1、缺少专门为物联网设备开发的主流区块链网络(注意:截至本文撰稿时间,还没有任何区块链系统称得上是「主流的」);
2、设备制造商尚未将加密密钥嵌入到所有硬件中,也没有把与区块链的兼容性确立为一个通用标准;
3、用于保证隐私保护算法的软件加密方法效率极低且不切实际 [1],而硬件解决方案则需要建立在对制造商和整个制造供应链完全信任的基础上。因此止数据盗版很难被防止;
4、人工智能还不够精密,无法在设备中实现这种高度自主的决策行为;
5、为了进一步消除链上交易风险,还需要确立相应的法律手段,但是只有有限的国家和地区 [2] 才承认链上智能合约具有和链下合约同等的法律约束力。
但即使存在这些局限性,区块链依旧具有提供广泛增值应用的潜力,能够解决物联网面临的许多技术。首先,让我们更深入地了解区块链技术当前的进展,以及我们可以做些什么来改善现有技术水平。
为物联网设备开发的区块链网络
考虑到区块链和物联网之间的所有协同作用,一个能够完美适配物联网需求的区块链网络会具备哪些特征?尽管许多区块链技术在本质上都是基础性的,并不会明显侧重于特定应用,但在公共分类帐层面,有许多设计和优化选择能够反映设计者在开发过程中考虑到的应用堆栈。
物联网设备的特征及其对区块链网络设计的影响
在谈及物联网,特别是将其与现有区块链网络上运行的节点做对比时,我们需要明确一点:目前所有的区块链网络,都依赖于功能强大且始终联网的服务器来执行所有记录保存和共识任务。当下显而易见的是,我们所认为的大多数「物联网」设备,或者更小的,有时是移动的联网设备,其受限且独有的特征并不适合上述情况。
「IoT」一词基本上被用于指代任何连入互联网的设备,我们可以对这些设备的特征做一些总结性的陈述:
大规模:[3] 据一些统计显示,物联网设备的数量已经超过了世界人口,并将继续以更快的速度增长;
有限的算力:[4] 即使是与普通笔记本电脑的处理能力相比,物联网设备的算力在量级上往往也排不上号;
有限的存储空间:大多数物联网设备的初衷并不是在本地存储信息,而是单纯的信息中继(例如上传到云端),因此其存储空间非常有限;
有限的带宽和网络连接性:许多物联网设备在没有可靠网络连接的野外环境运行,联网成本高昂(例如,树林深处的卫星网络);
能耗限制:许多物联网设备使用电池或通过能量采集机制运行,这严重限制了其能耗。
那么想要设计最适合物联网设备的区块链网络,需要满足哪些关键指标?
1、网络需具备可扩展性:考虑到可能有数十亿个设备连接到任何特定的区块链网络,该网络必须能够扩展其处理交易和请求的能力。
2、网络需支持通用资产的发现和交易:物联网设备上有许多可交易的数字资产和资源(例如数据),其中不仅仅是货币。因此还需要发现这些资产的途径。
3、网络需支持选择性存储:考虑到物联网设备的所有局限性,它们将只能参与网络的一个小的子集,并且必须仔细甄选每个设备所存储和处理的内容。
4、网络不能仅仅依靠「工作」来维持安全性:网络安全不能单纯基于解决复杂的密码难题,这会使物联网设备难以执行区块链事务。
5、网络需支持去信任的轻节点:目前的物联网设备并不足以支持全节点的 *** 作,但仍需要保持其在区块链网络上的独立性,因此在物联网设备上运行的「轻」节点不能太过天真(即盲目地信任另一个全节点),并且应该具备某种方法能够验证网络状态和状态转换。
6、网络需支持点对点交易:IoT 设备之间的许多事务都是高度本地化的,即设备彼此相邻,不可能每次都去等待全网验证造成的延时。
