邹传伟：深度解析“区块链+物联网”与新基建

“区块链+物联网”核心问题区块链兼具信息互联网和价值互联网的功能，对应了区块链的两种应用方向，与物联网有很多结合点。 区块链应用于供应链管理、安全溯源、精准扶贫、医疗健康、食品安全、公益和社会救助等领域。它主要体现了区块链作为信息互联网的功能。它以共享的账本记录商品、药品、食品、资金在区块链境外的流向，使上下游环节、不同环节之间互相检查，穿透信息“孤岛”，使整个过程可管理。 如果区块链之外的信息在来源和写作环节都不能做到真实准确，那么写入区块链只能说明信息不可篡改，并不能提高信息的真实准确性。 所以这个应用方向要解决的核心问题就是如何让外链的信息与保真挂钩。 作为一个价值互联网，区块链涉及资产和风险的转移。 价值来自现实世界的资产，并通过经济机制与区块链中的代币挂钩。 区块链扮演着金融基础设施的角色，具有交易结算、自动智能清算的优势。 随着央行数字货币和稳定货币的发展，区块链作为价值互联网的应用场景会越来越丰富。 “区块链+物联网”需要讨论以下核心问题:第一，物联网设备产生的数据如何链接？如何在源头和链条环节保证这些数据的真实性和准确性？二、“区块链+物联网”中的数据分析方法和应用场景 第三，物联网设备可以参与数字货币交易并在区块链内调用智能合约吗？“区块链+物联网”的可行性”[h/] 物联网设备不断从周围获取地理位置、温湿度、速度、高度等数据。 物联网的数据源是扭曲的，在端侧主要有两类攻击。 第一类是窃取物理设备，篡改其内外连接，使其收集错误数据并作为正确数据上传(指上传到云端或区块链，下同)。 第二种是窃取设备的密钥，破解通信和认证机制，在逻辑上伪装成实际设备，或者伪造实际设备，上传伪造的数据。 相应地，有两种反攻击方法。 第一类是物理安全，如采取防拆卸的外壳和安装措施，拆卸时会造成自毁或报警。 第二种是通过secure element (SE)、可信执行环境(TEE)等技术对密钥等敏感信息进行妥善保护，特别是使每台设备的密钥不一样，即使一台设备被破解，也无助于破解另一台设备。 从目前物联网设备的实际部署来看，涉及金融领域或有国家强制性规定的设备安全防护等级更高。 消费级设备的安全防护是有限的，但一般人是不容易破解的。 因此，在源头上保证了物联网数据的真实性和准确性。 物联网设备，只要安装无线通信模块，就可以实现无线通信，成为无线物联网设备。 所谓无线通信模块，本质上是将无线通信的主芯片，以及射频、电源、屏蔽等外围设备焊接在印刷电路板上。 物联网设备有两种方式集成无线通信模块。 首先是MCU(微控制器或主机)的设计 整个物联网设备以MCU为核心，无线通信模块只作为MCU的通信通道。 二是“开放式CPU”设计。 无线通信模块向物联网设备开放必要的软件接口，使后者的业务处理软件可以在前者的处理器中运行。 无论是MCU设计还是“开放式CPU”，物联网设备的计算、存储和网络连接能力都会随着软硬件的不同而有很大的差异。 首先，大多数物联网设备可以运行区块链计算，如哈希算法和公钥-私钥签名操作。 目前无线通信模块的处理器主要是ARM，RISC-V发展很快。 处理器从单核几十MHz到八核2 GHz，甚至还有带GPU的。 其次，物联网设备厂商根据具体的应用场景选择不同的设备来实现不同的网络连接能力，从偶尔传输少量数据到持续高速传输数据。 比如车载T-BOX(Telematics BOX)一般使用中等性能的MCU，或者Cat.4或Cat.1的4G模块，而不使用GPU。 即使没有区块链，物联网数据仍然需要上云。 上行链路上增加的流量通常远远小于云本身上的数据。 而且由于区块链的容量限制，物联网数据在很多场合是哈希汇总而不是原始数据，上行增加的流量更小。 第三，无线通信模块的行为是预编程的，基本上是确定性的。 只要模块软件被设计为根据特定的触发条件自动发起链上交易，物联网设备就可以在区块链参与数字货币交易和调用智能合约吗？ 比如无人出租车自动找到充电桩充电场景。 无人驾驶出租车找到充电桩后，通过充电插头上的数据线进行信息交互。 无人驾驶出租车先告知充电桩充A度电，充电桩报称需要支付B数字货币到其地址xxx。 无人驾驶出租车根据充电桩的支付需求发起B数字货币的转账交易，然后发送交易凭证(如转账交易的哈希摘要) 去充电桩看看有没有到。