長期區塊鏈已被視為一種隔離技術。然而最近，我們看到了將區塊鏈與其他技術(例如大數據、人工智能等)集成在一起的趨勢。可以觀察到的有趣發展是，企業越來越重視將區塊鏈用于IoT或物聯網應用。這并不奇怪，物聯網市場正在急劇增長，并且由于最近5G網絡的普及，預計這一趨勢將以加速的方式持續下去。但是隨之而來的是許多挑戰，這些挑戰可能會限制其未來的增長。越來越多的企業將區塊鏈視為可以解決許多此類問題的技術。

我們來看一下!

但是，什么是物聯網?

物聯網(IoT)已經成為互聯網連接設備的網絡。這些設備的范圍從簡單的消費類設備到重型工業機械裝備，可能包括筆記本電腦、智能手機、智能小工具、智能手表、智能和數字化車輛、智能自行車、醫療傳感器、智能安全系統等。這些物聯網設備已與高清技術集成在一起例如復雜的芯片、傳感器或功能軟件，這使它們有可能在互聯網上順利地進行通信或交互，并彼此交換信息。

物聯網首先涉及數據的感測、監視和交換，然后使用云計算等技術進行有效的數據存儲和處理。從而將數據從設備傳輸到IoT網絡，在網絡中使用分析功能對信息進行管理，然后將其引導回IoT設備。物聯網的分析功能使用這些數據將見解轉化為行動，從而影響業務流程并帶來新的工作方式。

同時，物聯網在智能交通、智慧城市、醫療、智能農業等領域提供了許多服務。這些基于物聯網的解決方案可實現日常任務的自動化，并實現對連接設備的有效監控。這可以提高執行任務的效率和便利性。

挑戰性

物聯網的進步推動了支持5G的物聯網應用的開發。下一代移動網絡5G有望顯著提高性能，并有望擴大IoT的適用范圍和領域。但是，此類5G IoT應用提出了嚴格的要求，例如高容量、有保證的隱私和安全性、異構應用的可擴展性、超低延遲、網絡資源的優化使用、高效的能源管理和低成本等等。

由于當前包括5G以及更通用的IoT系統的移動網絡都基于集中式模型，因此，要滿足未來基于5G的IoT用例的需求，它們可能會面臨巨大挑戰。未來幾年，隨著大量設備將進入IoT網絡，這些集中式安排的可擴展性受到了極大限制，同時暴露了許多脆弱點，這些脆弱點可能危及網絡安全，并可能變得極其昂貴和緩慢。

A、可擴展性

當前5G IoT網絡最關鍵的困難之一是可擴展性。物聯網依靠集中的基于云的架構進行控制和管理。集中式云服務器要擴展其容量和計算能力，并處理由大型傳感器網絡收集的大量數據，將是一項緊迫的任務。隨著設備數量的增加和它們所生成的大量數據的存在，當前用于驗證、授權和連接網絡中不同節點的集中式系統可能會成為一個巨大的瓶頸。

B、安全性

當前的5G IoT系統的另一個基本問題可能是其安全架構，這可能會阻礙其大規模發展。由中央機構管理的集中式客戶端-服務器模型將使其易受單點故障的影響。許多物聯網設備都嵌入了非常低的安全性功能。因此，它們可能會受到隱私和安全漏洞的影響，同時會降低用戶的安全性。這使它們成為網絡犯罪分子輕松利用薄弱的安全保護手段，以誘使他們發起DDoS攻擊的簡單目標。

C、隱私問題

另一個問題是隱私。物聯網網絡可以處理由不同組織擁有和管理的多個設備之間的數據交易。這使得在網絡攻擊的情況下很難確定任何數據泄漏的根源。此外，物聯網會生成大量數據，并且涉及多個利益相關者，因此數據的所有權并不總是很清楚。這可能會破壞物聯網傳感器的可靠性。因此，確保物聯網設備完整性的措施(使其不能被外部干預更改)是確保數據記錄和交易安全環境的關鍵。

D、沒有通用的標準和協議

物聯網網絡中的設備屬于具有不同協議的不同技術標準的一部分，這使得構建一致的系統變得困難。網絡中生成的數據擁有不同的所有權，并且高度不連貫，因此很難跟蹤和審核。由于通信標準、協議和操作系統的不同，數據可能被鎖定或無法互操作。

