吳明娟 陳書義 邢濤 劉海濤

摘 要：針對近年來出現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈研究熱潮，提出了物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)兩者技術(shù)優(yōu)勢互補(bǔ)，建立安全可信和跨行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，具有巨大的市場前景。首先簡要給出了物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈產(chǎn)生背景、技術(shù)特點(diǎn)、發(fā)展現(xiàn)狀及面臨問題，在此基礎(chǔ)上，分析兩者融合帶來的技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿?。其次闡述物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合的學(xué)術(shù)研究、技術(shù)發(fā)展、國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景，分析了兩者融合在回歸物理世界、安全可信、生態(tài)體系和商業(yè)模式方面的創(chuàng)新，及技術(shù)和商業(yè)模式上面臨的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；區(qū)塊鏈；物理世界；安全可信；生態(tài)體系

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2018）08-00-04

0 引 言

1999年，麻省理工大學(xué)首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，主張將RFID射頻識別技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息在全球范圍內(nèi)的識別和管理，形成物聯(lián)網(wǎng)。這是物聯(lián)網(wǎng)首次被提出，它強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)用來標(biāo)識、連接物品的特征。經(jīng)過近二十年的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵不斷演化發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)涵蓋了傳感器網(wǎng)絡(luò)、射頻識別、機(jī)器對機(jī)器等感知技術(shù)，以及低功耗無線網(wǎng)絡(luò)、低功耗無線廣域網(wǎng)技術(shù)等通信技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)等具有緊密聯(lián)系。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 33745—2017《物聯(lián)網(wǎng)術(shù)語》中將物聯(lián)網(wǎng)定義為通過感知設(shè)備，按照約定協(xié)議，連接物、人和信息系統(tǒng)[1]，實(shí)現(xiàn)對物理世界和虛擬世界的信息進(jìn)行處理并作出反應(yīng)的智能服務(wù)系統(tǒng)，其中，物即物理實(shí)體。定義表明，物聯(lián)網(wǎng)在信息世界中建立了與物理世界目標(biāo)對象的鏡像。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 33474—2017中給出了物聯(lián)網(wǎng)的概念模型和系統(tǒng)參考架構(gòu)、實(shí)體及接口等[2]，這些標(biāo)準(zhǔn)的提出在業(yè)內(nèi)形成了統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)概念和系統(tǒng)框架，為物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用發(fā)展奠定基礎(chǔ)。在《物聯(lián)網(wǎng)感知社會論》中提到，物聯(lián)網(wǎng)是面向?qū)嶓w世界，以感知互動為目的，以社會化屬性為核心，關(guān)注實(shí)體世界的事件，超越智能化、超越互聯(lián)網(wǎng)，建立在智能化和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的物理與信息深度融合的全新體系。物聯(lián)網(wǎng)是人類社會螺旋發(fā)展的再次回歸，是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮，是第四次工業(yè)革命的核心支撐[3]。

1 物聯(lián)網(wǎng)背景介紹

物聯(lián)網(wǎng)作為新興技術(shù)，逐漸融入我們的生活中。近年來，車聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療健康、家居、可穿戴等消費(fèi)市場更加活躍，物聯(lián)網(wǎng)與其他前沿技術(shù)不斷融合。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)布局和生態(tài)構(gòu)建正在全球加速展開，大批IT國際巨頭進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)。早前，亞馬遜、微軟、英特爾等布局物聯(lián)網(wǎng)、云平臺和車聯(lián)網(wǎng)等，2017年

戴爾宣布3年投資10億美元用于發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，SAP宣布

20億歐元投資物聯(lián)網(wǎng)。我國的制造企業(yè)、終端、電信運(yùn)營商、平臺廠商加大力度整合芯片、操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和平臺服務(wù)，積極構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。其中包括百度、阿里在建的物聯(lián)網(wǎng)云平臺，華為中興通訊積極推進(jìn)NB-IoT，以及華為LiteOS操作系統(tǒng)等。我國在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源、物流、健康養(yǎng)老、交通、安防等行業(yè)創(chuàng)新示范應(yīng)用水平不斷提升，形成一批成熟運(yùn)營服務(wù)平臺和商業(yè)模式。IDC預(yù)估2021年物聯(lián)網(wǎng)終端安裝數(shù)量將高達(dá)361億個，全球物聯(lián)網(wǎng)支出到1.1萬億美元。

