Zou Chuanwei: Phân tích chuyên sâu về "Blockchain + Internet of Things" và cơ sở hạ tầng mới

Tiêu đề gốc: "Zou Chuanwei: Phân tích chuyên sâu về "blockchain + Internet of Things" và cơ sở hạ tầng mới | Tư tưởng Yuntu"

Tác giả gốc: Zou Chuanwei, nhà kinh tế trưởng của PlatON và Wanxiang Blockchain 

Theo định nghĩa về "cơ sở hạ tầng mới" của Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia, blockchain là cơ sở hạ tầng công nghệ mới và Internet of Things là cơ sở hạ tầng mạng truyền thông. Với tư cách là đại diện của cả “cơ sở hạ tầng mới”, loại tia lửa nào có thể phát sinh giữa blockchain và Internet of Things và cần hỗ trợ phần mềm và phần cứng nào? Đây là câu hỏi sẽ được thảo luận trong bài viết này.

Các vấn đề cốt lõi của "Blockchain + Internet of Things"

Blockchain có chức năng của cả Internet thông tin và Internet giá trị, tương ứng với hai hướng ứng dụng của blockchain và có nhiều điểm tích hợp với Internet of Things.

Blockchain được sử dụng trong các tình huống như quản lý chuỗi cung ứng, truy xuất nguồn gốc chống hàng giả, xóa đói giảm nghèo có mục tiêu, y tế, an toàn thực phẩm, phúc lợi công cộng và trợ giúp xã hội. Nó chủ yếu phản ánh chức năng của blockchain như một Internet thông tin, sử dụng sổ cái chung để ghi lại dòng hàng hóa, thuốc men, thực phẩm, quỹ, v.v. bên ngoài blockchain, cho phép ngược dòng và hạ lưu cũng như các liên kết khác nhau xác minh lẫn nhau, thâm nhập thông tin vào "các hòn đảo biệt lập" và làm cho toàn bộ quá trình có thể quản lý được. Nếu thông tin bên ngoài blockchain không thể được đảm bảo là đúng và chính xác ở giai đoạn nguồn và viết, thì việc ghi nó vào blockchain chỉ có nghĩa là thông tin đó không thể bị giả mạo và không thể giả mạo được. không cải thiện được độ chính xác thực sự của thông tin.. Do đó, vấn đề cốt lõi cần giải quyết theo hướng ứng dụng này là làm thế nào để tải thông tin ngoài chuỗi lên chuỗi một cách trung thực.

Blockchain, với tư cách là Internet Giá trị, liên quan đến việc chuyển giao tài sản và rủi ro. Giá trị đến từ tài sản trong thế giới thực và được liên kết với mã thông báo trong chuỗi khối thông qua các cơ chế kinh tế. Blockchain đóng vai trò là cơ sở hạ tầng tài chính, ưu điểm là các giao dịch được giải quyết, thanh toán bù trừ tự động và thông minh. Với sự phát triển của tiền kỹ thuật số của ngân hàng trung ương và tiền tệ ổn định, các kịch bản ứng dụng blockchain như một Internet giá trị sẽ ngày càng trở nên phong phú.

"Blockchain + Internet of Things" cần thảo luận về các vấn đề cốt lõi sau:

Đầu tiên, dữ liệu do các thiết bị IoT tạo ra được tải lên chuỗi như thế nào? Làm thế nào để đảm bảo tính xác thực và chính xác của những dữ liệu này tại nguồn và liên kết ngược dòng?

Thứ hai, phương pháp phân tích dữ liệu và kịch bản ứng dụng trong "Blockchain + Internet of Things".

Thứ ba, các thiết bị IoT có thể tham gia giao dịch tiền kỹ thuật số và gọi các hợp đồng thông minh trong blockchain không?

Tính khả thi của "Blockchain + Internet of Things"

Các thiết bị IoT liên tục thu thập dữ liệu như vị trí địa lý, nhiệt độ và độ ẩm, tốc độ và độ cao từ môi trường xung quanh. Nguồn dữ liệu IoT bị bóp méo và có hai kiểu tấn công chính ở phía thiết bị đầu cuối.