如果已经到了，给无人驾驶出租车充电。 以上都可以通过编程实现。 第四，不同物联网设备的存储容量差异很大，从几十kB到几十GB不等。 根据存储性能的不同，一些物联网数据可以保存在物联网设备上，一些物联网数据可以上传到云端。 在数据上行中，少量的结构化数据可以直接写入区块链，大部分数据以哈希摘要的形式上行。 在物联网数据的分析中，由于区块链上的计算性能限制，复杂的分析在区块链一般不会通过智能合约进行，而主要是在链下进行。 首先是云端，尤其是分析算法复杂，数据上传和数据分析异步进行或者时差较大的时候。 其次，边缘计算。 物联网设备端到端的数据采集后，通过近场或其他本地通信方式将数据传输到边缘，边缘再将分析后的信息放到云端。 最后，如果数据不离开物联网设备，通常结合联邦学习或多方安全计算，实现数据不出去，但信息可以控制出去。 在这些数据分析场景中，区块链主要提供了查询链上数据的接口(即原始数据或分析结果的哈希汇总)。 基于以上分析，大部分物联网都可以运行哈希算法和公私钥签名操作。 物联网数据主要存储在云端，本地存储在物联网设备上。少量的结构化数据可以直接写入区块链，大部分数据以哈希摘要的形式链接。 物联网设备的安全措施可以在相当程度上保证数据源的真实性和准确性。 数据自动上传减少了人为干预，有助于保证数据上传的真实性和准确性。 物联网数据的上下游，不同环节之间，也可以通过相互验证，在一定程度上保证数据上行的真实性和准确性。 物联网数据的分析主要在链下进行，包括云端、边缘、本地物联网设备等渠道。 区块链主要提供了一个查询链上数据的接口。 只要对应用场景进行可编程设计，物联网设备就可以在区块链参与数字货币交易和调用智能合约。 “区块链+物联网”结合的一个基本要求是通过模块或更复杂的芯片技术，给物联网设备引入一个唯一的ID，即硬件底层的数字身份(公钥和私钥)不可篡改。 物联网设备的ID广泛应用于物联网数据记录、云上传、链上传和数字货币交易。 这样，物联网中的数据存储、传输、挖掘和价值交互都可以以可信的方式进行。 区块链作为分布式信任基础设施的功能主要体现在两个方面。 首先，提高物联网数据的安全性和可信度，这适用于存在于云和本地物联网设备上的数据，以及写入区块链的少量数据。 第二，为物联网设备之间的数字货币交易提供基础设施。 “区块链+物联网”的底层创新[h/] 2020年5月，紫光展锐与万向区块链、墨联科技、广和通联合推出基于“物联网芯片+区块链”的底层可信数字化解决方案(图1) 该方案是围绕紫光展锐的Cat.1芯片产品——春腾8910DM和摩联科技自主研发的区块链应用框架BoAT(AI Things的区块链)开发的，承载在蜂窝物联网平台上。 BoAT支持物联网设备可信数据上行。 BoAT不仅可以实现设备链上的标识生成和数据上传，还可以利用蜂窝物联网平台的安全能力和根信任，支持设备链与设备链之间数据关联的验证和确认。已在物联网机器支付、物联网设备管理、物联网资产使用权管理三大场景中得到应用。 春腾8910DM成为全球首款支持区块链技术的Cat.1 bis物联网芯片平台。基于春腾8910DM的物联网设备具备访问区块链和调用智能合约的能力，保证了数据特征值(主要是哈希摘要)会同时上传到云端，“链到云”的数据可以可信对应。 在此方案基础上，广通推出全球首款Cat.1区块链模块L610，将在智慧农业、车联网等行业创新新的商业模式[1] 总结“区块链+物联网”将在新基础设施中发挥重要作用 在不久的将来，物联网设备的数量将远远超过移动互联网设备。 丰富的经济活动将在物联网设备之间发生。 物联网中引入央行数字货币和稳定货币作为机器之间的支付工具，有助于实现机器经济的应用场景。请参考:邹传伟:机器之间的大规模合作不是空。需要区块链引入市场机制的物联网数据将远远超过互联网数据，成为数据要素市场的重要组成部分。 “区块链+物联网”对于物联网数据的安全性和可信性，将为物联网数据的分析和利用奠定坚实的基础。 “区块链+物联网”的意义将远远不止于存证和溯源。 人类社会数字化迁移的每一次进步，都会带来新的产业变革和商业机会。 随着电子商务和社交媒体的发展，人们在消费和社交场合的行为被记录下来，在电子支付和AI技术的加持下诞生了金融科技的浪潮。 “区块链+物联网”带来的改变不会亚于此。