物聯(lián)網(wǎng)面向的是物理世界，其具有海量終端、網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)、數(shù)據(jù)量大、管理復(fù)雜等特點(diǎn)，通常依靠單一的技術(shù)無法解決，因此物聯(lián)網(wǎng)需要跨技術(shù)和領(lǐng)域的解決方案。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)最本質(zhì)的區(qū)別在于，互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)大多來源于人為輸入，而物聯(lián)網(wǎng)通過感知設(shè)備獲取來自物理世界的感知數(shù)據(jù)，這些感知數(shù)據(jù)建立了物理世界與信息世界的對應(yīng)關(guān)系，比如腕表采集的人體體征信息、家居系統(tǒng)中煙感、光感設(shè)備采集的煙濃度、光強(qiáng)度等信息，這些感知獲取的信息來自客觀的物理世界，與人類生產(chǎn)生活緊密相關(guān)。因此，物聯(lián)網(wǎng)比以往任何時候，更加需要保證數(shù)據(jù)安全和隱私。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全和隱私問題包括如何保證數(shù)據(jù)來自真實(shí)可靠感知設(shè)備、數(shù)據(jù)在不同的應(yīng)用系統(tǒng)中流轉(zhuǎn)時不被篡改、數(shù)據(jù)在不被非法訪問和竊取等，這些問題較大阻礙了物聯(lián)網(wǎng)規(guī)?；瘧?yīng)用發(fā)展。與此同時，物聯(lián)網(wǎng)碎片化應(yīng)用較多，物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)建設(shè)和行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)階段相對孤立，系統(tǒng)之間融合應(yīng)用還未完全展開，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)的潛在價(jià)值尚未被充分挖掘出來。

1.1 區(qū)塊鏈背景介紹

區(qū)塊鏈?zhǔn)?008年由中本聰提出，它是以比特幣為代表的數(shù)字加密貨幣的核心支撐技術(shù)，區(qū)塊鏈的核心技術(shù)包括分布式賬本、共識機(jī)制、智能合約和密碼學(xué)等。它的核心優(yōu)勢是去中心化，通過運(yùn)用數(shù)據(jù)加密、時間戳、分布式共識和經(jīng)濟(jì)激勵等手段，在節(jié)點(diǎn)間無需互相信任的分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的交易、協(xié)調(diào)與協(xié)作[4]。目前，隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的研究和應(yīng)用呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。由于區(qū)塊鏈具有的去中心化信用、不可篡改和可編程等特點(diǎn)，使得區(qū)塊鏈具有廣闊的應(yīng)用前景。區(qū)塊鏈技術(shù)將會經(jīng)歷以加密貨幣體系為特征的區(qū)塊鏈1.0模式，以可編程金融系統(tǒng)為主要特征的區(qū)塊鏈2.0模式，以可編程社會為主要特征的區(qū)塊鏈3.0模式，目前區(qū)塊鏈應(yīng)用還處于區(qū)塊鏈2.0模式前期[5]，區(qū)塊鏈技術(shù)已成功應(yīng)用于數(shù)字加密貨幣，且未來在經(jīng)濟(jì)、金融、社會系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

