区块链（三）：拯救大兵物联网，区块链重装上阵

编者按：本文来自微信公众号“爱分析ifenxi”（ID:ifenxicom），36氪经授权发布。

本文为爱分析出品的区块链系列连载之三，往期见下：

系列一：这三大招，会让国际汇款像发红包一样便捷

系列二：证券市场上，到底谁动了我们的蛋糕，区块链技术如何帮我们拿回来？

童鞋们，区块链大讲堂又开课了。爱分析分析师Tom Hanks，为自己带盐。 

在区块链的助力下，物联网将从IOT（Internet of things）演进到COT（chain of things)的链上世界。

今天爱分析为大家带来了区块链的小伙伴-物联网。有没有很好奇，区块链究竟和物联网有什么不得不说的故事，区块链究竟如何能够拯救物联网于水火之中。

同样的，为了给小伙伴们节约时间，爱分析就不卖关子了，先把结论告诉大家：

物联网操作层面上，因为要连接数以百亿计的设备，导致其成本高昂，安全和隐私性难以保证，发展遇阻。

区块链的适时出现给物联网带来了共识机制和分布式网络，可谓久旱逢甘霖。共识机制解决了百亿计的设备之间如何协作的问题，巩固了物联网的安全性问题，而分布式网络则使得节点不再需要中心化的数据库，能实现自我管理，极大地降低了物联网的运作成本。

有时间的小伙伴们可以再细读：

物联网的前世今生

首先，先给不熟悉物联网的童鞋介绍一下（熟悉的跳过就好） 

我们熟悉的互联网是其实把人人相连的网络（Internet of People)，而物联网（Internet of things)，顾名思义就是物物相连的网络，利用信息传感设备，让物品与物品之间进行交互。简单来讲，就是把你生活里所有的设备都装上芯片，使之能够智能化联网互动，“开口说话”。如同玩具总动员、变形金刚里的场景，有木有很激动。 

于是神奇的事情发生了：在你下班回家的路上，手机会自动告诉浴缸可以放好热水等你，完全不用自己动手哦。然后，在洗衣服的时候，衣服会告诉洗衣机关于水温和洗衣液的要求。

物联网能够提升利用资源的效率，节约人们的时间。随着信息技术的发展，低成本的信息设备进入千家万户，连接在互联网上的设备成几何级数增加。据IBM预测2020年互相连接的设备将超过250亿台，2009年是25亿台，现在是100亿台(见图1)。 

物联网，其实已经或多或少地进入到我们的生活中了，在未来还有很大的市场潜力。

物联网中的每一个设备都可以充当独立的商业主体，以很低的交易成本与其它设备分享能力和资源。

在物联网上，每个设备都能够报告自己的状态，这就为我们合理利用闲置设备创造了条件。 同时，物联网还为交易创造了透明、流动性好的市场，我们就可以进行资产的买卖和转移。比如可以把家里的太阳能发电用不完电卖给邻居，或者把把闲置的房子放在Aribnb上进行短期出租。

此外，物联网还能帮助金融机构对信用和风险的定价。比如保险公司能够通过连在汽车上仪表盘、GPS日志等的传感器搜集驾驶数据，从而个性化评估车险的风险，合理定价。

看来，物联网是个很棒的潜力股。

然而，潜力股物联网最近很是焦虑。

截至目前，物联网主要是用于B2B的工业领域，比如汽车智能制造，远程健康管理、金融风险定价等。然后，许多领域对物联网的需求起步缓慢：只有30%的重工业装备实现了网络化和只有10%的智能电视用于收看互联网节目。

特别是在家庭的物联网自动化方面，进展非常缓慢。家庭消费者依然对物联网的安全性提出质疑，同时现阶段的物联网也没有给家用设备创造多大的实用价值，就像联网的面包机并不会因为上了物联网就能烤出更好吃的面包。

面临物联网小伙伴的困境，区块链重装上阵。

具体来讲，区块链在以下的方面弥补了现在物联网的缺陷：

左图：物联网的痛点

右图：区块链充当一个通用的数字账本，促进物联网设备间的不同类型交易

物联网隐私安全性被质疑

采用了物联网技术之后，由于所有的个人工作和生活的数据都会被采集，消费者对信息安全提出了很高的要求。比如消费者会很担心联网后的家用设备成为网络安全漏洞，不法分子可以通过攻击这些薄弱环节来侵入家用网络，进而侵入计算机来盗取个人数据。

