【安防展覽網 科技動態】區塊鏈作為新一代信息技術正加速突破應用，世界正在進入以信息產業為主導的經濟發展時期。黨中央和國務院高度重視新一代信息技術產業，近年來工業互聯網、人工智能、5G等技術迎來發展浪潮，“區塊鏈+物聯網”作為重要的可信基礎設施，在經濟社會各領域的項目正加速落地，有望成為推動數字中國建設的重要推動力，為推動我國實體經濟轉型升級，構建現代化經濟體系作出重要貢獻。圍繞于此，中國電子學會展開相關研究及對策建議如下：
當前，新一輪信息技術革命和產業變革孕育興起，將對經濟政治格局、產業組織形態、生產生活方式等帶來深刻影響，世界大國競爭格局悄然重塑。物聯網和區塊鏈位居新一代信息技術發展前沿，其重要性愈發凸顯，近期福布斯對500名企業管理者的調研結果顯示，物聯網在重要的新興技術中位列。2019年1月，阿里達摩院發布2019科技趨勢提出，在各行業數字化進程中，物聯網將支撐鏈下世界和鏈上數據的可信映射，區塊鏈技術將促進可信數據流轉的重組和優化。物聯網天然具備分布式基因，與分布異構的區塊鏈系統網絡高度匹配，兩者的融合發展推動近年來區塊鏈與物聯網融合創新逐步加速，發展前景值得期待。
一、區塊鏈和物聯網融合發展特征與趨勢
物聯網設備作為萬物互聯時代的重要信息入口，有望將區塊鏈和實體世界連接起來，解決區塊鏈落地難題。區塊鏈的去中心化特性為物聯網自我治理提供了途徑，可幫助物聯網中的設備理解彼此，并讓物聯網中的設備了解不同設備間的關聯，從而實現對物聯網的分布式控制。在多環節、多場景、多領域應用驅動下，區塊鏈與物聯網技術融合不斷加速，有望在經濟社會多領域加快落地應用。
(一)物聯網漸成物理世界和區塊鏈網絡連接器，解決區塊鏈真實數據上鏈難題
當前，區塊鏈尚未落地應用的核心問題是區塊鏈的“硬鏈接”難題，即在區塊鏈內的數字資產與區塊鏈外的實物或虛擬資產之間難以建立起牢固的、可信任的鏈接綁定關系。無論是制造、物流、供應鏈，還是金融、傳媒、醫療等產業，物聯網均為各類信息和數據上鏈提供了極為便捷的入口，有望解決區塊鏈上資產與鏈下實物錨定的關鍵問題，成為未來數字社會區塊鏈上信息、資產與鏈下實物錨定的重要工具。未來物聯網硬件設備的爆發式增長，信息和數據傳輸速度的快速提升，以及物聯網生態圈的持續拓展，將不斷為區塊鏈產業注入新鮮血液，持續擴大區塊鏈技術應用場景。
圖1 物聯網設備通過數字簽名為數據上鏈“保真”
資料來源：中國電子學會整理
(二)區塊鏈為物聯網提供安全可信服務，助力“物聯網+”應用加速落地
物聯網的數據源自于物理世界，這些數據的安全性直接關系到物理設備乃至物理世界的安全性，一旦出現數據被違規訪問、惡意竄改、非法盜取等問題時，其產生的災難性后果比虛擬世界更嚴峻，因此物聯網應用安全方面問題愈發受到重視。區塊鏈具有去中心化、不可篡改、共享賬本、不對稱加密、智能合約等功能，如作為物聯網安全應用的底層平臺，可為物聯網安全提供可信存儲、數據加密、訪問控制、身份認證共識等服務支撐。譬如不可篡改性可以確保鏈上信息的真實性，共享賬本構建信任基礎保障業務透明可追溯，不對稱加密可保障物聯網信息安全，智能合約支持物聯網設備自動交易提升系統運轉效率，進而提升物聯網數據流動、網絡開放和智能水平，推動物聯網真正實現多領域、大規模和高水準應用。
圖2 基于區塊鏈的物聯網端到端安全框架
資料來源：中國電子學會整理
(三)借助共識機制和激勵模型，區塊鏈創新物聯網應用商業模式
物聯網生態系統中的設備提供商、軟件服務商、運營管理方、各類用戶間的關系錯綜復雜，如要在多方間建立良好的數據提供、服務獲取、交易確認和付費機制，需要借助更加創新的激勵機制和商業模式。在物聯網實現人、物和平臺等互通互聯的基礎上，區塊鏈可幫助成千上萬的節點建立一種依托程序規則自動形成商業聯系的生產關系，為物聯網多方主體參與貢獻和交易提供去中心化平臺，同時利用共識機制和激勵制度，自動為做出貢獻的主體付出相應額度的報酬。在此進程中，設備服務商、軟件服務商、運營管理方和用戶可共同參與社區和平臺治理，有望實現生態體系內多方參與者的率和大規模協作。
圖3 區塊鏈為物聯網應用提供新型商業模式
資料來源：中國電子學會整理
二、“區塊鏈+物聯網”融合發展面臨的挑戰
物聯網隱私和安全問題日益嚴峻，區塊鏈可作為底層架構構建、可信、安全的分布式物聯網網絡，有效解決物聯網發展中面臨的數據管理、信任、安全和隱私等問題。然而要真正實現將區塊鏈系統接入超大規模物聯網的設想，必須實現異構設備間快速、低成本、安全的通信與交易，實踐應用中在技術成熟度、基礎設施建設、商業模式等方面仍存在諸多挑戰。