目前，許多國家和政府也開始探索區(qū)塊鏈應(yīng)用。日本是全球首個對虛擬貨幣立法的國家，目前以日元計(jì)價(jià)的比特幣交易約占總交易量的一半，區(qū)塊鏈應(yīng)用的行業(yè)領(lǐng)域也較多。英國較早布局區(qū)塊鏈，2016年由英國政府發(fā)布《超越區(qū)塊鏈》報(bào)告。2017年美國知名企業(yè)如微軟、沃爾瑪、IBM等開始積極布局區(qū)塊鏈技術(shù)研究，探索在食品安全、供應(yīng)鏈物流和區(qū)塊鏈平臺等應(yīng)用，2017年澳大利亞政府將區(qū)塊鏈納入國家數(shù)字化戰(zhàn)略。近兩年，我國的區(qū)塊鏈企業(yè)數(shù)量急劇增多，2018年，工業(yè)和信息化部信息中心發(fā)布了《2018中國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)白皮書》[6]，該白皮書深入分析了我國區(qū)塊鏈技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和特點(diǎn)，深入闡述了區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域和實(shí)體經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用落地情況，并對產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。截止到2018年3月底，我國以區(qū)塊鏈為主營業(yè)務(wù)的區(qū)塊鏈公司數(shù)量達(dá)456家，覆蓋硬件制造、基礎(chǔ)設(shè)施、安全服務(wù)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)、應(yīng)用服務(wù)等，其中金融行業(yè)應(yīng)用服務(wù)的公司數(shù)量達(dá)到86家，主要為實(shí)體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用服務(wù)公司數(shù)量達(dá)到109家。可見我國區(qū)塊鏈企業(yè)在服務(wù)實(shí)體經(jīng)濟(jì)超過金融行業(yè)，其比例占總企業(yè)數(shù)的23.9%。白皮書也指出，區(qū)塊鏈存在的合規(guī)性風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)層面的風(fēng)險(xiǎn)包括攻擊、私鑰和終端安全、共識機(jī)制安全等。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合的巨大應(yīng)用前景

經(jīng)上述研究發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈各自的優(yōu)勢可實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，兩者融合具有技術(shù)可行性，同時也將催生巨大的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

物聯(lián)網(wǎng)連接物理世界，其應(yīng)用場景豐富，物聯(lián)網(wǎng)為區(qū)塊鏈引入了來自實(shí)體世界的真實(shí)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)上鏈將擴(kuò)展海量數(shù)據(jù)的應(yīng)用空間并挖掘出數(shù)據(jù)背后的巨大價(jià)值，真正發(fā)揮出區(qū)塊鏈對實(shí)體世界的推動作用。因此，物聯(lián)網(wǎng)的引入將充分體現(xiàn)區(qū)塊鏈服務(wù)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要價(jià)值。

同時，區(qū)塊鏈自身具備防篡改的優(yōu)勢，從根本上解決物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)管理、信任、安全和隱私問題，在此基礎(chǔ)上，依靠區(qū)塊鏈的智能合約、授權(quán)機(jī)制、激勵機(jī)制等，大大拓展物聯(lián)網(wǎng)的多種行業(yè)內(nèi)部和跨行業(yè)應(yīng)用，從而為實(shí)現(xiàn)安全可信、多行業(yè)融合的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。因此，融合物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)，不僅能解決物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用中面臨的數(shù)據(jù)安全和隱私、跨行業(yè)等難點(diǎn)問題，而且未來將對各個行業(yè)應(yīng)用產(chǎn)生根本性變革，具有巨大的市場前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2 物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合的研究近展

近幾年來，國內(nèi)外政府機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界在物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合的學(xué)術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)應(yīng)用已逐漸萌芽，并迅猛發(fā)展。

學(xué)術(shù)研究方面，2017年中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院聯(lián)合無錫市經(jīng)信委發(fā)布了《中國區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用藍(lán)皮書》[7]，深度剖析區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)的融合模式，以及融合在環(huán)保、醫(yī)療、智能制造、供應(yīng)鏈管理、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用場景。眾多學(xué)者開始探討兩者融合技術(shù)和應(yīng)用。丁慶洋分析了利用物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)解決B2C電商平臺信息追溯和防偽問題[8]，并給出了設(shè)計(jì)模型和應(yīng)用場景，馬昂等分析了物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合的應(yīng)用場景[9-10]，張健強(qiáng)等分析了區(qū)塊鏈共識機(jī)制和賬本在兩種通信架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用架構(gòu)設(shè)想[11]。葉小榕設(shè)計(jì)出利用物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈及智能合約的供應(yīng)鏈原型系統(tǒng)[12]。羅松介紹區(qū)塊鏈給物聯(lián)網(wǎng)帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[13]。趙明慧設(shè)計(jì)出基于區(qū)塊鏈的社會物聯(lián)網(wǎng)框架，解決社會物聯(lián)網(wǎng)的安全和交易問題[14]。梅穎等利用區(qū)塊鏈技術(shù)解決物聯(lián)網(wǎng)訪問控制、隱私保護(hù)和應(yīng)用安全問題[15-16]。

