物联网平台未来：更应着手规划区块链集成

使用“区块链”这个术语很容易变得厌倦。虽然区块链ICO的动荡性可能会增加怀疑论者的可信度，但是当新的颠覆性技术出现时，怀疑论可能是健康的。事实上，怀疑主义可能是新兴技术的一种燃料。随着任何新技术的炒作循环开始下降到幻灭之谷，怀疑论者的反馈将改进技术。

所以这里提出了一个问题 - 是否有任何区块链项目可以为今天的实际物联网用例提供服务？

不考虑加密货币投资或虚拟加密小猫 ; 现在是否有分散的网络可以成为未来12到18个月内物联网数据传输的首选架构？

下面是最有前途的物联网分散网络的比较，可以使用或正在接受今天的alpha / beta测试人员。

典型的物联网解决方案

用于传输IoT设备数据的最常用协议之一是MQTT，一种在发布和订阅模型上运行的服务器/客户端消息队列。MQTT要求一个称为经纪人的中央机构作为真理的唯一来源。

MQTT的前提很简单。该体系结构具有中央Broker从多个数据发布者接收数据。一旦集中收集数据，经纪人就会将数据传递给任何正在等待的订户。除了作为消息队列之外，MQTT Broker还可以支持身份验证，最多3级QoS（服务质量），并按主题过滤数据。MQTT最初创建于1999年，由IBM积极开发，直到2013年开源。今天，有许多可接受的MQTT Broker项目和MQTT客户端库可供您想象。

许多商业IoT平台使用MQTT作为主干。由于其多功能性，公司可以拥有大量的物联网设备不断发布数据，而另一方面，任意数量的服务器都可以订阅预先过滤的原始数据。

如果您感到好奇，以下是我们客户使用的最常见的MQTT平台：AWS IoT，Google Cloud IoT Core，Azure IoT Hub，Losant和Adafruit IO。

MQTT是一个很好的解决方案，但扩展到假设的204亿IoT设备需要大规模的基础设施和云计算。任何计划使用物联网元素的初创企业或商业项目的团队都必须准备好承担大量的云基础设施费用和投资。

对于本文，MQTT将作为比较区块链和分布式分类帐技术的基准。

定义区块链

区块链是一个不可变的分散分类账。您可以将其视为一种新型数据库。区块链的基本核心功能是在整个节点网络中更新的共享分类帐。每个节点都是一台接收和验证分类帐副本的计算机。数据按时间顺序存储在该分类帐上，新数据被附加并传播到整个网络。分类帐持有的数据可以记录交易，文档，文件或其他有价值的东西。

该部分的块部分指的是链中的当前位置。一旦网络确认阻止副本被发送到所有节点，成为该分布式分类帐或数据库的永久部分。在前一个块之后附加一个新块。因此，每个块包含前一个块的哈希副本。区块链 - 一连串的街区！

因为如果某人尝试在链中的任何点处更改数据，则每个后续块包含前一个块的散列，结果散列将是不同的并且不被其他节点验证。实际上不可能将操纵数据引入网络。为了做出改变链条的可行尝试，需要访问世界各地的分类账的每个副本以及同时改变它的能力。任何人或团体都无法获得这么大的权力，使区块链成为可靠的交易或身份来源，而无需中央资源。

一个自我验证的大规模分布式数据库，由安全的用户帐户组成，其交易具有一定的吸引力。从历史上看，这个问题是不可能解决的，也是我们创建联邦保险银行的原因。

用于物联网的以太坊区块链

比特币可能已经将区块链技术引入主流，但通过向开发人员引入区块链，以太坊变得最实用。以太坊允许开发人员创建他们自己的分散合同，他们指定规则，功能，甚至是一个独特的硬币。

还记得2017年ICO爆炸式增长吗？以太坊的工具使科技企业家能够创造出独特的加密货币。开发人员可以轻松创建独特的加密货币，这证明了以太坊生态系统，以太坊的开发者社区以及以太坊区块链。