Loại đầu tiên là đánh cắp thiết bị vật lý, giả mạo các kết nối bên trong và bên ngoài của thiết bị, khiến thiết bị thu thập dữ liệu sai và nhầm với dữ liệu chính xác rồi tải lên (ám chỉ việc tải lên đám mây hoặc chuỗi khối , bên dưới cũng vậy).

Loại thứ hai là đánh cắp khóa bí mật của thiết bị, bẻ khóa cơ chế liên lạc và xác thực, giả vờ một cách hợp lý là một thiết bị thực tế hoặc giả mạo một thiết bị không thực sự tồn tại và tải lên dữ liệu giả mạo. Theo đó, có hai loại phương pháp chống tấn công. Loại đầu tiên là an ninh vật lý, chẳng hạn như sử dụng vỏ chống tháo rời và các biện pháp lắp đặt sẽ tự hủy hoặc báo động sau khi tháo dỡ. Hạng mục thứ hai là bảo vệ đúng cách các thông tin nhạy cảm như khóa bí mật thông qua các công nghệ như Phần tử bảo mật (SE) và Môi trường thực thi tin cậy (TEE), đặc biệt là làm cho khóa bí mật khác nhau đối với mỗi thiết bị. giúp hack thiết bị khác.

Đánh giá từ các thiết bị IoT hiện đang được triển khai, thiết bị liên quan đến lĩnh vực tài chính hoặc tuân theo các quy định bắt buộc của quốc gia có mức độ bảo vệ an ninh cao hơn. Khả năng bảo vệ an ninh của các thiết bị tiêu dùng tương đối hạn chế, nhưng nó không phải là thứ mà người bình thường có thể dễ dàng bẻ khóa. Do đó, độ chính xác thực sự của dữ liệu IoT tại nguồn được đảm bảo ở một mức độ nhất định.

Các thiết bị IoT, miễn là chúng được cài đặt mô-đun giao tiếp không dây, có thể đạt được giao tiếp không dây và trở thành thiết bị IoT không dây. Cái gọi là mô-đun giao tiếp không dây về cơ bản hàn chip giao tiếp không dây chính, cũng như tần số vô tuyến ngoại vi, nguồn điện, tấm chắn và các thành phần khác vào bảng mạch in.

Có hai cách để tích hợp các mô-đun giao tiếp không dây trong thiết bị IoT. Đầu tiên là thiết kế MCU (vi điều khiển hoặc máy tính chủ). Toàn bộ thiết bị IoT được tập trung vào MCU và mô-đun giao tiếp không dây chỉ đóng vai trò là kênh liên lạc của MCU. Thứ hai là thiết kế "CPU mở". Mô-đun giao tiếp không dây mở ra các giao diện phần mềm cần thiết cho các thiết bị IoT để phần mềm xử lý kinh doanh của thiết bị sau có thể chạy trong bộ xử lý của thiết bị trước.

Cho dù là thiết kế MCU hay "CPU mở", khả năng tính toán, lưu trữ và kết nối mạng của các thiết bị IoT sẽ khác nhau rất nhiều tùy thuộc vào phần mềm và phần cứng.

Đầu tiên, hầu hết các thiết bị IoT đều có khả năng chạy các phép tính trên blockchain như thuật toán băm và các hoạt động chữ ký khóa công khai và riêng tư. Hiện tại, bộ xử lý của mô-đun giao tiếp không dây chủ yếu là ARM và RISC-V đang phát triển nhanh chóng. Bộ xử lý có phạm vi từ lõi đơn hàng chục MHz đến lõi tám 2 GHz và thậm chí cả GPU.