物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化方面，我國發(fā)布了《物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化白皮書》

（2016版）[17]，研究國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展，包括國際標(biāo)準(zhǔn)組織IEEE，ISO，ETS，ITU-T，3GPP，3GPP2等。ISO主要針對物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及安全等進(jìn)行研究；ITU-T與ETSI專注于泛在網(wǎng)總體技術(shù)研究，但二者的側(cè)重角度不同，ITU-T從泛在網(wǎng)的角度出發(fā)，而ETSI則是以M2M的角度對總體架構(gòu)開展研究；3GPP和3GPP2是針對于通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面進(jìn)行研究，IEEE針對設(shè)備底層通信協(xié)議開展研究。我國針對物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化組織包括國家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)工作組、電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)工作組、傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作、生物特征識別分技術(shù)委員會、多媒體語音視頻編碼以及公安、交通、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、林業(yè)和環(huán)保各行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工作組，這些工作組它們各自側(cè)重點(diǎn)不同。

區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)化方面，許多國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織包括ISO，ITU-T，IETF，IEEE等均已開展區(qū)塊鏈及其與物聯(lián)網(wǎng)融合的標(biāo)準(zhǔn)化工作。其中，ITU-T啟動了分布式賬本的總體需求、安全以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究。2017年3月，中國聯(lián)通聯(lián)合眾多公司和研究機(jī)構(gòu)在ITU-T SG20 成立了全球首個物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，定義去中心化的可信物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺框架。ISO TC 307區(qū)塊鏈和分布式賬本技術(shù)委員會開展區(qū)塊鏈制定，目前已經(jīng)有8項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目正在開展。IETF討論區(qū)塊鏈的互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)，IEEE建立了區(qū)塊鏈應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)下的框架標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)CCSA TC10啟動物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈子項(xiàng)目組，負(fù)責(zé)區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)及其涵蓋的智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)應(yīng)用，在TC1下啟動區(qū)塊鏈行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定。數(shù)據(jù)中心聯(lián)盟于2016年12月1日成立可信區(qū)塊鏈工作組，包括中國聯(lián)通、中國電信、騰訊、華為、中興通訊等30多家單位組成。

另外，國內(nèi)外知名的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)針對物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合研究逐漸興起。騰訊、京東和華為針對區(qū)塊鏈技術(shù)分別發(fā)布了《騰訊區(qū)塊鏈方案白皮書》[18]《京東區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)踐白皮書（2018）》[19]《華為區(qū)塊鏈白皮書》[20]，這些白皮書中均將物聯(lián)網(wǎng)作為區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景，根據(jù)企業(yè)總體優(yōu)勢闡述其在區(qū)塊鏈的布局，騰訊的目標(biāo)是打造企業(yè)級區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺，京東闡述以服務(wù)平臺為目標(biāo)，利用區(qū)塊鏈實(shí)踐進(jìn)行跨主體協(xié)作的業(yè)務(wù)，華為推出云區(qū)塊鏈服務(wù)BCS，打造典型的“應(yīng)用+區(qū)塊鏈平臺+硬件”三位一體軟硬結(jié)合的解決方案。物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈底層融合技術(shù)引起國內(nèi)外企業(yè)的關(guān)注。2014年在德國誕生的數(shù)字虛擬貨幣IOTA（埃歐塔）是面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的區(qū)塊鏈技術(shù)，通過一種創(chuàng)新的分布式Tangle賬本、DAG結(jié)構(gòu)滿足物聯(lián)網(wǎng)之間的互操作性和資源共享需求。國內(nèi)針對物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合技術(shù)也開始蓬勃發(fā)展，2017年提出的“六域鏈”（Six Domain Chain）針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用生態(tài)的復(fù)雜需求等，在P2P通信、加密算法、共識算法、市場化共識激勵、去中心化DApp等底層技術(shù)方面進(jìn)行了充分的優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立了適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用生態(tài)的公有鏈，推進(jìn)區(qū)塊鏈服務(wù)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的探索實(shí)踐。2018年5月，中國、加拿大來自物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、金融等不同領(lǐng)域的專家聯(lián)合發(fā)起創(chuàng)立“中加物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院”推進(jìn)相關(guān)的研究和應(yīng)用。

