物聯網 + 區塊鏈系列(三):當前的侷限性

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本文是這個系列的第三篇文章。

隨著區塊鏈技術的出現,儘管我們已經朝著這個未來主義的願景邁近了很多步,但還遠遠無法達到理想的目標。以下簡單地列出了一些關鍵的侷限性:

1、缺少專門為物聯網裝置開發的主流區塊鏈網路(注意:截至本文撰稿時間,還沒有任何區塊鏈系統稱得上是「主流的」);

2、裝置製造商尚未將加密金鑰嵌入到所有硬體中,也沒有把與區塊鏈的相容性確立為一個通用標準;

3、用於保證隱私保護演算法的軟體加密方法效率極低且不切實際 [1],而硬體解決方案則需要建立在對製造商和整個製造供應鏈完全信任的基礎上。因此止資料盜版很難被防止;

4、人工智慧還不夠精密,無法在裝置中實現這種高度自主的決策行為;

5、為了進一步消除鏈上交易風險,還需要確立相應的法律手段,但是隻有有限的國家和地區 [2] 才承認鏈上智慧合約具有和鏈下合約同等的法律約束力。

但即使存在這些侷限性,區塊鏈依舊具有提供廣泛增值應用的潛力,能夠解決物聯網面臨的許多技術。首先,讓我們更深入地瞭解區塊鏈技術當前的進展,以及我們可以做些什麼來改善現有技術水平。

為物聯網裝置開發的區塊鏈網路

考慮到區塊鏈和物聯網之間的所有協同作用,一個能夠完美適配物聯網需求的區塊鏈網路會具備哪些特徵?儘管許多區塊鏈技術在本質上都是基礎性的,並不會明顯側重於特定應用,但在公共分類帳層面,有許多設計和最佳化選擇能夠反映設計者在開發過程中考慮到的應用堆疊。

物聯網裝置的特徵及其對區塊鏈網路設計的影響

在談及物聯網,特別是將其與現有區塊鏈網路上執行的節點做對比時,我們需要明確一點:目前所有的區塊鏈網路,都依賴於功能強大且始終聯網的伺服器來執行所有記錄儲存和共識任務。當下顯而易見的是,我們所認為的大多數「物聯網」裝置,或者更小的,有時是移動的聯網裝置,其受限且獨有的特徵並不適合上述情況。

「IoT」一詞基本上被用於指代任何連入網際網路的裝置,我們可以對這些裝置的特徵做一些總結性的陳述:

  • 大規模:[3] 據一些統計顯示,物聯網裝置的數量已經超過了世界人口,並將繼續以更快的速度增長;

  • 有限的算力:[4] 即使是與普通膝上型電腦的處理能力相比,物聯網裝置的算力在量級上往往也排不上號;

  • 有限的儲存空間:大多數物聯網裝置的初衷並不是在本地儲存資訊,而是單純的資訊中繼(例如上傳到雲端),因此其儲存空間非常有限;

  • 有限的頻寬和網路連線性:許多物聯網裝置在沒有可靠網路連線的野外環境執行,聯網成本高昂(例如,樹林深處的衛星網路);

  • 能耗限制:許多物聯網裝置使用電池或透過能量採集機制執行,這嚴重限制了其能耗。

那麼想要設計最適合物聯網裝置的區塊鏈網路,需要滿足哪些關鍵指標?

1、網路需具備可擴充套件性:考慮到可能有數十億個裝置連線到任何特定的區塊鏈網路,該網路必須能夠擴充套件其處理交易和請求的能力。

2、網路需支援通用資產的發現和交易:物聯網裝置上有許多可交易的數字資產和資源(例如資料),其中不僅僅是貨幣。因此還需要發現這些資產的途徑。

3、網路需支援選擇性儲存:考慮到物聯網裝置的所有侷限性,它們將只能參與網路的一個小的子集,並且必須仔細甄選每個裝置所儲存和處理的內容。

4、網路不能僅僅依靠「工作」來維持安全性:網路安全不能單純基於解決複雜的密碼難題,這會使物聯網裝置難以執行區塊鏈事務。

5、網路需支援去信任的輕節點:目前的物聯網裝置並不足以支援全節點的操作,但仍需要保持其在區塊鏈網路上的獨立性,因此在物聯網裝置上執行的「輕」節點不能太過天真(即盲目地信任另一個全節點),並且應該具備某種方法能夠驗證網路狀態和狀態轉換。

6、網路需支援點對點交易:IoT 裝置之間的許多事務都是高度本地化的,即裝置彼此相鄰,不可能每次都去等待全網驗證造成的延時。

綜上,即便目前區塊鏈與物聯網的結合還存在許多侷限性,在滿足上述關鍵指標的基礎上,就能夠設計出最適合物聯網裝置的區塊鏈網路,從更好地賦能物聯網生態。

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