Thứ hai, các nhà sản xuất thiết bị IoT chọn các thiết bị khác nhau dựa trên các tình huống ứng dụng cụ thể để đạt được các khả năng kết nối mạng khác nhau, từ những thiết bị thỉnh thoảng truyền một lượng nhỏ dữ liệu đến những thiết bị truyền dữ liệu liên tục ở tốc độ cao. Ví dụ: T-BOX ô tô (HỘP Viễn thông) thường sử dụng MCU hiệu suất trung bình hoặc mô-đun Cat.4 hoặc Cat.1 4G và không sử dụng GPU. Ngay cả khi không có blockchain, dữ liệu IoT vẫn cần được chuyển lên đám mây. Lưu lượng truy cập tăng lên trên chuỗi thường nhỏ hơn nhiều so với dữ liệu trên đám mây. Hơn nữa, do hạn chế về dung lượng blockchain, dữ liệu IoT được tải lên chuỗi trong nhiều trường hợp dưới dạng bản tóm tắt băm thay vì dữ liệu gốc và lưu lượng truy cập tăng lên trên chuỗi sẽ nhỏ hơn.

Thứ ba, hoạt động của mô-đun giao tiếp không dây được lập trình sẵn và về cơ bản là hoạt động xác định. Miễn là phần mềm mô-đun được thiết kế để tự động bắt đầu các giao dịch trên chuỗi dựa trên các điều kiện kích hoạt cụ thể, thì thiết bị IoT có thể tham gia vào các giao dịch tiền kỹ thuật số và gọi các hợp đồng thông minh trong chuỗi khối. Ví dụ, một chiếc taxi không người lái sẽ tự động tìm một cọc sạc để sạc. Sau khi xe taxi không người lái tìm thấy cọc sạc, nó sẽ trao đổi thông tin thông qua cáp dữ liệu trên phích cắm sạc. Chiếc taxi không người lái đầu tiên nói với cột sạc rằng họ muốn sạc một kilowatt giờ điện, và cột sạc báo rằng họ cần thanh toán b loại tiền kỹ thuật số đến địa chỉ xxx của nó. Dựa trên yêu cầu thanh toán của cọc sạc làm điều kiện kích hoạt, xe taxi không người lái sẽ bắt đầu giao dịch chuyển khoản b loại tiền kỹ thuật số, sau đó gửi chứng từ giao dịch (chẳng hạn như bản tóm tắt băm của giao dịch chuyển khoản). Cọc sạc đi đến dây chuyền kiểm tra đã nhận được tiền chưa, nếu nhận được tiền thì taxi không người lái sẽ tính phí. Tất cả những điều trên có thể đạt được thông qua lập trình.

Thứ tư, khả năng lưu trữ của các thiết bị IoT khác nhau rất khác nhau, từ hàng chục kB đến hàng chục GB. Tùy thuộc vào hiệu suất lưu trữ, một số dữ liệu IoT có thể được lưu trên thiết bị IoT và một số dữ liệu IoT có thể được tải lên đám mây. Về mặt tải lên dữ liệu, một lượng nhỏ dữ liệu có cấu trúc có thể được ghi trực tiếp vào blockchain và hầu hết dữ liệu được tải lên blockchain dưới dạng bản tóm tắt băm. Trong phân tích dữ liệu IoT, do những hạn chế về hiệu suất tính toán trên chuỗi khối, phân tích phức tạp thường không được thực hiện thông qua các hợp đồng thông minh trong chuỗi khối mà chủ yếu được thực hiện ngoài chuỗi.

Đầu tiên là đám mây, đặc biệt khi thuật toán phân tích phức tạp và việc tải lên dữ liệu cũng như phân tích dữ liệu được thực hiện không đồng bộ hoặc chênh lệch thời gian lớn. Tiếp theo là tính toán biên. Sau khi thiết bị IoT thu thập dữ liệu ở phía cuối, nó sử dụng các phương thức giao tiếp trường gần hoặc cục bộ khác để truyền dữ liệu đến biên và sau đó, biên sẽ tải thông tin được phân tích lên đám mây. Cuối cùng, nếu dữ liệu không rời khỏi thiết bị IoT cục bộ, nó thường được kết hợp với học tập liên kết hoặc điện toán bảo mật nhiều bên để ngăn dữ liệu bị rò rỉ ra ngoài nhưng thông tin có thể được kiểm soát. Trong các kịch bản phân tích dữ liệu này, blockchain chủ yếu chỉ cung cấp giao diện để truy vấn dữ liệu trên chuỗi (tức là dữ liệu thô hoặc bản tóm tắt băm của kết quả phân tích).

