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干货:了解区块链、5G、物联网的共生关系

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干货:一文了解区块链、5G、物联网的共生关系

声明:本文不构成任何投资建议。

边肖:记得要集中注意力。

资料来源:巴比特

近年来,专业人士一直在预测和评估物联网(IoT)对社会生产和人们生活的深远影响。但物联网技术要大规模使用,还需要攻克两大难题:承载能力和安全性。但是,现在通过引入5G、区块链等新技术,有可能改变物联网的发展瓶颈。

(图片来源:pixabay)

今年,美国主要运营商ATT和威瑞森将推出最新一代的蜂窝移动通信5G网络。分析师表示,5G的引入将带来超高的数据传输速率、超低的时延、节能、降低成本、更高的系统容量和设备的大规模连接。

物联网、5G和区块链技术的有机结合,可能会释放出巨大的经济价值。为了理解物联网、5G和区块链之间的互补关系,我们需要从多个角度来审视它。5G凭借其低时延、高速度和高容量,可以让物联网设备得到广泛应用。同时,物联网设备也可以利用区块链作为基础层的安全性、去中心化、不变性和共识机制,从而进一步提升自身性能。

通过以上分析,我们可以认识到,在5G技术和区块链技术的帮助下,智慧城市、无人驾驶汽车、智能家居等传感器驱动的增强技术将最终能够满足人们工作和生活的各种需求。

物联网应用

区块链作为物联网应用的基础层,可以提供共识和安全,而大多数物联网交易和合同将发生在区块链的第二层网络上,该网络有机会解决支付渠道和链上交易纠纷等问题。同时,物联网的网络容量将通过5G的高覆盖来实现,这将通过增加区块链节点的数量来进一步提高区块链的分散性。同时也有助于减少区块链出来的时间,从而直接帮助区块链,促进链条的可扩展性,进而进一步支撑物联网经济。

(来源:cointelegragh)

接下来,我们将以5G技术为立足点,来了解为什么5G技术的出现会给区块链和物联网经济带来巨大的变化。

5G的推出

到目前为止,美国的一些大型网络提供商已经开始在美国的一些城市铺开并覆盖5G网络,而全球其他国家也将在2020年实现大规模的5G网络覆盖。

其中,网络提供商威瑞森将从今年4月11日起在芝加哥和明尼阿波利斯提供5G网络覆盖,到2019年将覆盖30个城市。

此外,三星预计将于下月发布新的5G兼容手机Galaxy S10,华为和LG等其他公司也发布了最新的5G手机,即将投入市场。从调制解调器领域来说,目前还没有同时支持5G和LTE的调制解调器。但高通已经表示将在今年第三或第四季度推出这种类型的产品X55。苹果在这方面的反应有点慢。该公司仍在评估5G市场。预计苹果要到2020年才能看到兼容5G的iPhone。

5G技术将唤醒物联网的发展。

5G的巨大优势在于其高速度、高容量、低延迟以及连接大量设备的能力。

延迟是指信号发送和接收之间的时间;在区块链术语中,延迟是指区块链节点广播事务和接收事务所需的时间。

对于物联网来说,无论是应用于智能家居还是自动驾驶汽车,实现低延迟对于设备之间的通信至关重要。因为低延迟让我们有机会实现一个非常重要的概念:技能互联网(简称IoS)。这是专家通过虚拟现实设备远程工作的过程。例如,牙医可以通过互联网进行远程手术。如果在远程手术过程中出现长时间的通信延迟,医生的指令就会错误地发送给机器人,最终可能危及患者的生命。

通过上面的例子,我们可以理解5G技术带来的巨大市场前景。高通的一项研究也显示,到2035年,5G技术可能会为全球GDP带来12.3万亿美元的额外增长。

5G网络还有一个非常强大的特性,每秒传输的数据量高达10GB,可以说是对目前家庭宽带服务和蜂窝网络(全球非移动互联网平均速度仅为每秒7.2MB)的巨大提升。因此,5G将可能有机会成为全球互联网网络。

MEC(Multi-access Edge Computing)将进一步提升5G网络对物联网及相关概念的影响。这是一种网络形式,可以使业务从中心节点扩散到外围节点,从而减少延迟,提高速度。同时,物联网将依靠5G的容量和速度来完成大规模设备的互联。根据华为的研究估计,到2025年,物联网连接数将达到1000亿,之后将呈现指数级增长。

提供自动化

众所周知,自动化可能是机器人取代了人类所做的有偿工作。然而,在现实生产中,自动化的定义远远超出了上述范围,它还将包括替代性的杂务和无报酬的日常任务。

以智能家居为例,家用电器可以相互通信,方便居民了解家里的实际情况。此外,自动驾驶汽车和卡车也通过了类似的测试。相信未来10年,农业、矿业、钻井等传统行业将通过高速物联网实现自动化。

5G的瓶颈

上述应用的实现依赖于5G网络的广泛覆盖,从而为这些系统提供在全球范围内执行任务所需的容量和速度。

然而,5G仍然有两个强大的瓶颈:第一,由于5G网络中的设备都是互联的,一些恶意设备可能会造成网络混乱。其次,5G的推出将促进连接设备交易的爆发式增长。目前,集中和分散的金融基础设施可能无法支持这种增长水平。

区块链的重要作用

区块链的创新可能会解决5G的第一个问题。分散的公共链具有不变性、防篡改和在不可信实体间建立共识的优点。因此,区块链可以作为解决物联网设备之间争议的基础层。由于这些连接的设备将不得不处理大量的金钱或操作车辆,因此建立具有强安全性的底层协议层是至关重要的。区块链可以帮助物联网设备在这方面做得更好。

与物联网目前使用的客户端-服务器模式相比,去中心化区块链还提供了其他优势。例如,区块链的分散架构可以保护和保证身份。目前,物联网设备通常通过云服务器进行识别,其身份数据也存储在这些数据库中。因此,这些身份数据可能被破坏、窃取或模仿,从而对在这种网络上运行的任何应用程序造成重大的安全威胁。通过使用分散式区块链,我们可以通过非对称加密和哈希算法来保护这些身份信息的安全。为了保证身份信息的安全,物联网设备会根据对应的区块链地址进行注册,区块链层可以提供现有集中式基础设施无法比拟的安全级别和无摩擦认证流程。

扩大电信容量

遗憾的是,区块链技术可能无法直接解决5G的第二个发展瓶颈。物联网的广阔范围意味着分散的区块链架构无法处理巨大的吞吐量。当然,使用支付通道或类似闪电网的侧链,将绝大多数交易方连接到区块链的二层和二层协议,可以有效解决上述问题。然而,考虑到物联网中的每个设备都需要有自己的地址和链上交易,区块链需要具备每秒处理数万笔交易的链上处理能力。简而言之,区块链两层的可伸缩性必须得到显著提高。

比特币现金试图通过增加块容量来提高其可扩展性,以太坊也在通过碎片化技术在链条上构建更大的容量。此外,我们还看到了闪电网和液体的稳步发展,以及以太坊等离子这样的侧链技术的迭代。我们有理由相信,5G技术和区块链第二层基础设施的建设将为物联网经济提供必要的可扩展性和覆盖。

除了上述扩展方法,系统架构师的另一种方法是添加其他系统结构。像有向无环图(DAG)这样的设计可以用来实现更高的吞吐量。然而,这种设计通常以降低网络的安全性和分散性为代价。

任何基于区块链的物联网网络都必须在可扩展性、安全性和去中心化这不可能的三位一体中找到必要的立足点,这三个方面的任何缺陷都可能对用户造成灾难性的影响。在开发人员开发出能够实现安全性、分散性和高吞吐量的替代设计之前,物联网网络将不得不使用更有限但更安全的区块链结构。

防止数据篡改

5G技术可以大大增强物联网设备之间的数据传输能力。思科预计,到2021年,物联网设备将产生847 ZB的数据。虽然区块链的核心是分布式数据存储系统,但是在链上存储大量数据是不可行的。如果这些物联网数据不存储在区块链,它们将更容易受到攻击。那么我们如何解决这个问题呢?

有专家指出,我们可以在链中存储数据的哈希值,这个哈希值会指向整个数据集的外部数据存储站点。事实上,这种外部存储可以运行在其他分散的协议上,如星际文件系统(IPFS)或OrbitDB。虽然这种系统不能像区块链一样具有防篡改能力,但它比集中式替代方案具有更高的安全性。重要的是,通过在链中存储哈希值,任何对数据的篡改都会直接改变数据对应的哈希值,而且由于哈希值是用时间戳记录的,所以对数据的篡改更容易被我们发现。

授权智能合同

5G在功能和性能上的优势可以进一步促进区块链的发展。

我们可以以智能合约为例。区块链的智能合约通常依赖甲骨文。这些预言机可以通过互联网将外部数据传输到智能合约中。对于供应链等应用,5G可以让一些偏远地区的用户实现Oracle的功能。

网络的改进

有了5G,覆盖和带宽的大幅提升,边缘计算辅助的时延降低,可能会增加公链的节点数量。通过将网络覆盖范围扩大到偏远地区,并为手机和平板电脑等非静态设备提供更多连接,区块链的网络参与度可能会显著提高,这将进一步提高区块链的安全性和分散性。

此外,由于网络延迟的减少,开发者也将有机会尝试减少区块链的阻塞时间,从而增加链上的吞吐量。反过来,这将为使用区块链的物联网设备提供更好的支持,以实现结算、共识和安全。

物联网、区块链和5G相辅相成。

要真正体会5G、物联网和区块链的价值,你必须从发展和三维的角度来看待它们之间的关系。有了正确的架构,以及第二层解决方案、边缘计算、虚拟现实、增强现实和技术链网络,这些技术将创造前所未有的价值,同时从根本上颠覆人们工作和生活的方方面面。

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作者: 币圈菜鸡

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