【特邀】高级工程技术专家谈区块链与物联网的结合

今年10月24日，习主席在主持中央政治局第十八次集体学习时发表了讲话，他指出，要把区块链技术作为核心自主创新的重要突破口，明确主攻方向，加大投入力度，着力攻克一批关键核心技术，加快推动区块链技术和产业创新发展。

习主席的这番讲话，无疑为我国的区块链发展注入了强心针。如今，区块链技术应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域。可以预见，在未来，区块链将会对我们的生产生活带来巨大影响。

从2016年开始，戴尔科技集团旗下戴尔易安信、VMware、Pivotal的技术人员就组成了区块链兴趣小组（BIG），为客户提供戴尔科技的区块链能力。因此，凭借着在区块链方面多年深入的研究与应用，戴尔科技也来谈一谈区块链在物联网方面的相关技术和应用场景，供各位读者学习与参考。

被推出机房的基础设施面临严重安全挑战

随着物联网的发展，大量部署在传统数据中心、云内的基础设施（存储、计算、网络）将不可避免的被推出机房，重新部署在边缘和终端设备上。这是物联网将带来的深刻变革之一。

然而，缺少机房的物理屏障，部署在防火墙外的设备将面临严重的安全挑战。

例 如：

? 单个边缘设备易于被黑客通过物理手段攻克；

? 边缘或终端设备可自组织地加入某一物联网系统；

? 系统缺乏对设备的控制权，进而缺乏对恶意设备的识别及防范能力。

同时，传统的中心化管理方式难以在物联网时代有效工作：物联网时代的边缘与终端设备数量巨大，单一中心服务器或集群难以有效管理如此大规模设备，中心化系统面临严重性能瓶颈。

幸运的是，作为大规模分布式去中心化系统，区块链通过哈希链及共识算法，提供了数据永久保存及防篡改特性，可以有效地辅助物联网解决各类安全问题。此外，通过有效利用区块链的去中心化特性，亦可以构建去中心化文件系统、去中心化计算系统等，为物联网的发展提供有效支撑。

那么，区块链与物联网如何有效结合呢？

下面分享一些有趣例子

我们分别从

相关技术和应用场景

两大部分讲起

相关技术

01去中心化身份

? 物联网时代，设备及用户的身份管理面临严峻挑战。

?不同组织机构签发的身份需要在物联网中互联互通。身份信息不应该由单一的中心化机构控制。

? 区块链可以很好的解决上述问题，实现去中心化的身份管理，把身份的所有权还给设备或用户本身。

? 基于区块链的去中心化身份系统是目前一个热点研究领域，如Decentralized identity Foundation，Sovrin 。

?戴尔易安信在去中心化身份领域有着深入的研究：通过将IPFS与区块链结合，提出了一种去中心化身份管理解决方案。该方案已申请美国专利。

一种去中心化身份实现方案。使用区块链技术将人类可读的ID与公钥绑定，并去中心化地存储在区块链上，永久保存。每个ID对应的证书信息可以保存在IPFS上。

02去中心化访问控制

? 使用区块链（如以太坊）替代传统中心化服务器，实现去中心化访问控制。

? 物联网数据可以保存在去中心化文件系统，如IPFS上。

? IPFS通过ACL代码，连接以太坊网络，通过运行在以太坊上的智能合约(Smart Contract)实现去中心化访问控制。

03增强IoT数据置信度

? 通过与戴尔科技边缘计算开源项目EdgeX Foundry结合，区块链可以帮助提高IoT数据置信度。

? IoT设备产生的原始数据可以记录在分布式防篡改文件系统（如IPFS）之上，而对应的元数据则可以记录在区块链之上，实现数据可溯源、防篡改。

? 同时，戴尔科技成员VMware也推出了自己的区块链平台。

应用场景

IoT环境下，数据和计算节点可能由相互间缺乏信任的不同组织机构控制，但数据交换的需求依旧存在。在该场景下，区块链可以在这样的环境下起到“数据审计”的作用，从而成为黏合IoT数据孤岛的“胶水”！

01智能家居

? 智能家居是物联网的一个典型应用场景。智能家居对隐私及安全性提出了极高的要求。

? 通过区块链连接家中智能设备，并与服务提供商、云及其它智能家庭连接，可辅助实现智能家居中万物互联，并同时保护了用户隐私，提高系统整体安全性。

基于区块链的智能家庭架构

智能家庭包含IoT设备，本地存储设备，矿机以及本地区块链

02车联网

? 在车联网和自动驾驶世界，无障碍的数据交互显得格外重要：你无法决定行驶在你周围的车辆是不是与你的座驾来自同一制造商，因此车辆间通信依然面临缺乏信任的问题。而区块链可以作为一个虚拟的中心服务（虽然它本质上是去中心化的）存在：所有的车辆从区块链获取核心车联网控制策略，无论这些车辆是否属于同一品牌；

? 车企可以在自身的区块链节点上配置不同的策略审批准则。任何车企均可以尝试发布新的车联网控制策略，这种策略会在全网生效，包括那些不同品牌的车辆。但新策略只有获得所有网内车企批准才会在区块链上生效，从而提供给所有联网的车辆使用；

? 不同车辆通过从自己信任的区块链节点获取（事实上相同的）车联网控制策略，从而实现车辆间顺畅的点对点交互。

03智能电网与新能源汽车

? 新能源汽车云与边缘（Electric vehicles cloud and edge, EVCE）计算，作为物联网的一个典型应用场景，同时涉及到信息和能量的传输与交易。

? 使用区块链同时打通强弱电的连接，可以为EVCE提供透明（Transparency）及可溯源（Traceability）的安全保障。

结 语

一言以蔽之，区块链通过构建去中心化系统，可以为物联网提供基础设施架构支撑，并帮助解决物联网中无处不在的安全问题；而物联网则给区块链提供了大量的落地场景。
致谢：本回答深受与陈思、林蓁蓁、张瑞雪及贾真的讨论启发。