圖2 物聯(lián)網(wǎng)的安全風(fēng)險及安全需求
區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用能夠在一定程度上提升物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)安全性，當(dāng)前主要在以下方面起到重要作用。
一、 物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)合法性身份的鑒別。由于物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備有限的計算、存儲能力，造成感知設(shè)備上難以應(yīng)用復(fù)雜度較高、對節(jié)點(diǎn)性能要求較高的安全措施，被仿冒的風(fēng)險較高。區(qū)塊鏈的驗證和共識機(jī)制有助于識別合法的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，避免非法或惡意的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備的接入。
二、 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)。集中式的物聯(lián)網(wǎng)方案由平臺對感知數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚和處理。對于接入到物聯(lián)網(wǎng)平臺的行業(yè)用戶而言，面臨著物聯(lián)網(wǎng)平臺在未經(jīng)許可的方式下存儲和轉(zhuǎn)發(fā)涉及用戶隱私的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈帶來的分布式、無中心化結(jié)構(gòu)，以及對所有傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理的方式，將能夠有效的解決這方面的問題。
三、 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施安全性的提升。不論是構(gòu)建在互聯(lián)網(wǎng)之上的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，還是物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中的集中式服務(wù)提供設(shè)備均是安全攻擊的重點(diǎn)。例如利用DDOS攻擊互聯(lián)網(wǎng)DNS服務(wù)器，或是DDOS攻擊基站或核心路由器等，均將造成網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。而利用區(qū)塊鏈技術(shù)將集中式服務(wù)改為分布式服務(wù)，能夠有效防范對關(guān)鍵核心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的攻擊。
區(qū)塊鏈技術(shù)改變物聯(lián)網(wǎng)信息交換模式
物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將帶來百億級設(shè)備，而這些設(shè)備將分屬于不同的平臺，形成中心化的設(shè)備連接結(jié)構(gòu)。不同的設(shè)備獲得用戶的狀態(tài)信息都是片面的，但由于分屬不同的業(yè)務(wù)提供商、不同的平臺，因此設(shè)備之間無法進(jìn)行直接信息的交換或交易。在現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)信息交互模型下，設(shè)備之間的信息交互需要通過設(shè)備所屬平臺進(jìn)行(當(dāng)然信息交換的前提是設(shè)備所屬業(yè)務(wù)提供商之間已經(jīng)達(dá)成了一致)，這種信息交換模式不僅效率低，而且需要業(yè)務(wù)提供商之間達(dá)成一致，并需要平臺之間互聯(lián)互通技術(shù)的支持。物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有的信息交換模式如圖3所示。
圖3 物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有信息交換模式
利用區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備商的部署，能夠快速、有效地建立設(shè)備之間的互信和交易網(wǎng)絡(luò)，推動物聯(lián)網(wǎng)信息交換模式從平臺之間的交換，向設(shè)備之間進(jìn)行對等的信息交換或交易的方式轉(zhuǎn)變。去中心化的數(shù)據(jù)信息流動將能夠快速、準(zhǔn)確地將相關(guān)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，碎片化的信息將形成系統(tǒng)化的信息，能夠更準(zhǔn)確地反應(yīng)客觀世界的運(yùn)行狀態(tài)，促進(jìn)業(yè)務(wù)和應(yīng)用創(chuàng)新，為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展開辟新的空間。
區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)
雖然區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中具有廣闊的應(yīng)用場景，但也應(yīng)該看到區(qū)塊鏈技術(shù)仍處于發(fā)展初期，主要面向的應(yīng)用場景還是以金融、記賬等為主，其技術(shù)的先進(jìn)性在逐步向其他領(lǐng)域擴(kuò)展。因此在區(qū)塊鏈向物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展過程中，也應(yīng)該考慮其面臨的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)包括但不限于以下3點(diǎn)。
一、 區(qū)塊鏈技術(shù)的部署和實施需要由多個節(jié)點(diǎn)共同參與，但現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的存儲和計算能力普遍受限，聯(lián)網(wǎng)能力也較弱。因此如何在物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中部署區(qū)塊鏈技術(shù)、是否應(yīng)在物聯(lián)網(wǎng)中采取分級的區(qū)塊鏈架構(gòu)，以及現(xiàn)有的區(qū)塊鏈技術(shù)需要做哪些方面的增強(qiáng)，都是需要考慮的問題;
二、 很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對實時性要求較高，如車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)等。而現(xiàn)有的區(qū)塊鏈共識機(jī)制普遍存在延時較大的問題(特別是隨著節(jié)點(diǎn)規(guī)模擴(kuò)大，延時可能進(jìn)一步增加)。共識延時可能引起反饋延時、告警延時，無法滿足現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求，需要在技術(shù)上進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn);
三、 目前區(qū)塊鏈在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，僅在一定范圍內(nèi)、有限節(jié)點(diǎn)中開展。而一旦區(qū)塊鏈應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)中，節(jié)點(diǎn)數(shù)量將呈幾何級數(shù)增加，其頻繁的關(guān)系數(shù)據(jù)查詢請求將對現(xiàn)有的鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)架構(gòu)提出非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。