很強的防篡改能力。SE通常只做一件事：為訊息簽名（提供身份證明的一種花哨講法）。如果你用過信用卡或智慧手機的話，就已經享受過安全元件的好處了。
處理和傳輸
為了保證資料處理和傳輸邏輯的安全，我們可以使用帶有安全啟動（secure boot, SB）的微控制器（MCU）。你可以把微控制器想象成一臺非常簡單的計算機。SB可以確保只有具有正確私鑰的實體才能將應用程式載入到MCU中。可以提前與利害關係人共享應用程式邏輯和相關校驗和，或者乾脆開源，這樣就可以在載入後對其進行驗證了。
更重要的是，當應用程式徹底測試完畢後，我們需要從應用程式和MCU禁用所有修改功能，包括韌體升級。這是為了確保應用程式邏輯保持現在的狀態、不可變，甚至製造商也無法進行更改。
當然，這也存在明顯的弊端，比如應用程式無法再進行升級。但是，我們也因此獲得了真正的裝置獨立性，不受外界干擾，其行為值得信賴、具有確定性且不可改變。
數字/模擬介面
這個問題非常棘手，並且不能使用嵌入在資料收集和中繼裝置上的硬體來解決。一般來講，要確保介面不被中斷的話，就必須設計出新的機制，但這與應用程式有強相關性。我們可以用以下例子來進行說明。
假設你有一輛冷鏈物流公司的冷藏車，負責向當地超市運送鮮魚。為了保證質量，魚必須全程保持在一定的溫度範圍內。如果溫度太高，魚就會變質。如果溫度太低，魚的味道和口感就會變差。為了確保物流公司遵守合同規定的溫度範圍，超市在卡車上安裝了溫度感測器。
但是，如果卡車司機把感測器放在卡車前方的冰櫃裡，同時，為了節約能源成本而調高了製冷裝置的溫度，那會怎麼樣呢？感測器不知道自己被挪動了位置，收集並上傳的溫度資料一直都處於合同規定範圍內。就這樣，感測器被騙了。
降低這種風險的方法之一是將感測器硬連線到製冷裝置中，使其無法被移動。但是，這種方法也不保險。比如說，可以在感測器周圍包上一袋冰，這樣一來，就可以將卡車其他地方的溫度調高到要求範圍以上了。
另一種更好（但更貴）的方法是在每包魚上都貼上防篡改的封條，然後在每包魚上都裝上一個溫度感測器。這樣一來，如果司機想要取出溫度感測器的話，就要破壞封條，這會違反合同的關鍵條款，並且這很容易就會被發現。
最後，要想解決數字/模擬介面的問題就需要進行大量的創新，解決方案往往具有高度的應用針對性。
當向企業客戶提供區塊鏈解決方案時，必須記住，如果存在更廣泛的裝置獨立性問題，那麼在應用於物聯網時，僅有區塊鏈是沒有用的。我們要確保這些邊緣裝置生成的資料是真實可信的，並且完全不受外界影響。
原文連結：https://hackernoon.com/lying-to-the-blockchain-applying-the-garbage-in-garbage-out-problem-to-decentralized-networks-g52i3e66
