物聯網作為新一代信息通信技術高度集成和綜合應用的典范,正在與經濟社會深度融合,深刻改變生產活動、社會管理、公共服務。隨著物聯網技術在各行業(yè)中的普及和不斷深化,人類社會正進入“萬物互聯”的新時代,可穿戴設備、智能家電、自動駕駛汽車、智能機器人等數以百億計的新設備將接入網絡,也使得物聯網成為當今全球技術創(chuàng)新最活躍、應用空間最廣闊的領域之一。
云計算、大數據、新一代移動通信技術與智能感知、行業(yè)應用相互交織,激蕩融合,不斷激發(fā)創(chuàng)新活力,成為物聯網發(fā)展的新動力。區(qū)塊鏈技術作為當前國內外的焦點技術之一,可能會對未來技術創(chuàng)新和產業(yè)變革產生重要影響。在物聯網中如何定位和應用區(qū)塊鏈技術值得進一步思考和探討。
區(qū)塊鏈的技術與應用情況
區(qū)塊鏈的概念首次在2008年底由化名中本聰(Satoshi Nakamoto)發(fā)表在比特幣論壇中的論文中提出。論文中區(qū)塊鏈技術是構建比特幣數據結構與交易信息加密傳輸的基礎技術,該技術實現了比特幣的挖礦與交易。
區(qū)塊鏈是分布式數字存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等技術的集成應用。從狹義上講,區(qū)塊鏈是一種按照時間順序將數據區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構,并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義而言,區(qū)塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問安全、利用智能化合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算范式。與傳統(tǒng)的數據庫技術相比,區(qū)塊鏈具備3個特點:一是數據的不可篡改性;二是系統(tǒng)集體維護;三是信息的公開透明。同時,相對傳統(tǒng)數據庫技術,現階段的區(qū)塊鏈技術數據吞吐量小,讀寫時延較大,更適合低頻率、小數據的可靠存儲和處理。
從現有的區(qū)塊鏈的技術應用看,區(qū)塊鏈基礎架構一般由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組合。其中,數據層封裝了底層數據區(qū)塊以及相關數據加密和時間戳等技術;網絡層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網絡節(jié)點的各類共識算法;激勵層將經濟因素集成到區(qū)塊鏈技術體系中,主要包括經濟激勵的發(fā)行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、算法和智能合約,是區(qū)塊鏈可編程特征的基礎;應用層則封裝了區(qū)塊鏈的各種應用。在這一模型中,基于時間戳的鏈式區(qū)塊結構、分布式節(jié)點的共識機制、靈活可編程的智能合約是區(qū)塊鏈技術最具創(chuàng)新性的技術環(huán)節(jié)。