E、缺乏可審計性和對數據共享/使用的控制

在物聯網網絡中，數家企業專有的設備會生成大量數據。就誰擁有這些數據，從何處生成數據以及如何對其進行處理而言，很難管理和審計這些數據。在大多數情況下，此類數據不受所有涉及中間方的控制，例如共享同一平臺的設備供應商、服務提供商或用戶。

區塊鏈可以提供很大的幫助

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這些問題已成為物聯網系統中的關鍵問題，如果無法解決，可能會加劇物聯網產品的增長速度。繼續使用集中式解決方案，5G IoT驅動的應用將不僅難以滿足需求，而且還會對IoT的預期愿景產生不利影響。為了解決這些問題，區塊鏈或分布式賬本技術(DLT)越來越被視為一種有前途的解決方案，有助于以統一和分散的方式應對這些挑戰。

區塊鏈在設備之間如何直接通信方面可以發揮重要作用。區塊鏈作為分布式數據庫系統，可以記錄有關交易的所有信息。這非常適合物聯網的基本功能和架構。區塊鏈的分布式性質允許工業實體和各種IoT設備與對等實體之間來回交換數據，從而消除了集中式的運營需求。區塊鏈從而使5G IoT網絡的用戶能夠與每個用戶進行交互和交易(存儲和檢索數據)，并確保數據出處和真實性、責任感、不變性和不可否認性。從而，區塊鏈可通過建立信任，降低成本和加速交易，而無需依賴中央參與者，從而減輕與物聯網相關的安全性、隱私性和可擴展性問題。

區塊鏈將如何為物聯網帶來這些好處?

A、不變性

區塊鏈系統中的分布式分類帳是防篡改的。記錄每個事務，將其放入數據塊中，然后添加到無法更改的安全、不變的數據鏈中。沒有哪個組織可以控制物聯網設備生成的大量數據。這種不變性被認為是基于區塊鏈的智能合約的主要優勢，因為它消除了參與各方之間信任的需求。

B、增強安全性

區塊鏈針對數據篡改的強大保護措施可防止惡意設備通過注入或中繼有害信息來破壞通信系統的協同作用。因此，使用區塊鏈存儲物聯網數據將增加另一層安全性，黑客需要繞過這一層安全性才能訪問網絡。區塊鏈技術因此具有安全釋放5G網絡的業務和運營價值以支持常見任務(例如傳感、處理、存儲和傳達信息)的潛力。

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C、透明度

區塊鏈還允許任何被授權訪問網絡的人員跟蹤過去發生的交易，從而提高了透明度。與物聯網生態系統中的普通數據庫系統相比，分布式分類帳提供了透明記錄記錄所記錄事件的功能，同時通過使用數字簽名保護了分類帳免受更改。通過智能合約的透明性，對5G IoT網絡的信任得以分散。物聯網中智能合約的部署使節點在特定業務生態系統中值得信賴且合規。

D、保證完整性

區塊鏈以及基于區塊鏈的智能合約也可以確保物聯網相關網絡的責任性和完整性。可以將智能合約定義為執行法規標準并使其透明可用的軟件代碼。這些合同完全取決于所有成員節點的透明性和一致的完整性。區塊鏈提供的更強大的加密級別使得幾乎不可能覆蓋現有數據記錄。

E、加速數據變更

就更高的吞吐量和延遲而言，整個物聯網生態系統的性能取決于物聯網節點中數據更改的加速操作。隨著互連設備數量的增長，區塊鏈和智能合約可以提供可行的解決方案，因為它可以快速處理越來越多的交易，并可以在大量連接的設備之間進行協調。可以使用部署在IoT節點本身上的智能合約，通過分散式驗證來代替特定數據的集中式驗證。這可能會大大減少數據驗證時間以及操縱或訪問的機會。

F、降低成本

所有這些的結果是，當利用區塊鏈和智能合約時，可以將物聯網生態系統的運營成本降至最低。區塊鏈和智能合約可以消除與中間商和中間商相關的與IoT網關相關的處理開銷(部署昂貴的高端計算基礎設施)，從而使IoT企業降低成本。

