物聯網是一個日益復雜的生態系統，它將人性化我們生活中的每一個“東西”，也是我們生活中所有“東西”自動化的下一個階段。物聯網每天都將越來越多的東西帶入數字領域，在不久的將來，這可能會讓物聯網成為一個數萬億美元的產業。

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要了解大眾對物聯網( IoT )的興趣程度，只要看看最近有多少物聯網會議、文章和研究就能略知一二。這種興趣在2016年就達到了高潮，因為許多公司看到了巨大的商業機會，并相信物聯網有希望擴展和改進他們的業務流程并加速其增長。然而，物聯網市場的快速發展導致物聯網解決方案數量和種類激增，隨著行業進一步發展，這帶來了真正的挑戰，迫切需要安全的物聯網模式來執行傳感、處理、存儲和通信等常見任務。在任何想象中，開發該模式都不是一件容易的任務，真正安全的物聯網模式面臨許多障礙和挑戰。

物聯網安全面臨的最大挑戰是來自當前物聯網生態系統的體系架構。它們都基于稱為服務器/客戶端的集中模式。所有設備都通過支持巨大處理和存儲容量的云服務器進行識別、認證和連接，設備之間的連接必須通過云進行，即使它們恰好相隔幾英尺，雖然這種模式已連接傳統計算設備數十年，并將繼續支持當今的物聯網網絡，但它卻無法滿足未來巨大物聯網生態系統不斷增長的需要。

區塊鏈模式

區塊鏈是一個維護不斷增長數據記錄集的數據庫，它本質上是分布式的，這意味著無需任何一臺主計算機控制整個鏈條，相反，參與節點具有鏈的副本，它也在不斷增長——數據記錄只會添加到鏈中。

當有人想要向鏈中添加交易時，網絡中的所有參與者都將對其進行驗證，他們通過算法驗證其交易的有效性。區塊鏈系統定義了“有效”的確切含義，不同系統之間可能會有所不同。然而由大多數參與者同意的交易才有效。

然后將一組批準的事務捆綁在一塊，發送給網絡中的所有節點，反過來，他們驗證新塊。每個連續的塊都包含一個散列，它是前一塊的唯一“指紋”。

區塊鏈技術原理

以下是該技術的五個基本原則。

1. 分布式數據庫

區塊鏈上的每一方都可以訪問整個數據庫及其完整歷史記錄。沒有任何一方可以控制數據或信息。每個參與方都可以直接驗證其交易伙伴的記錄，而無需中間人。

2. 點對點傳輸

通信直接發生在對節點之間而不是通過中心節點。每個節點都存儲信息并將信息轉發給所有其他節點。

3. 透明度

有權訪問系統的任何人都可以看到每個事務及其相關值。區塊鏈上每個節點或用戶都有一個唯一的30多個字符的字母數字地址，用于標識它。 用戶可以選擇保持匿名或向他人提供身份證明。交易發生在區塊鏈地址之間。

4. 記錄不可逆性

一旦交易被輸入數據庫，并且更新了帳戶，就不能更改記錄，因為它們鏈接到了之前的每一筆交易記錄(因此被稱為“鏈”)。部署了各種計算算法和方法，以確保數據庫上的記錄是永久的、按時間順序排列的，并且可供網絡上的所有其他人使用。

5. 計算邏輯

分類帳的數字特性意味著區塊鏈交易可以與計算邏輯相關聯，并且實質上是可編程的。因此，用戶可以設置自動觸發節點之間交易的算法和規則。

公共區塊鏈與私有區塊鏈

區塊鏈技術實施可以是公共的或私有的，但有明顯差異，例如私有區塊鏈提供的好處包括：更快的交易驗證和網絡通信、修復錯誤和反向交易能力，以及限制訪問和減少外來攻擊的能力。私有區塊鏈運營商還可以選擇單方面部署某些用戶不同意的改變。為了確保私有區塊鏈系統的安全性和實用性，運營商必須考慮那些不同意系統規則變化或采用新規則用戶的追索權。盡管如此，致力于維護公共區塊鏈系統(如比特幣)的開發人員仍然依賴個人用戶采用他們提出的任何變更，這有助于確保只有符合整個系統利益的變更才會被采納。

正如一家企業決定將系統更好地托管在更安全的私有內網或互聯網上，但也有可能同時使用這兩者一樣。快速交易的系統、交易逆轉的能力以及對交易驗證的集中控制將更適合用于私有區塊鏈，而那些受益于廣泛參與、透明和第三方驗證的系統將會在公共區塊鏈蓬勃發展。

區塊鏈在物聯網領域面臨的挑戰

盡管區塊鏈有種種好處，但它并非沒有缺點和不足：

• 處理能力：鑒于物聯網生態系統非常多樣化，并且由具有非常不同計算能力的設備組成，而且，并非所有設備都能夠運行相同的加密算法，因此需要對基于區塊鏈的物聯網生態系統中涉及的所有對象，以理想的速度執行加密算法。
• 存儲將是一個障礙：區塊鏈消除了中央服務器存儲事務和設備ID的需要，但是分類賬必須存儲在節點本身，并且隨著時間推移，分類賬的大小也會不斷增加，這超出了大量智能設備(如傳感器)的能力，因為這些設備的存儲容量都非常小。

在物聯網中使用區塊鏈的風險

毫無疑問，任何新技術都會帶來風險。企業的風險管理團隊應該分析、評估和設計風險緩解計劃，以應對區塊鏈框架實施過程中可能出現的風險。

• 供應商風險：實際上，目前大多數正在尋求部署基于區塊鏈應用的企業，缺乏必要的技術技能和專業知識來設計和部署基于區塊鏈的系統并完全在內部實施智能合約。鑒于區塊鏈即服務( BaaS )市場仍然還處于發展階段，企業應該精心挑選能夠完美解決與區塊鏈相關風險的供應商。
• 法律與合規：這是一個全新的領域，沒有任何法律或合規先例可遵循，這給物聯網制造商和服務提供商帶來了嚴重問題。單憑這一挑戰就能嚇跑許多企業使用區塊鏈技術。

物聯網最佳安全模式

為了使我們能夠實現物聯網的最佳安全模式，需要將安全性作為物聯網生態系統的基礎，并通過嚴格的有效性檢查、身份認證、數據驗證以及所有數據、所有級別的加密，可以打造一個堅實的物聯網底層架構。我們需要的是一個有隱私保護的安全物聯網，這將是一個艱難的權衡，但是我們如何能夠克服區塊鏈技術的缺點，就可以利用區塊鏈技術來確保物聯網安全。