综上,即便目前区块链与物联网的结合还存在许多局限性,在满足上述关键指标的基础上,就能够设计出最适合物联网设备的区块链网络,从更好地赋能物联网生态。和传统的互联网相比,物联网有其鲜明的特征。
首先,它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据。
其次,它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议。
再次,物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式。
联网设备已经在开始打造物联网,以仅仅几年前根本不可能的方式将用户与设备连接起来。
然而,很少有人停下来考虑:带来新的便利和奇迹的同时,物联网也可能会带来新的问题和顾虑,一些是技术方面的,另一些是社会或环境方面的。到目前为止,这些大多数新的问题和顾虑很少被普遍承认,不过有许多已经开始显现:
7 新的使用场合
还记得个人电脑首次出现时,被宣传用作存储食谱的地方吗还记得iPad发布时,许多文章提议该如何使用它吗与个人电脑和iPad一样,物联网也是那些热门概念之一,这是由于它具有的潜能,不是由于它能解决任何特定的问题。虽然如何使用物联网方面的例子通常涉及用来开关设备的定时器,但只有在智能设备遍地开花后,真正的用途才可能会出现。
这并不意味着物联网不会成功或不会彻底改变技术行业。然而,这确实意味着影响难以预料。唯一靠谱的建议就是,建议大家要预料到意外的情况。
6 需要开放标准
物联网包括许多使用自家规范的不同设备。在现阶段,这并不要紧,但是过不了多久,进一步的发展势必需要智能设备能够彼此通信。
不过,虽然物联网的大部分可能是用开源软件构建的,但是通用标准和协议落后于智能技术的发展。现有的为数不多的项目往往针对某项技术,比如Eclipse物联网,而且往往专注于将现有的标准或协议应用于智能设备,而不是针对物联网的新需求来开发。要是没有更大程度的合作,物联网的发展就会偏慢。
5 能源需求
几年前,Gartner预测,到2015年使用的智能设备将多达49亿个,比2014年增加30%。到2020年,Gartner估计,智能设备的数量将达到250亿个,每年增长100%。
伴随这种增长的将是能源需求也会随之增加,增幅与互联网带来的需求相当。2012年,支撑互联网的数据中心估计每年耗电量达到300亿瓦――这足以为一座中型城镇供电,而物联网需要的耗电量可能更大。
即便有了经过改进的电池,以及像太阳能和风能这些绿色能源,仅仅满足需求还是会很困难。然而,加上能源浪费和污染物等问题,为物联网供电本身在今后十年将成为一个重大的社会问题。
4 废物处置
由于有计划的废弃,光美国每年就要产生5000万吨的电子废物(处置掉的电脑、电话和外设)。由于中国和印度等国家继续工业化,加上物联网接入网络,这个问题只会日益严峻。与此同时,只有不到20%的电子废物被回收;尽管有《巴塞尔公约》,其余电子废物大部分继续被运往海外的发展中国家,废物在不安全的工作环境下被利用。
智能设备并没有引起电子废物,但假设它们采用与如今计算机一样的方式来制造,寿命只有短短几年,它们似乎可能会让这个问题严重两三倍。
3 存储问题
存储智能设备生成的信息会加大物联网带来的能源需求。相比智能设备的庞大需求,像谷歌这样单单一家公司的需求相形见绌。谷歌已经拥有无数的服务器集群,每个服务器集群占地数万平方英尺。