區塊鏈物聯網的應用

區塊鏈物聯網應用越來越多地用于供應鏈、運輸和物流、零售、汽車、醫療、制造、建筑、政府、能源和公用事業等各個領域。因此，企業將重點放在通過實時數據管理和任務自動化來提高運營效率上。因此，區塊鏈IoT應用用于流程自動化、供應鏈管理、智慧城市、智能家居、資產跟蹤和監控、數據分析、數據共享和通信、智能汽車、決策分析、家庭自動化和智能電網等目的。

供應鏈

區塊鏈和智能合約在5G IoT智能供應鏈中可能具有更大的附加值。供應鏈特別使用用于跟蹤目的的區塊鏈IoT應用來跟蹤貨物在運輸時的位置，并確保它們處于指定條件內。區塊鏈可以存儲、管理、保護和傳輸所有這些智能信息，例如溫度、位置、到達時間以及運輸容器移動時的狀態。傳感器通過提供有關在全球范圍內運輸的貨物的位置和狀況的數據，使企業能夠端到端地查看其供應鏈。不變的區塊鏈交易有助于確保各方都能信任數據并采取行動快速有效地轉移產品。

維護

許多企業還使用區塊鏈IoT資產跟蹤設備對資產和機器進行遠程識別，以記錄活動和輸出，以替代云解決方案。這對于預測性維護建模尤為重要。跟蹤進入飛機、汽車或其他產品的組件/備件的能力對于安全性和法規遵從性至關重要。存儲在共享區塊鏈分類帳中的IoT數據使所有各方都可以在產品的整個生命周期中查看組件的出處。從引擎到電梯，區塊鏈為操作數據及其維護提供了無篡改的分類帳。

智慧城市和智慧家庭

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區塊鏈物聯網解決方案正越來越多地用于智慧城市，以實現諸如智慧城市的支付、電子政務、安全性和監視之類的服務。智慧城市是在城市化進程中實施先進的現代技術，以改善人們的生活質量。

區塊鏈物聯網解決方案也在智能家居中找到了出路，旨在使包括家用電器和設備在內的整個家居環境實現自動化。因此，區塊鏈可以推動不同的用例，例如智能家居監控、遠程訪問、能源優化、監視等。

數據分析

區塊鏈物聯網還可以應用于數據分析，以調查不同類型的數據。企業可以使用它進行預測和描述性分析，以提高客戶知識，提高運營效率并創造業務價值。企業越來越多地使用區塊鏈物聯網數據分析來通過分析大小數據以提取有意義的見解來確定趨勢和模式。

智慧醫療

區塊鏈物聯網在醫療保健行業具有眾多應用。該技術可用于使用智能設備提供高質量的醫療服務。物聯網設備可以收集醫療保健數據，并且這些數據是在線存儲的。醫生可以隨時訪問它們，因此，區塊鏈可以支持安全且受信任的IoT醫療自動化系統，用于實時監控，記錄醫療歷史記錄，安全共享醫療文檔并支持重要數據，從而有助于做出臨床決策。

智慧農業

智慧農業的概念可以徹底改變農業產業。農民可以使用智能區塊鏈IoT農業應用來優化許多不同的活動，例如確定收獲植物的最佳時間，因為這些設備可以檢測天氣狀況和其他環境數據。而且還可以根據土壤的化學性質創建肥料分布圖，并感測土壤的養分和水分含量。支持農業的基于區塊鏈的物聯網應用可以幫助提高農業生產的質量和數量，同時將成本降至最低。

區塊鏈物聯網市場的關鍵參與者

越來越多的企業正在利用區塊鏈技術來允許任何物聯網設備獨立于中央機構安全地連接、交互和交易。主要參與者包括亞馬遜、思科、華為、IBM、英特爾、微軟和SAP等大型科技公司，以及以太坊、Linux Foundation和R3等大型區塊鏈平臺。越來越多的使用區塊鏈使物聯網更安全、更智能的小型公司進入(或正在進入)市場。

一些有趣的新人：

Ambrosius

Ambrosius是一個公共許可的區塊鏈生態系統，擁有大量分散節點運營商來保護網絡。 Ambrosus區塊鏈經過優化，可與IoT設備、傳感器、現有的ERP系統以及其他企業管理軟件實現互連。 Ambrosius用于分散式應用，保護物聯網、物理跟蹤現實世界的資產以及將區塊鏈集成到企業軟件中。