Dựa trên phân tích trên, hầu hết Internet of Things có thể chạy thuật toán băm và các hoạt động chữ ký khóa công khai và riêng tư. Dữ liệu IoT chủ yếu được lưu trữ trên đám mây và cục bộ trên các thiết bị IoT. Một lượng nhỏ dữ liệu có cấu trúc có thể được ghi trực tiếp vào chuỗi khối và hầu hết dữ liệu được tải lên chuỗi dưới dạng bản tóm tắt băm. Các biện pháp bảo vệ an ninh của thiết bị IoT có thể đảm bảo tính xác thực và chính xác của nguồn dữ liệu ở mức độ đáng kể. Dữ liệu được tự động tải lên chuỗi, giảm sự can thiệp của con người và giúp đảm bảo tính xác thực và chính xác của dữ liệu trong liên kết chuỗi. Dữ liệu IoT ngược dòng và hạ lưu trong các liên kết khác nhau được tải lên chuỗi, thông qua xác minh lẫn nhau, độ chính xác thực sự của dữ liệu được tải lên chuỗi cũng có thể được đảm bảo ở một mức độ nhất định. Việc phân tích dữ liệu IoT chủ yếu được thực hiện ngoài chuỗi, bao gồm trên các kênh thiết bị IoT cục bộ, biên và đám mây. Blockchain chủ yếu chỉ cung cấp giao diện truy vấn dữ liệu trên chuỗi. Miễn là thiết kế lập trình được thực hiện theo kịch bản ứng dụng, các thiết bị IoT có thể tham gia vào các giao dịch tiền kỹ thuật số và gọi các hợp đồng thông minh trong chuỗi khối.

Yêu cầu cơ bản cho sự kết hợp giữa "blockchain + Internet of Things" là đưa ID duy nhất cho các thiết bị IoT thông qua các mô-đun hoặc công nghệ chip phức tạp hơn, tức là danh tính kỹ thuật số (khóa chung và khóa riêng) được triển khai tại phần dưới cùng của phần cứng Không thể bị giả mạo. ID của thiết bị IoT được sử dụng rộng rãi trong ghi dữ liệu IoT, tải lên đám mây, tải lên blockchain và giao dịch tiền kỹ thuật số. Bằng cách này, việc lưu trữ, truyền tải và khai thác dữ liệu cũng như tương tác giá trị trong Internet of Things có thể được thực hiện một cách đáng tin cậy. Chức năng của blockchain như một cơ sở hạ tầng tin cậy phân tán chủ yếu được phản ánh ở hai khía cạnh. Đầu tiên, cải thiện tính bảo mật và độ tin cậy của dữ liệu IoT, áp dụng cho dữ liệu được lưu trữ trên đám mây và cục bộ trên các thiết bị IoT, cũng như một lượng nhỏ dữ liệu được ghi vào chuỗi khối. Thứ hai, cung cấp cơ sở hạ tầng cho các giao dịch tiền kỹ thuật số giữa các thiết bị IoT.

Đổi mới cơ bản là "Blockchain + Internet of Things"

Vào tháng 5 năm 2020, UNISOC, Wanxiang Blockchain, Molink Technology và Fibocom đã cùng nhau ra mắt "Internet of Things Chip+" Giải pháp kỹ thuật số đáng tin cậy cơ bản của "Blockchain " (Hình 1). Giải pháp này xoay quanh sản phẩm chip Cat.1 của Unisoc - Ivy 8910DM và khung ứng dụng blockchain BoAT (Blockchain of AI Things) do Molink Technology phát triển độc lập và vận hành trên nền tảng IoT di động.