想象一下有黑客入侵了你家冰箱，获得了你的日程安排表，公司等信息，然后再进入你网络中的私有云盗取你家人的照片，甚至获得你家里智能门把手的控制权，是不是有背脊发寒的感觉。

同时，隐私问题也是很大的挑战。现在大多数物联网解决方案为政府、生产厂商或者服务提供者等中心化的机构提供了后台的小门，使得这些机构可以不经用户授权，就收集和分析用户数据，甚至接近和控制用户的设备。

更重要的是，查出问题节点对于物联网来说也是很大的挑战。以前对于中心化的数据库来说，由于一个网络里的节点较少，因此中心能够很容易的区别一个出问题的节点。而对于一个数以亿计的网络而言，这是很大的工程量，几乎不可能不出错。

区块链解决方案：

其实物联网的安全性的核心缺陷，就是缺乏设备与设备之间相互的信任机制，即设备之间相互验证，保证共识。而区块链正好提供了这么一种机制，即一种无需信任单个节点的共识机制——拜占庭将军问题。

不用方，爱分析接下来为大家解读一下什么是拜占庭将军问题：

图片当中A、B、C、D是四位拜占庭将军，其中A是同盟军司令，B是同盟军叛徒，试图破坏这场战役，C和D是同盟军的忠诚将军。

A发布了一个命令：攻城！这个命令的代号是“1”。他把这个信息发送给了其它的将军，这类似于互联网中的P2P网络协议。

B、C、D都会收到A将军发来的命令“1”，每个将军把收到的命令签上自己的名字再发给其他将军。

叛徒B收到之后，为了混淆视听，他转发给C和D的不是“1”，而是“0”，但为了不暴露自己，发给A将军的仍然是“1”。C和D因为是正常的诚实将军，他们把收到的命令签字之后再按照原样发出去。

我们看到图中表格，在收到的命令当中，C和D收到的是“101”，但是根据共识算法，他们在这之前约定，按“多数裁决”方式确定正确的命令，因此，C和D认为是攻城，是“1”。在这个例子中，尽管有B的故意捣乱，但A仍然可以和C、D一起联合行动，取得战争的胜利。

也就是说，区块链上每个节点的运作机制是少数服从多数，即使有几个节点被攻破、坏掉，整体也能够照常运行。

同时，用户还可以自由地在设备之间制定交互规则，我的地盘我做主。当物联网需要禁止一个行为不当的参与者时，也可以凭借由51%共识机制将其找出来，不影响整体。

单点故障的可靠性问题

由于物联网中心数据库包含了所有数据，一旦数据库崩塌，会对整个物联网造成很大的破坏。

区块链解决方案：

区块链分布式的网络结构能够保证即使一个或多个节点被攻破，整体网络体系的数据依然是可靠、安全的。

中心化数据库成本高昂，计算和储存能力有限

为了记录和储存物联网上发生的事情，需要有一个物账本（Ledger of Things)。而在现有物联网中心化组网的方式下，数以亿计的节点都连接到中心化云和大型服务器上，导致成本高昂。

区块链解决方案：

分布式计算来利用点对点计算处理物联网中发生的数以千亿计的交易，能够显著地降低与建立和维护庞大的中心化数据库的相关的成本

同时，还可以充分利用分布在不同位置的数以亿计闲置设备的计算力、存储容量和带宽，用于交易处理，大幅度降低计算和储存的成本。

产品生命周期和收入方面有着严重的缺陷

一般来讲，消费品的迭代、更换的频率较高。比如Iphone 7发布了，按耐不住的同学又要割肾了。而物联网设备如同门锁、LED灯泡、智能插板等可能要数年才换一次。

智能设备的消费频次太低。这对设备制造商是个灾难性的麻烦。在超长的产品寿命中，软件更新和设备的维护都有很高的成本。其实虽然超长的产品周期是无法改变的，但巨大的维护成本还是有降低的空间，区块链就能帮助我们做到。

区块链的解决方案：区块链模式下的物联网将维护设备的责任转移给一个自我维护设备社区，这使得无论在设备生命周期还是超过生命周期，物联网不会过时，并节省大量的基础设施成本。 