國內(nèi)外眾多企業(yè)開展了物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合的行業(yè)應(yīng)用，比如在漁業(yè)、食品溯源、金融、能源等領(lǐng)域，表明區(qū)塊鏈作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)已經(jīng)廣受認(rèn)可。如在漁業(yè)領(lǐng)域，慶漁堂公司采用物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)幫助農(nóng)民進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)控，降低種養(yǎng)過程中的風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科技授信貸款、農(nóng)業(yè)科技保險(xiǎn)、供應(yīng)鏈溯源、農(nóng)產(chǎn)品溯源及品牌營銷等。在食品安全溯源領(lǐng)域，食品安全區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)室Akte致力于打造基于物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)的食品防偽溯源生態(tài)，通過打通物聯(lián)網(wǎng)智能終端的信息采集與區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)鏈路，保障食品可溯源和信息真實(shí)可信。金融方面，感知集團(tuán)通過物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈融合技術(shù)，致力于實(shí)現(xiàn)客觀可信的基于企業(yè)不動產(chǎn)貨品的信用評級、貸款、融資、保險(xiǎn)服務(wù)等。能源領(lǐng)域，澳大利亞Origin Energy，英國BP，日本東京電力公司，荷蘭殼牌和德國Innogy公司宣布建設(shè)能源區(qū)塊鏈項(xiàng)目，并提供分布式能源點(diǎn)對點(diǎn)交易、碳證交易、融資服務(wù)。

3 物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合的創(chuàng)新與挑戰(zhàn)

3.1 物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合帶來的創(chuàng)新

物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合將推動技術(shù)跨越融合和實(shí)現(xiàn)安全可信，促進(jìn)行業(yè)生態(tài)體系建立及商業(yè)模式創(chuàng)新。

（1）物聯(lián)網(wǎng)為區(qū)塊鏈提供更多落地的應(yīng)用場景以及物理世界的支撐，兩者融合可創(chuàng)新性回歸到解決物理世界的現(xiàn)實(shí)問題。物聯(lián)網(wǎng)連接的是物與物、物與人，這些連接的對象是客觀存在的。根據(jù)行業(yè)和應(yīng)用場景的不同，物聯(lián)網(wǎng)采用功能、形態(tài)、需求各異的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備終端采集來自醫(yī)療健康、家居、交通、物流、工業(yè)等行業(yè)的數(shù)據(jù)，從而提供來自這些行業(yè)以及細(xì)分領(lǐng)域的真實(shí)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)上鏈給區(qū)塊鏈的應(yīng)用不斷注入新鮮的血液，可不斷擴(kuò)大區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用場景，同時融合區(qū)塊鏈技術(shù)幫助解決物理世界的現(xiàn)實(shí)問題，從而服務(wù)實(shí)體經(jīng)濟(jì)。當(dāng)前，區(qū)塊鏈不僅應(yīng)用在金融系統(tǒng)中，越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域來自非金融領(lǐng)域，特別是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，例如車聯(lián)網(wǎng)、能源、醫(yī)療領(lǐng)域等。

（2）區(qū)塊鏈解決物聯(lián)網(wǎng)中的信息安全和隱私問題，創(chuàng)新性建立了物聯(lián)網(wǎng)去中心化、可信任、隱私保護(hù)的機(jī)制和能力。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)來自物理世界，它是物理世界的客觀鏡像，這些數(shù)據(jù)的安全性直接關(guān)系到物理世界的安全性，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)被惡意竄改、數(shù)據(jù)被違規(guī)訪問等問題時，其產(chǎn)生的災(zāi)難性后果比虛擬世界更嚴(yán)峻，因此物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用安全方面問題亟需解決。區(qū)塊鏈本身具有的分布式、去中心化、數(shù)據(jù)加密、時間序列、共識機(jī)制等屬性，可保證數(shù)據(jù)不被篡改，以及利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立的安全訪問機(jī)制，從技術(shù)上解決物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全和隱私問題，從而保障客觀數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠、可用性和隱私保護(hù)能力，有利于物聯(lián)網(wǎng)真正大范圍的推廣應(yīng)用。