Atonomi

Atonomi是一個鼓勵第三方開發的開放平臺。 Atonomi為IoT開發人員和制造商提供了嵌入式解決方案，以通過基于區塊鏈的身份和信譽跟蹤的不可變注冊來保護設備。在不可變的分類帳上記錄和驗證設備標識時，將根據監視的事務來計算和記錄設備信譽。這使整個Atonomi信任環境中的經過驗證的IoT設備(無論制造商如何)之間都能進行流暢的交互。

Chain of Things

Chain of Things(CoT)是技術專家和領先的區塊鏈公司組成的聯盟。它研究了可能的最佳用例，在這些用例中，區塊鏈和物聯網的結合可以為工業、環境和人道主義應用帶來巨大的收益。到目前為止，CoT已經構建了Maru，這是一個集成的區塊鏈和IoT硬件解決方案，用于解決身份、安全性和互操作性問題。

IOTA

IOTA是用于快速交易結算和數據完整性的協議，它具有Tangle分布式分類帳，從而無需進行昂貴的挖掘(交易驗證)。 IOTA是需要處理大量微數據的物聯網設備的基礎架構。 Tangle分類帳的功能是機器對機器的通信，免費的微支付和抗量子數據。 IOTA建立了傳感器數據市場，并正在進入由數據驅動的洞察力的市場，并得到20多家全球公司的支持。

Modum.io

Modum.io將IoT傳感器與區塊鏈技術相結合，為涉及物理產品的交易提供數據完整性。調制解調器傳感器記錄貨物在運輸過程中所處的環境條件，例如溫度。當貨物到達下一個中轉站或最終客戶時，將根據區塊鏈上智能合約中的預定條件驗證傳感器數據。合同確認條件滿足所有要求，并觸發各種操作，例如向發送者和接收者的通知、付款或貨物放行。

Xage Security

Xage是面向物聯網公司的全球首個支持區塊鏈的網絡安全平臺。他們的技術可以一次管理數十億臺設備，甚至可以自我診斷并修復可能的漏洞。 Xage是運輸、能源和制造行業中的物聯網公司所使用的近端技術。

2020--2026區塊鏈物聯網市場

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Markets & Markets最近發布了一份有趣的報告，預測了到2026年全球區塊鏈物聯網市場的發展。特別是對物聯網安全的需求，支持透明和不變性的簡化流程，以及使用智能合約和人工智能(AI)的基于區塊鏈的物聯網解決方案的高度采用，預計將激增全球區塊鏈物聯網市場的需求。

主要亮點：

預計全球區塊鏈物聯網市場將從2020年的2.5億美元增長十倍，到2026年將超過24億美元，年均增長超過45%。

到目前為止，硬件細分市場(包括物聯網傳感器和加密錢包)顯示出最大的份額，原因是需求增長以及用于部署、開發和管理區塊鏈應用的基礎設施，預計軟件和平臺將處于領先地位。

由于區塊鏈使用的加密機制，數據安全在2020年占據了最大的市場份額。由于建筑行業對區塊鏈物聯網的使用越來越多，預計智能合約細分市場將在預測期內增長最快。

盡管由于越來越多的政府舉措以及在許多智慧城市項目中使用區塊鏈物聯網，政府部門迄今為止占據了最大的市場份額，但預計供應鏈、物流、汽車、醫療保健、制造和建筑等垂直行業也將助推對區塊鏈物聯網的高需求。

預計在整個預測期內，零售行業中區塊鏈和物聯網技術的日益普及也將推動市場增長。零售商越來越多地使用物聯網和區塊鏈技術來跟蹤商店中的產品，防止產品篡改并提高零售商店的安全性。

結束語

如今，5G物聯網市場的預期潛力受到高度分散的物聯網生態系統的限制。區塊鏈技術似乎是應對各種5G IoT挑戰的最合適、最有效的方法。

為了優化區塊鏈的價值，建立具有公認標準和全球協議的共同生態系統至關重要。 為此，迫切需要標準化的基礎設施、開放的應用編程接口(API)和利益相關者之間的協作。

這意味著許多利益相關者，甚至是同一行業的競爭對手，都應進行協作并采用具有兼容標準協議的共享分布式分類帳平臺，使用戶能夠訪問所有連接的應用。

如果是這樣的話，這將是區塊鏈、物聯網和5G三者之間的聯姻。