区块链加物联网的双剑合璧，将在以下领域大展身手：

智能电网：分布式发电，我的电力我做主

能源行业是物联网应用的颇有前景的领域。物联网在设备之间搭建无线网络，让设备具有报告自身情况的能力，能够降低设备的管理和检查成本。

比如说，在电网的日常维护程序里，能够让工程师精准定位、有的放矢地去检查有问题的部分，再也不用只靠推测和经验了。

然而，作为物联网中心数据库，要承载上百万个设备的信息交互和储存，压力山大。区块链的作用在此时就凸显出来了：让节点们孩儿们为中心数据库家长分忧。

于是，在区块链的影响下，能源行业的网络结构从从中心化的集中式电网，转型为去中心化的分布式电网，以实现实时定价、实时匹配供需等。在此过程中，区块链凭借分布式账本和智能合约体系，来整合信息流、能源流、资金流,打造去中心化的智能电网。

以前的集中化的公用事业电表有自身难以解决的痛点：1.集中化的电力需要长距离传输，电压的变化会导致电力的损失。高盛估计美国发电量有8%-9%未能到达用户处。同2.中心化的电网导致大量地区同时停电。

而去中心化的区块链智能网络有以下的优点：随着电力的供需本地化（比如居民采用太阳能发电、交易），能够更好地匹配供需。同时，也节省了昂贵的电力输配成本。

公司举例：Filament是一家专注工业物联网的公司 

Filament一共经历了7轮融资，累计7350万美元。2015年8月，完成了A轮融资投资方包括Bullpen Capital，Version风投和三星风投。

Filament建立的工业级分布式结构，通过在设备里部署传感器，以建立设备之间的无线网络（比如电力网络），使得设备在不依靠WIFI或者蜂窝网络的情况下，在10英里的范围内直接通讯，满足工业物联网的对可靠性和成本的需求。相当于把电力网络里的设备变成了数字化的节点，以组成全新的点对点电力生产和分配模式。同时，Filament也支持支付和智能合约的功能。

其商业模式包含三个参与方——Filament、客户和电力公司。Filament拥有硬件，它的设备一直监控电线杆和状况和信息交换，把传感器数据卖给数据集成商，然后再卖给电力公司。

Filament主要是针对工业级市场，包括能源（石油、天然气）、农业、制造，帮助他们利用分布式网络提升设备的利用效率。

目前Filament已经在澳洲实施了区块链技术和电力网状网络的结合的实验，用点对点物联网来保证电力安全，同时又可以出售现有网状网络闲置电量。

供应链溯源，物联网时代无假货

供应链溯源这个领域是区块链+物联网结合的完美典范。

现有解决方案的主要难题是由于第三方平台的公信力不足，合作企业在提供运营数据的时候有顾虑，导致平台数据缺乏而不能精确认证和管理。

区块链物联网提供的解决方案，能够帮助经销商、消费者进行商品厂商和产地的验证，从而在保护消费者权益的同时帮助商家提高商品溢价。

供应链溯源需要将每个产品以物联网的方式登记在区块链上。针对高端产品将每个产品上放置一个NFC芯片（高端奢侈品），针对低附加值的如农产品就提供一个二维码。再将这些产品登记在区块链物联网上，利用公共账本和不可修改的特性，提供验证服务。

国内的唯链科技Vechain，作为一个基于区块链技术的真假校验云平台，也计划打造供应链管理的云平台。其COO为原LV中国的CIO，理解奢侈品行业急迫的的防伪需求，加上奢侈品行业较高的产品溢价，因此选择奢侈品真伪验证作为突破口。

其验证真假的模式是给每一个产品设置一个NFC芯片（低端的农产品等提供一个二维码），再将其唯一的ID注册在一个由（生产商、品牌商、经销商等）共建的联盟区块链上。凭借共同维护的账本来防止作假。

区块链+物联网，物链社会可期

爱分析认为，未来物联网能够重建社会的基本架构。如果说互联网打通了人与人之间的交流，极大地降低了协作成本，那么物联网就是打通了机器和机器之间的交互，让这个星球上几十亿和几千亿部机器彼此能够在人不干预的情况下自动协作。

互联网10余年的发展，带来了万亿级别的商业机会，物联网也毫无疑问地能够开辟出新的市场。比如能源物联网（智能电网）、供应链管理等等。

爱分析认为，区块链物联网的通力合作，不仅是区块链多了一个应用的场景，也从更本上解决了物联网的核心难题，节约了大量的成本，提高了效率。

人类又一次解放生产力的时代即将到来。

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