（3）與行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，以區(qū)塊鏈的智能合約為技術(shù)支

撐，創(chuàng)新性建立物聯(lián)網(wǎng)跨行業(yè)應(yīng)用生態(tài)體系。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用不僅僅是單個行業(yè)的數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸和分析控制，更需要建立一個龐大的生態(tài)服務(wù)體系。物聯(lián)網(wǎng)本身也是一個跨技術(shù)、多個主體共同協(xié)作的系統(tǒng)級應(yīng)用，需要設(shè)備入網(wǎng)者、服務(wù)提供者、運(yùn)營管理者、目標(biāo)客戶、目標(biāo)對象所有人等多個主體之間合作和共享，同時，物聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)不再是單一的內(nèi)容服務(wù)，而是多元化、種類繁多、不斷演進(jìn)的生態(tài)服務(wù)體系，利用智能合約機(jī)制能建立這些數(shù)據(jù)之間以及映射出的主體之間的關(guān)系，并基于主體之間的合約腳本，給不同主體提供嶄新的網(wǎng)絡(luò)化、具有社會化屬性、以及不斷演進(jìn)的服務(wù)和體驗(yàn)。如基于區(qū)塊鏈的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)不再是單一的農(nóng)作物生長監(jiān)控、食品溯源，更多的服務(wù)是農(nóng)業(yè)信用、農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)、農(nóng)產(chǎn)品交易、農(nóng)資租賃等。在基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)不僅包括健康監(jiān)測、藥品溯源、醫(yī)廢管理等，還能提供精準(zhǔn)的人壽保險(xiǎn)、社會保障、居家養(yǎng)老、遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)療器械租賃等。

（4）結(jié)合區(qū)塊鏈的共識機(jī)制和激勵機(jī)制，它將給物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用帶來創(chuàng)新性的商業(yè)模式。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)共享和服務(wù)之所以還不夠普及，一方面受制于技術(shù)集成創(chuàng)新成熟度，另一方面也缺乏良好商業(yè)模式推動，特別是在一些重要的消費(fèi)行業(yè)，包括供應(yīng)鏈金融、農(nóng)業(yè)、食品安全、能源、電動汽車共享租賃等。物聯(lián)網(wǎng)作為推動共享經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)零邊際成本社會的重要動力，還需要借助一定的激勵機(jī)制和商業(yè)模式。由于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域的生態(tài)體系，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)備提供商、軟件服務(wù)商、運(yùn)營管理方、多種類用戶之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜，需要在他們之間建立良好的數(shù)據(jù)提供、服務(wù)獲取、交易確認(rèn)和付費(fèi)機(jī)制等。區(qū)塊鏈為物聯(lián)網(wǎng)多方主體參與貢獻(xiàn)和交易提供了去中心化平臺并利用其共識機(jī)制和激勵制度，提倡做出貢獻(xiàn)的主體可獲取相應(yīng)額度報(bào)酬，這種機(jī)制將鼓勵和帶動更多的主體參與到物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)實(shí)體流、信息流與資金流的三流合一，高效解決跨行業(yè)、深層次的社會問題。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合面臨的挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合將面臨技術(shù)和商業(yè)模式兩個方面的挑戰(zhàn)：

（1）技術(shù)方面的挑戰(zhàn)