传统区块链（如比特币和以太坊）的计算能力和存储要求消除了物联网设备能够使用该技术的可能性。例如，典型的以太坊节点使用GPU来处理块，因为CPU太慢并且每个节点存储近1TB的历史区块链事务。正如以太坊今天所说的那样，与集中式云服务相比，它速度慢，成本高，能效低。要成为可行的数据传输选项，共识时间和采矿费用需要显着降低。

以太坊的领导团队并没有忽视这些问题。多年来，核心开发人员一直致力于一个名为Casper的项目。Casper将区块链共识从称为“工作证明”的计算密集型操作转移到称为“证明证明”的基于风险的操作。Casper将对Etereum市场产生重大影响。对于物联网项目，结果将是积极的，因为它将降低事务处理成本并允许计算受限的设备确认块。5月，Casper团队发布了0.1.0版和7天后版本0.2.0。

1月份，以太坊基金会通过宣布两项补贴计划进一步确认了扩展问题，开发商可以获得50,000美元至1,000,000美元或更多的补助金，用于拟议的解决方案。具体而言，该基金会概述了他们希望社区并行工作的两种策略 - 区块链分片和第2层协议。

分片将允许以太坊的节点网络同时在多个块上工作。实质上，这与MongoDB将数据分片到不同分区的方式类似。我们在Sharding上找到的唯一项目是prysmaticlabs.com。对于物联网设备，Sharding是另一种方式，以太坊计划大幅减少达成共识的时间。

第2层协议通常被定义为侧链。借用以太坊的许多功能，这些侧链创建了一个独立的链，许多数据交易可以在以太坊链上发生。最终，一个侧链将纪念他们在主要的以太坊区块链上的所有交易。

通过专门为物联网受限设备创建侧链，我们开始看到与MQTT类似的架构。Sidechain数据流将是Device→Sidechain→Blockchain，其中MQTT数据流是Client→Broker→Central Database。使用这种架构，可以有一个侧链“Broker”与受约束的设备交互。另一方面，侧链以设定的间隔与主以太坊链同步“边”交易。正在开发的两个值得注意的侧链项目是Raiden和Plasma。

有了这么多基于以太坊的项目和开发人员关注规模问题，以太坊与侧链配对可能很快成为传统的Message Queue + Database架构的流行替代品。

物联网IPFS

分布式分类帐技术令人兴奋且目前实际的实施是行星际文件系统（IPFS）。IPFS跨独立节点创建分布式文件系统。IPFS可用于托管网站，文件甚至视频。

IPFS节点仅存储他们感兴趣的内容以及存储内容的索引。这与传统的区块链不同，传统的区块链要求每个节点都拥有本地存储的整个事务历史记录。IPFS可能与传统的区块链非常不同，但类似的是文件的加密哈希值保存在网络中的多个节点上。

该声名鹊起的IPFS是大胆的建议，整个公共网络本身将更好地服务于世界，如果它曾经IPFS而不是集中的HTTP服务器。如果您知道哈希地址，则每个客户机节点都可以访问整个文件网络。客户端节点可以决定存储散列，并且这样做成为该数据的主机节点。如果任何存储数据的节点断开连接，则该文件将继续通过其他节点可用，就好像什么也没发生一样。

除了向应用程序开发人员公开的存储工具之外，IPFS还公开类似于MQTT的发布/订阅事件总线。与MQTT不同，没有集中式Broker，IPFS提供了完全分散的和分布式的Broker等价物。这意味着对事件感兴趣的每个订户也共同作用于其他感兴趣的订户的Broker事件联合。然后，还有内置加密安全性的额外好处。

您今天可以使用IPFS Pub / Sub，但是您很快就会遇到IPFS要求节点选择加入来托管个人数据的现实。出于这个原因，构建在IPFS之上的大型项目通过使结构，库和感兴趣的节点的“网络”都运行相同的项目应用程序来提供价值。

一个基于IPFS的项目是Computes.io。创始人Chris Matthieu撰写了一篇博文，去年使用Arduino演示了物联网发布/子示例 - 构建物联网超级计算机。术语超级计算机可能引起你的注意，但考虑一下这个演示，其中Computes使用多台计算机作为一个计算机演示暴力密码攻击。

