区块链技术在物联网工程中的运用研究

韩明杰 苏存利 王宾 王松松 曹夏阳

摘要：近年来，物联网行业迅速发展，已经逐渐成为未来最具发展潜力的产业之一，但是，在这发展进程中，物联网行业也暴露了一些问题，如泄露用户隐私等，这些都是阻碍物联网发展的不利因素。经相关研究发现，区块链技术对于解决这些弊端有一定的帮助。基于此，本文对于区块链技术进行了简单概述，并分析研究了该技术在物联网中的应用现状，进而提出一些完善措施。

关键词：区块链技术;物联网工程;应用研究

最近几年，物联网技术迎来了发展高潮，人们对于物联网技术的运用也越来越广泛。但是，在此过程中，隐私保护等问题也逐渐暴露在大众视野。而应用区块链技术，将会为有效解决这些发展弊端提供可能。

1.区块链技术概述

1.1区块链技术定义

区块链技术是互联网数据库技术的一种，它结合了包括共识机制、加密算法技术等在内的各种互联网技术，促使用户参与到数据库的记录之中。区块与交易是区块链技术的主要部分。所谓的交易，就是指操作一次数据库，至于区块，就是对某段时间出现的结果和交易进行记录。而且区块包括块身和块头两部分，块头就用于区块的描述的储存，块身则用于交易信息的储存。

1.2区块链技术特点

首先，使用区块链数据库之后，用户就能够对自己的信息进行加密、解密操作了。其中，这些密码包括私钥和公钥两种，私钥是经过解密的密码，公钥就是经过加密的密码。公钥是被公开的，在整个网络中是对外可见的，但是能够掌握私钥的只有信息拥有者自身，这样一来，数据的安全性就有保证。借助私钥，用户能够设置加密信息，其他用户则需要对这些加密信息进行验证，如此一来，就有效地保证了数据的真实性。其次，借助互联网技术，区块链数据的的所有储存节点都能够是实现有效连接了。这些储存节点被不同的用户所掌握。所以，区块链技术对对等网络进行了去中心化的设置，以构建智能合约的形式阻止可溯源链接数据的伪造、篡改。此外，分布式结构是区块所使用的储存方式，借助这种结构，能够连接储存系统的所有节点，与此同时，实现区块数据的储存工作。

2.区块链技术在物联网工程中的应用现状

2.1应用优势

第一，在物联网工程中应用区块鏈技术能够实现多方对于设备身份的管理。设备身份管理体系的建设就是基于区块链技术完成的，然后借助这个体系就能够构建个人实体身份和设备身份之间的映射关系了。这样就能够对使用者和设备端进行验证了，最终达到阻止非法节点的接入的目的。

第二，区块链技术的运用，能够对一些电子证据进行有效存证。利用区块链网络，所有的参与方都能够对分布式账本进行维护，进而使数据的可信度不断提高。

第三，利用区块链技术，对于打破物联网信息的孤岛栓桔有积极促进作用。利用通依托数据读取等方式，横向信息的流动就会加快，那么也就能夠很好地促进各方的共同工作了。

第四，能够弱化中心化的功能，进而降低整个系统架构的运维成本。多中心的分散式结构的应用，会使整个系统的运行更加便捷、灵活，以及拓展性能也会有所增强。

第五，数据的隐私性更强，使用区块链技术，有助于提高数据的精确性，在整个区块链中，数据都是经过加密后才进行储存的，所以能够有效分离数据的使用权和所有权，进而实现用户数据的有效保护。

2.2基于区块链技术所形成的物联网工程构架

2.2.1支撑平台

区块链技术的使用，使整个物联网工程的设备的安全性能得到提升，通过对设备信息进行验证的操作，保证所获取数据的精确性。同时，利用智能合约技术，有利于数据操作情况协议的达成。而非对称加密算法技术，则对于用户数据信息的保护大有作用。

2.2.2应用系统

在实际生活中，运用区块链技术时要注意与行业需求的有效结合，这样才能够使设备技术服务不断进步，更好地服务于大众，促进行业的发展进步。譬如区块链技术与二维码技术的结合，就使产品防伪溯源服务有效地运用于实际，使消费者更加清楚产品的来源，更好地保证产品信息的公开、透明。

2.2.3应用分析

第一，在信息采集系统中应用区块链技术。区块链技术的使用，使数据节点信息的传输能够通过传感器实现，然后这些信息又会构建一个区块，这个区块的块头和块身分工合作，共同服务于信息采集系统。其中，块头部分就被用于储存设备的信息链接，而且这些被储存的数据是不能够进行更改和删除的。

第二，区块链技术在信息传输系统的应用。根据P2P协议，网络的全部节点都能够借助区块链节点进行传输，进而形成新的区块，然后再完成相应的储存工作。当然，某一节点不能工作时，P2P也会进行网络拓扑结构的调整，保证系统的正常运行。

3.挑战与措施

3.1遇到的问题

区块链技术虽然对于物联网的发展有很大的促进作用，但仍旧存在一定的问题。比如数据膨胀和资源消耗等。删除等操作是不会在区块链技术中实现的，所以，当区块链技术水平不断提高时，物联网设备的储存空间也会变得越来越拥挤，不久的将来就很难支撑数据的储存。此外，资源消耗也是一个很大的问题，通过比特币的交易，就可以发现这个机制需要大量的资源进行支撑，现在的物联网节点的部署对此是很难适应。

3.2改善方法

首先，对于资源的消耗问题，我们可以借助我国的低能耗广域网技术进行改善，随着这项技术的发展进步，如功耗问题等都能够得到有效解决。而且，还可以对共识机制进行改进，用投票的共识机制替代高资源消耗率的共识机制，这样就能够减少能源的消耗了。其次，对于数据膨胀的问题，可以利用对摩尔定律的分析数据，不断提高物联网自身的储存能力。

结语

总的来说，区块链技术在物联网工程中的应用仍旧任重而道远，还需要更多的技术支撑以及人才支援。今后的研究工作，工作人员要以物联网的工程特点为依据进行更深入的分析、探讨，这样才能够更好地助力于物联网工程的发展与进步。

参考文献：

[1]吴雨芯，蔡婷.区块链技术在物联网中的应用研究.现代计算机，2019（9）：16-17.

[2]周琎.区块链技术在物联网领域的应用研究.信息系统工程，2019（3）：117.