然而,场地要求只是问题的一方面。智能设备生成的数据大多数只是暂时用来发送信息到设备,并不需要存储起来。其他数据(比如设备定时器)可能通常最多只需要存储一两个星期。
然而,由于这些信息随时可用,将这海量信息的一部分存储更长一段时间的需求会随之加大。因而,就需要制定政策,规定存储哪种类型的信息、存储多久――更不用说谁可以访问,以及制定的任何一般性政策允许有什么样的例外。
2 缺乏隐私
物联网有可能蕴含关于谁在使用它的大量信息。智能手机已经可以受到跟踪,智能设备表明在未来,政府可以为人口普查信息补充智能设备的输出信息,厂商可以高效地收集关于你习惯的信息,那样它们就能让Facebook对你兴趣和购买习惯的深入了解显得微不足道。
另外设想一下,政府部门通过你的智能设备对你实施跟踪,或者你的设备在法庭上被用来对付你。
这些可能是可怕的场景。由于许多国家争论智能设备用户到底保留哪些隐私权、放弃哪些隐私权,可以预计,物联网会带来众多的法律先例和集体诉讼。
1 缺乏安全
在面临为用户提供便利还是安全这道选择题时,厂商几乎无一例外地会选择便利。即使在这个早期阶段,物联网也不例外。路由器、卫星接收器、网络存储系统和智能电视等基本设备已经极其容易中招,2015年就报道了首起攻击汽车得逞的事件。这类报道势必会引起公众呼吁要敲响警钟,但是同样不可避免的是,实际行动少之又少。
无论如何,不管一个设备可能有多安全,可以保证用户会移除大部分安全机制。比如说,我最近买了一只路由器,允许访问存储在我电脑上的配置文件的默认登录用户名和密码居然是“admin”和“password”。
同样,马修·加勒特(Matthew Garrett)最近在2016年3月份的一篇博客(>
现在设想一下,不远的将来会有数十亿个设备,这类情况到时会何等严峻。突然,我们目前缺乏安全和隐私与一旦物联网启动并运行起来,我们可能面临的严重势态相比似乎微不足道。
发掘科技一家专业的物联网硬件方案公司:发掘科技
应用领域 计算机应用已深入到科学、技术、社会的广阔领域,按其应用问题信息处理的形态,大体上可以分为 :①科学计算。求取各种数学问题的数值解。②数据处理。用计算机收集、记录数据,经处理产生新的信息形式。主要包括数据的采集、转换、分组、组织、计算、排序、存储、检索等。③知识处理。用计算机进行知识的表示、利用、获取。计算机的应用几乎渗透到社会各个领域,以下是一些重要的方面:①计算机辅助设计、制造、测试(CAD/CAM/CAT)。用计算机辅助进行工程设计、产品制造、性能测试。②办公自动化:用计算机处理各种业务、商务;处理数据报表文件;进行各类办公业务的统计、分析和辅助决策。③经济管理 :国民经济管理,公司企业经济信息管理,计划与规划,分析统计,预测,决策;物资、财务、劳资、人事等管理。④情报检索:图书资料、历史档案、科技资源、环境等信息检索自动化;建立各种信息系统。⑤自动控制:工业生产过程综合自动化,工艺过程最优控制,武器控制,通信控制,交通信号控制。⑥模式识别:应用计算机对一组事件或过程进行鉴别和分类,它们可以是文字、声音、图像等具体对象,也可以是状态、程度等抽象对象。环境保护一直是政府耳提命面的重要课题,尤其是临近年关,京津冀各地工厂纷纷宣布停产、限产,北方因供暖造成的大气污染加重,而实行分时段供暖,自从PM25、雾霾等关键词闯进人们的视野之后,环保更是每年必抓的重点。在环境越来越恶劣的今天,物联网能够给环境保护带来哪些帮助呢?智能环保如何为人类造福?