IPFS使我们能够联网一系列物联网设备，并使它们充当共享文件系统，事件总线，并将Computes.io作为分布式计算平台。

物联网的氦分布式机器网络 
Helium是一家创业公司描述其产品的新术语。Helium的网络结合了物理区块链，无线技术和开源软件，创建了一个专为物联网而构建的分布式区块链。

让我们逐步了解数据如何通过Helium网络传输。

物联网机器将使用WHIP协议安全地连接到范围内的多个本地网关。加入后，设备会将加密数据发送到所有网关。
每个网关都将数据添加到块中，然后将块附加到Helium的全局区块链。数据对象将包含有关转发传感器数据的路由器的信息。
网关将专用数据发送到特定路由器。为了提供此数据传输服务，Gateway希望从路由器付款。
路由器解密完成该过程的数据。
由于Helium目前正在开发中，这种解释似乎很麻烦。我们期待更好的术语来描述这个过程。

“我们使用区块链来奖励任何部署氦气网关的人; 机器的无线热点。这种方法使我们能够建立一个社区拥有的分散式网络，提供安全，经济，无处不在的无线覆盖，将数十亿台机器连接到互联网。“- 氦气

IOTA为物联网纠结
今天可用的另一项技术是IOTA。该项目介绍了Tangle网络的概念，而不是传统区块链支持的网络。Tangle是一种新形式的分布式分类帐技术，以物联网为设计理念。

与区块链不同，纠结只是一个纠结的用户网络而不是矿工节点。这个想法是，对于任何进行交易的设备或用户，它还必须处理接下来的两个交易。该方案允许快速交易，费用低于所讨论的任何其他选项。物联网设备可以快速为传感器数据或功能进行小型交易。它可以在连接设备周围实现全新的经济效益。

IOTA的一个有趣的主张是保护免受基于量子计算的攻击。这种说法无法验证，但有趣的是要考虑。IOTA的白皮书贯穿了数学。他们使用“专有量子抗性加密算法”，将某些量子攻击的有效性降低了100万。

在传统网络和分布式执行器可以管理和影响大部分城市基础设施的未来，可以想象，涉及欺骗身份或伪造数据的攻击可能是灾难性的。量子抗性加密安全物联网网络将有助于在节点生命周期的持续时间内防止此类攻击。

考虑未来

虽然保持怀疑态度仍然很重要，但是一旦你把它看作是建立货币的一种手段，这项技术还有很多工作要做。

在考虑将在未来5年内上线的数十亿设备时，很容易理解为什么像IPFS和Helium这样的项目如此重要。当我们达到连接设备的临界阈值时，我们需要高枕无忧才能知道它们可以保持连接。

正在为分布式网络开发的各种协议正在解决阻止采用的实际问题。我们开始重新考虑互联网，因为云集中度更低，更像是一个类似于其根源的分散式设备网络。

设想通过独立拥有的网关通过微交易发生设备连接，以及网络分布在多个私有节点上的未来，这很有趣。每个设备都可以维护他们消耗的系统，如果系统的一部分需要“离网”，它也可以分叉和合并。

最后的想法 

当前的物联网解决方案依赖于几年后可能不存在的平台。我已经构建了许多不再运行的项目，因为使用的服务已关闭。本文中分享的分布式项目使我们能够超越中央权限的限制。系统不易被破坏，数据不容易丢失。

需要考虑的一个重要事项是加密货币背后的实用技术解决方案，而不仅仅是财务价值。最终，我们都将通过分散技术以某种方式受到影响。在我们的一生中，我们将看到至少一些基于区块链的系统成为日常生活的一部分。

有趣的是见证安全和隐私问题成为每日头条新闻；因此，公司在区块链技术中找到了解决方案。随着向分散化的转变，我们看到实际的用例开始出现。

（作者：链视界，内容来自链得得内容开放平台“得得号”；本文仅代表作者观点，不代表链得得官方立场）