(一)物聯網技術愈發成熟，區塊鏈關鍵技術發展相對滯后
近年來國內外傳感技術、信息技術、通信技術等快速發展，物聯網無論是在傳感器、體系架構、操作系統、軟件平臺、網絡建設等技術方面，亦或是標準體系建設方面均逐漸走向成熟。而2015年區塊鏈技術才真正意義上開始被接受，尚屬早期發展階段，當前以以太坊為代表的區塊鏈項目已能承載部分行業應用的開發，但鑒于私鑰加密、智能合約、分片、跨鏈、側鏈等技術，DAG、DPOS等共識機制以及經濟激勵模型仍處于試驗或試用階段，區塊鏈系統存在程序和代碼的漏洞、算力攻擊、交易效率較低等問題，且可擴展性低、效率低、手續費高、經濟模型設計不合理，尚不能滿足多領域分布式應用的大規模商業化落地，物聯網和區塊鏈的融合發展更是受到了嚴重制約。
(二)“區塊鏈+物聯網”基礎設施建設仍不完善，行業規模化應用尚需時日
基礎設施建設方面，區塊鏈系統的運行涉及到諸多同步優化和實時轉化問題，當前區塊鏈系統和物聯網設備的響應速度與計算能力尚不能滿足行業應用對實時處理交易速度的要求；同時，交易記錄和相關信息記錄在區塊鏈和物聯網設備上，需要多方參與和數據同步，相關硬件和軟件的建設仍需較長時間，超大容量的存儲系統目前尚不能實現。規模化應用方面，隨著物聯網中區塊鏈節點數的激增，區塊鏈系統中大規模發送廣播報文將占用海量的網絡帶寬，容易引起廣播風暴，進而導致物聯網網絡癱瘓。同時，區塊鏈在實體經濟領域快速落地需要較高的信息化、數字化、網絡化和智能化基礎，當前“區塊鏈+物聯網”的發展目標和路徑尚未完全確定，存在一定的技術壁壘和產業融合發展困境，加之區塊鏈的諸多解決方案尚處于理想狀態，仍需試點示范的運行經驗積累、反饋和優化。
(三)融合應用開展試點落地，但商業模式仍待深入探索
區塊鏈與物聯網的融合應用創造出以信任為基礎的商業模式，以IOTA、IoTeX為代表的物聯網區塊鏈項目正在供應鏈、能源、物流等多個領域開展試點應用，應用場景日益豐富。但當前多數物聯網商業應用尚未實現持續穩定的收益，如何充分將區塊鏈的共識機制、激勵機制、智能合約等優勢在物聯網應用中的多主體、跨行業的服務中實現落地和推廣，有效推進區塊鏈技術在物聯網的商業價值體現，如何在多領域和跨行業應用中創造出安全、、可持續的商業運行環境等問題日益凸顯，物聯網和區塊鏈融合發展的成熟商業模式尚在探索之中。
三、下一步措施與建議
一是加強區塊鏈領域基礎理論與技術研究。在國家層面統籌規劃，成立區塊鏈研發基金，重點支持區塊鏈存儲、加密、共識和跨鏈等關鍵性技術的研發與應用，著力促進涉及區塊鏈技術的跨學科共性基礎研究與交叉學科應用研究。與此同時，應高度重視區塊鏈技術生態培育，充分尊重技術發展的“成長型構造、適應性演化”規律，聯合政府、企業、高校、第三方組織共同培育適宜區塊鏈技術發展的環境和氛圍，持續推進區塊鏈技術在我國的技術創新、場景應用和產業化進程。
二是加快區塊鏈與物聯網基礎設施建設。數據方面，針對當前傳統企業的信息內部化和信息孤島等較為突出的問題，切實推動業務數據化工作，逐步加大對物聯網、智能終端、大數據、云平臺等智能基礎設施的建設和投入，充分挖掘數據資源，為“區塊鏈+物聯網”應用奠定大數據基礎。網絡方面，加快推動5G、區塊鏈、物聯網技術融合發展，充分發揮5G的低時延、高速率、低成本的特點提升區塊鏈軟件系統和物聯網硬件系統的信息傳輸效率。硬件方面，加快分布式數據存儲和區塊鏈系統節點建設，為區塊鏈規模化應用提供硬件基礎。軟件平臺方面，公鏈會影響到行業話語權和利益分配，建議建設由國家自主引導的區塊鏈公共信息基礎設施，增強技術的引導權和平臺的自主掌控權。
三是著力推動物聯網與區塊鏈技術創新向經濟社會各個領域加速滲透。制定普適且完善的物聯網與區塊鏈融合技術標準和應用標準，支持第三方組織發布《區塊鏈與物聯網融合應用白皮書》，推動物聯網與區塊鏈產業規范發展。同時持續探索適宜的產業場景和商業模式，設立若干“區塊鏈+物聯網”技術應用試點示范城市，切實推動區塊鏈和物聯網在工業互聯網、政務服務、金融、存證、供應鏈管理、版權保護、溯源等領域的試點應用，逐步形成全新的發展模式，助力“區塊鏈+”和“物聯網+”實現價值傳遞，為推動我國產業轉型升級、提質增效助力添薪。
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