区块链技术在物联网领域的应用

文/王冬兰

未来世界科技发展的主要推动力就是物联网，作为又一个万亿市场，物联网是在通信网络后崛起的。当前阶段，物联网正以蓬勃的态势向前发展，尤其是5G技术的广泛应用，通过物联网可实现对所有事和物的充分连接。经过我国物联网的大范围应用，在加上区块链接技术的开发及发展，最后取代了以往物联网应用中存在的一系列问题与不足。随着基于区块链的分布式数据库系统技术的发展，这一问题也得到了很好的解决，使得物联网的发展进入了一个新的阶段。

1 物联网的概念

传媒领域是物联网的起源，同时也是信息科技产业的第三次革命。物联网（The Internet of things）是以传统电信网络、互联网、广播电视网络等为基础的信息载体的网络，让所有可以独立寻址的普通物理对象实现互连和互操作性。

2 区块链技术

2.1 区块链的定义

通常，区块链接技术属于点对点分布式的一项数据库系统，它经过共识的相应算法来确保每个节点的数据相同，为了最大限度保证数据的安全性、隐私性，将加密算法引入其中。另外，通过添加一个时间戳和一个连接在开始和结束的链状数据结构，创建了一个可验证、开放、透明、可追溯、不可篡改的技术系统。

2.2 区块链架构

将比特币、以太坊的区块链架构作为案例。区块链系统涵盖的要素有：可靠完整的分布式网络、重要的共识机制、狭义的分布式账本、网络上的分布式应用底层的交易数据等。将底层的数据像区块这样的形式进行组合而形成数据结构，根据时间的顺序将这些区块链接形成相应的区块链，并确保全分布式网络的所有节点上都存在一个分布式账簿即区块链。在网络通信中引入P2P协议，通过共识机制的应用使其保持一致性，并以此作为基础，最终能够生成较为高级的应用程序。此体系结构中，分布式网络的共识机制、非篡改的区块链数据结构、更灵活的智能合约、工作量证明机制是代表性突出的创新。

2.3 区块链的突出特点

参考区块链的定义框架，其突出特点就是去中心化、可信任。去中心化就是整体的区块链网络没有中心化的管理机构及硬件，义务、权利不管是在哪个节点中均是平等的，不管哪个节点发生了损坏都不会对整体网络的运行状态造成影响，在区块链网络中，其节点能够随意加入或退出。可信任就是所有以网络作为中心的节点在实施数据交换时，即便是不可见的，然而却依旧是被信任的，由于整个网络运作和数据均为透明和公开的，使得任何一个节点都不能欺骗其他的节点。

3 物联网领域中区块链的融合应用

3.1 有效节省物联网的运营投资

当前阶段，随着物联网技术的广泛应用，越来越多的物联网设备在进行管理及养护中所产生的费用，均会为运营商、制造商和用户造成很大的压力。物联网现阶段的应用均是中心化结构体系，就是在中央控制系统中集中所有的数据流。目前，随着云计算技术被广泛的应用及普及，物联网的运营商能够利用云服务器的集群对物联网智能设备生成的数据提供存储和交换服务。现阶段，因为连接设备的数量在大幅度增加，导致中心化服务的存储、计算及宽带成本大幅度上升，现已增加到难以承受的程度。通过引入区块链的技术，物联网达到了点与点的直接互联及数据传输的更好效果。为了更好的实现数据同步和管理控制，物联网的整体解决方案需要引入大型数据中心。区块链网络可实现对软件更新、数据采集、指令发送等操作的传输工作。区块链技术主要通过以下三个方面来解决物联网的体系结构问题。

（1）方便可靠的费用支付、结算。

（2）点对点分布式数据传输及存储的体系结构。

（3）分布式条件下，对数据进行加密保护、验证机制。

3.2 采取相应措施对物联网的隐私加强保护

现阶段，因为物联网行业前所未有的发展，人们将关注的焦点逐渐转向了隐私保护、数据安全上。当出现了斯诺登事件后，全社会各个行业均都在怀疑政府、大型企业所控制的网络服务隐私。特别是在物联网发展领域中，中央服务器负责传输和存储现有集中服务体系结构中的所生成的所有监控数据信息和控制信号。这些中央服务器收集了所有有关的麦克风记录的通话记录、摄像头的视频信号，甚至在中央服务器中也汇集了用户的血压、跑步节奏、心跳等信息。中央服务器所发送出的信号还能够对室内开启灯光、开启空调及开启门窗等进行控制，对用户的日常生活有着直接影响。物联网运营商虽然一直在说他们对用户的隐私。数据安全可以进行有效的保护，但，那些安全漏洞、隐私泄露情况的出现，阻止了用户信任服务提供商来履行他们的承诺。

具体而言，通过未授权的方式，政府安全部门可以以对在中央服务器中存储的数据内容进行严格的审查。然而，因为运营商过于重视竞技利益，很大程度上会发生将用户的隐私信息售卖给其他的公司，进而便于这些公司对隐私数据进行分析。并针对用户的喜好进行个性化的推荐，此种行为使得物联网设备用户的基本权益受到严重的侵犯，从而最终导致很多用户对网络智能设备的接入进行拒绝。

4 结束语

总而言之，当前阶段由于科技的飞速发展，近年来，物联网技术开发和应用在国际上获得了显著成就。近阶段，世界上使用的传感器和智能控制器已达数十亿个，据估计，它们将在未来几年内成倍增加。物联网中终端设备数量的几何扩展导致集中部署的不足日渐显著。区块链的诞生为解决这一问题提供了可能。旧有的物联网中心架构已经被去中心化架构取代，既能充分降低中心计算的压力，又能为物联网的组织结构带来更多的可能性，使其创新发展的空间更加广泛。