智慧环保是借助多种技术方案,构建一个高度感知的环保基础环境,实现对环境相关指标及时、互动、整合的信息感知、传递和处理,以促进污染减排、环境风险防范、生态文明建设防范、生态文明建设和环保事业科学发展的先进环保理念。
在我国,环境形势十分严峻,主要原因之一是表现为环境监测能力严重滞后,环境监测水平地区差异十分明显,部分落后地区的环境监测站甚至不能正常开展工作,同时环境监测领域的广度及深度还不够,环境监测对象以水、气、声、渣为主,土壤、生物、放射物、电磁辐射、环境振动、让污染、光污染等监测工作还处于起步阶段,有毒、有害、有机污染物等项目的检测还处于 谋划阶段。
而且,我国的环境监测网络体系并不完善,环境监测信息统一发布平台尚未建立,以点代面,存在很大的隐患,为了适应环境发展的需求,必须通过加强环境科技创新以提高环境监测和预警的技术支撑能力,提高检测装置的进度,扩大自动检测范围, 提高所用设备长期运行的可靠性,加强信息处理能力、控制技术的应用,实现环境质量变化的预报和环境质量的直接控制。
物联网在智慧环保中,是数据实时获取、更新与管理的重要手段。对智慧环保企业信息技术应用而言,大数据对其产生的影响:促使数据获取与存储设备的更广泛应用,激发数据分析与挖掘技术的更强烈需求。
物联网智慧环保通过综合应用传感器、全球定位系统、视频监控、卫星遥感、红外探测、射频识别等装置与技术,实时采集污染源、环境质量、生态等信息,构建全方位、多层次、全覆盖的生态环境检测网络,推动环境信息资源高效、精准的传递,通过构建海量数据资源中心和统一的服务平台支撑,支持污染源监控、环境质量检测、监督执法及管理决策等环保业务的全称智能,从而达到促进污染减排与环境风险防范、培育环保战略性新型产业,促进生态文明建设和环保事业科学发展的目的。
物联网在环境保护中的应用
1 构建环保领域物联网体系
物联网作为一个系统,与其他网络一样,也有其内部特有的架构,其结构主要有三层:一感知层,通过RFID技术、传感器、二维码等物联网底层传感技术,实现物体信息实时获取,并通过传感网络;二网络层,通过将互联网、3/4G网络、短波网等多种网络平台的融合,构建物联网网络平台,将感知层采集到的信息实时准确地传递至环保信息中心,并对数据清理、整合、汇总,处理各种机械或人工造成的异常;三应用层,把感知层采集的信息,根据各功能模块需要进行智能化处理,实现污染的早期预警、治理IDE自动调节、环保信息的实时发布等环境物联网应用功能,并补救各种不稳定的技术结构,和程序、硬件以及网络的错误、调整数据采集传感器不稳定的工作环境。
2 开发智能化处理功能
物联网技术应用的目的在于,通过广泛采集的数据,运用数据挖掘等智能化技术,对采集的数据进行筛选和提炼,为决策层提供安全、可靠、有效的决策依据。数据的智能化处理是物联网技术应用的本质特征之一,在任何领域对物联网智能化优势,对环境监测进行智能化处理,将简单的环境监测数据提炼为各有价值的统计数据,至少可以达到两个目的:一方面延长污染环境预警时间,另一方面为环保部门治理环境污染提供可靠的决策依据。
3 实现自动化控制作用
物联网技术在环保领域中的应用,不能单单对数据进行采集然后传输至环保部门信息处理中心,除了要达到对环境污染提前预警和智能决策之外,物联网技术的应用实现在污染扩大之前自动对污染做出早期处理,缓解或阻止环境污染的进一步扩大。
4 提高抗损坏能力属性
在环保领域,大多数物联网传感设备需要长期暴露在不同的自然环境,如空气、水源等自然环境中,这会对物联网设备造成一定负面影响,尤其是在垃圾收集、生活污水处理、工业废气的检测等污染严重的区域,对传感设备的损坏程度十分胭脂红,物联网设备设施的耐用性问题,是目前制约其在环保领域应用上的主要瓶颈。
5 构建多平台网络模式
为保证环保工作中,物联网的正常运作,需要建立以互联网为主体,多网络平台共同适用的网络平台环境,以互联网为主体,原因在于需要环保工作中,信息采集处理的范围广,需要互联网作为主要运作平台,且面对城市、大型环保工程等基础设施较好的区域,互联网平台优势明显。
智能环保发展价值分析
1 对政府的价值分析
提高管理效率,提升环境保护效果,解决人员缺乏与监管任务繁重的矛盾。
2 对企业的价值分析
提高企业管理水平,对企业产生的废气、废水、废渣数量可准确掌握,承担起企业应用的社会责任。
3 对公众的价值分析
满足公众对于环境状况的知情权,还可以环境污染举报与投诉处理平台。
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