BoAT hỗ trợ tải dữ liệu đáng tin cậy của các thiết bị IoT lên blockchain. BoAT không chỉ có thể thực hiện việc tạo nhận dạng và tải dữ liệu lên chuỗi thiết bị mà còn hỗ trợ sử dụng khả năng bảo mật nền tảng IoT di động và độ tin cậy gốc để đạt được xác minh và xác nhận liên kết dữ liệu trong và ngoài chuỗi thiết bị cũng như trong thanh toán máy IoT, IoT Các thử nghiệm ứng dụng được thực hiện theo ba kịch bản: quản lý thiết bị và quản lý quyền sử dụng tài sản IoT. Ivy 8910DM đã trở thành nền tảng chip IoT Cat.1 bis đầu tiên trên thế giới hỗ trợ công nghệ blockchain.Các thiết bị IoT dựa trên Ivy 8910DM có khả năng truy cập blockchain và gọi các hợp đồng thông minh, đảm bảo dữ liệu được tải lên đám mây cùng một lúc. Các giá trị tính năng được tải lên chuỗi (chủ yếu là các bản tóm tắt băm được tải lên chuỗi) để đạt được sự tương ứng đáng tin cậy của dữ liệu "trên chuỗi với đám mây". Dựa trên giải pháp này, Fibocom đã ra mắt mô-đun chuỗi khối Cat.1 L610 đầu tiên trên thế giới, mô-đun này sẽ đổi mới các mô hình kinh doanh mới trong các ngành như nông nghiệp thông minh và Internet phương tiện [1].

Chip IoT tích hợp giao thức blockchain

Tóm tắt

"Blockchain + Internet of Things" sẽ đóng một vai trò quan trọng trong cơ sở hạ tầng mới.

Trong tương lai gần, số lượng thiết bị IoT sẽ vượt xa số lượng thiết bị Internet di động. Các hoạt động kinh tế phong phú sẽ diễn ra giữa các thiết bị IoT. Bằng cách đưa các loại tiền kỹ thuật số của ngân hàng trung ương và các đồng tiền ổn định vào Internet vạn vật làm công cụ thanh toán giữa các máy, nó sẽ giúp hiện thực hóa các kịch bản ứng dụng kinh tế máy móc. Để nghiên cứu về vấn đề này, vui lòng xem:

Dữ liệu IoT sẽ vượt xa dữ liệu Internet và sẽ trở thành một phần quan trọng của thị trường thành phần dữ liệu. Tính bảo mật và độ tin cậy do "Blockchain + Internet of Things" cung cấp cho dữ liệu IoT sẽ tạo nền tảng vững chắc cho việc phân tích và sử dụng dữ liệu IoT.

Tầm quan trọng của "blockchain + Internet of Things" sẽ vượt xa việc lưu trữ chứng chỉ và truy xuất nguồn gốc. Mọi tiến bộ trong quá trình di cư kỹ thuật số của xã hội loài người sẽ mang lại những thay đổi công nghiệp và cơ hội kinh doanh mới. Sự phát triển của thương mại điện tử, mạng xã hội… đã cho phép ghi lại hành vi tiêu dùng và các tình huống xã hội của con người và với sự hỗ trợ của các công nghệ như thanh toán điện tử và AI, một làn sóng công nghệ tài chính đã ra đời. Những thay đổi do "Blockchain + Internet of Things" mang lại sẽ không kém gì điều này.

Lưu ý: [1] Vào tháng 12 năm 2019, chín nhà sản xuất mô-đun di động chính trong nước (Quectel, Fibocom, Youfang, Meige, Gosuncn, SIMCom , Yike, Yuge, Lierda) đã cùng nhau ra mắt liên minh mô-đun blockchain.

Liên kết gốc: https://mp.weixin.qq.com

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia