如何利用区块链技术来构建物联网系统

物联网（IoT）是一个吸引人的概念，但是要建立一个涵盖物联网体系结构的安全生态系统，则存在很多挑战。

使用当前已知的技术来构建物联网系统的结果是各种协议复杂且配置冲突。当前的物联网生态系统依赖于中心化的服务器-客户端模式。

通过云服务器识别，认证和连接所有设备。设备之间的连接通过Internet进行。尽管目前该方法可以正常工作，但未来可能无法满足更大的物联网生态系统的需求。

尤其是5G来了后，物物之间、物人之间的互联，将导致物联网设备爆炸式增长。

因此，以去中心化的方式是发展物联网的正确的方向。区块链技术可能成为追踪数十亿个已连接设备，处理交易并协调设备的理想组件和基本元素。

区块链将允许设备之间点对点的传递消息，文件分发和自治协调，而无需集中式的云管理。

在一份IBM报告的愿景中，区块链是促进设备间交易和协调的框架。每个设备将在新的去中心化和自治事物互联网中拥有自己的角色并管理其行为。

物联网设备现在的工作方式是以用户为中心的控制模式。中心点可以是用户的移动设备。所有的操作，命令和规则均由用户设置。尽管这对个人控制很有好处，但它在许多方面并不是自动化的。

如果所有设备都由区块链而不是直接用户控制，则可能发生真正的革命。使用智能合约可以做到这一点。

智能合约是在将交易包含在区块链中之前必须满足的一组条件和业务规则。写在区块链中的交易可能比所有权转移更为复杂。智能合约具有用于在节点之间执行不同合约类型的集成机制。

智能合约也是自治的，从技术上讲，它是一种可以自我维护和自我执行的计算机代码。一旦生效，就不需要任何人为因素来控制它。

以太坊使执行智能合约成为可能，以太坊是创建区块链系统的平台。以太坊拥有自己的网络，节点和矿工，就像比特币一样。但是以太坊节点能够执行与之相关的合约。

目前市面上已经有了使用以太坊平台开发的区块链上的物联网系统。该系统实现的是智能锁。

所谓的锁是可以由区块链控制的现实世界中的物理对象。他们使用一种将区块链技术带到整个家庭的电子设备，从而可以租用任何兼容的智能对象并接受付款而无需中介。

该系统使任何人都可以在没有中间人的情况下租用，出售或共享任何东西。有了它人们就可以享受共享经济的愿景，例如Airbnb公寓变得完全自动化。

该系统的工作方式如下：智能物品的所有者（Slock）为其使用创建价格和押金的智能合约。用户可以找到Slock，然后在以太坊区块链上付款，从而获得打开或关闭该Slock的许可，这意味着可以按约定使用它。

智能合约将自动执行，押金退还给用户，减去租金。实际上，这意味着通过在公寓门上安装智能锁，用户可以在区块链上租用公寓。智能合约将对其解锁，并使其按合约规定可用。

除了智能门，该系统还允许出租，出售或共享任何嵌入了该技术的智能对象。例如：自行车，汽车和任何可以通过物理锁固定的物体都是潜在的用例。

一些研究者认为，开发未来物联网应用程序的最安全方法是在稳定的现有区块链（如比特币）之上，而其他人则认为，这样的区块链需要昂贵的计算量和时间延迟才能将交易挖掘为区块。

所以有研究者提出了一种基于区块链技术的，用于智能家居物联网的新型安全，私有和轻量级架构。

该架构中挖掘区块被视为第一个需要解决的问题。因为物联网设备是资源受限的设备，无法执行此类操作。

当检测或订购某些东西时，物联网设备应该及时响应。在大多数情况下，进行块挖掘所需的时间是不可接受的。物联网网络将包含数十亿个设备。因此建议的解决方案包含三层：本地网络，覆盖网络和云存储。

本地网络包含所有智能家居设备和由本地计算机组成的区块链。该本地区块链由其所有者集中管理。当家中有新的智能设备时，用户会将其添加到区块链中。与特定设备有关的所有交易都链接在一起。没有标准的挖掘，因此当收到交易时，它会自动放入一个区块中并被视为有效。

覆盖网络是连接更多智能家居和用户的对等网络。该网络管理允许访问智能家居数据的用户的公共密钥，以及提供可访问数据的智能家居的公共密钥。包括了云存储，作为可能希望在云中存储数据的设备的解决方案，以便第三方可以访问数据并提供某些智能服务。

总而言之，借助区块链，物联网可以过渡到无需相互干预即可彼此交互的设备网络。这些设备还将做出智能判断，因此许多工作流程将以新的方式自动化，从而节省大量时间和成本。

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