經(jīng)過近年來國內(nèi)外在傳感技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)等快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在體系架構(gòu)、操作系統(tǒng)、傳感器、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、軟件平臺等技術(shù)方面逐漸成熟，國內(nèi)外基礎(chǔ)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)體系已逐步建立，標(biāo)志著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展走向成熟。而區(qū)塊鏈出現(xiàn)時間較短，普遍認(rèn)為是處于區(qū)塊鏈2.0模式前期，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化還處于起步階段，區(qū)塊鏈應(yīng)用行業(yè)和技術(shù)型企業(yè)還相對較少，區(qū)塊鏈應(yīng)用也不時會出現(xiàn)一些安全漏洞。盡管如此，以比特幣為代表的區(qū)塊鏈掀起了一股熱潮，很多企業(yè)和專家學(xué)者看好物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合技術(shù)可行性。在《藍(lán)皮書》[7]中給出了基于物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合的架構(gòu)，在各自原有技術(shù)架構(gòu)上進(jìn)行演進(jìn)，建立了兩者融合的參考系統(tǒng)架構(gòu)。不過，在區(qū)塊鏈技術(shù)路線中，以往比特幣的技術(shù)不適合應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)上。因此，物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合還存在許多技術(shù)問題有待研究。如何使區(qū)塊鏈通過高效率、低資源占用率、高安全的方式實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中多方交易、海量終端、訪問控制、隱私保護(hù)的應(yīng)用需求，以及如何將物聯(lián)網(wǎng)終端、軟件協(xié)議、系統(tǒng)平臺與區(qū)塊鏈的技術(shù)融合，如何將共識機(jī)制、智能合約等區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用融合等問題還需要進(jìn)一步探索。

（2）商業(yè)模式方面的挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)應(yīng)用已初步萌芽，目前也有大量的國內(nèi)外知名企業(yè)開始布局物聯(lián)網(wǎng)并進(jìn)行市場化運(yùn)行，在物聯(lián)網(wǎng)的可穿戴設(shè)備、智能家居、共享單車、醫(yī)療服務(wù)、共享電動汽車租賃、停車管理等領(lǐng)域都均有規(guī)?；髽I(yè)應(yīng)用。由于區(qū)塊鏈為數(shù)據(jù)提供更加安全的交互平臺，物聯(lián)網(wǎng)為區(qū)塊鏈提供了來自物理世界的數(shù)據(jù)和應(yīng)用空間，他們綜合起來將產(chǎn)生以信任為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)多種主體之間跨平臺交易，而不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)安全問題，從而打通業(yè)務(wù)之間的壁壘，使得應(yīng)用場景更加豐富，實(shí)現(xiàn)多方共贏。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合的綜合業(yè)務(wù)和商業(yè)模式也被看好，許多科技服務(wù)型企業(yè)開始試水兩者融合的商業(yè)運(yùn)營。但是，基于當(dāng)前大部分的物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)應(yīng)用還未實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定盈利，兩者融合的商業(yè)模式融合也面臨挑戰(zhàn)。如何將區(qū)塊鏈的技術(shù)優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，有效推進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)價(jià)值體現(xiàn)，解決物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)運(yùn)營過程中的問題，如何將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中多主體、跨行業(yè)、網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)與區(qū)塊鏈的共識機(jī)制、激勵機(jī)制、智能合約等實(shí)現(xiàn)落地和推廣，如何在跨行業(yè)應(yīng)用中創(chuàng)造出安全、有序、可持續(xù)、共贏的商業(yè)運(yùn)行環(huán)境等需要產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)、政府和研究機(jī)構(gòu)等多方共同研究和探索。

4 結(jié) 語

物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合具有廣泛的應(yīng)用前景，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界掀起一股熱潮。它們之間實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢互補(bǔ)，物聯(lián)網(wǎng)提供了豐富的數(shù)據(jù)和場景，但存在較大的安全和隱私風(fēng)險(xiǎn)，區(qū)塊鏈技術(shù)保障安全和隱私，提供多主體之間共享和交易的平臺，但是缺乏大量、實(shí)時有效的數(shù)據(jù)支撐，物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合將彌補(bǔ)各自不足，有利推動兩者在行業(yè)深度發(fā)展和高效應(yīng)用，但同時機(jī)會與挑戰(zhàn)并存。當(dāng)前融合技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和商業(yè)模式等還處于探索階段、尚未完備。如何解決區(qū)塊鏈的低效率、資源占用高、安全風(fēng)險(xiǎn)，建立適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的融合技術(shù)還需要進(jìn)一步研究，另外，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用對新興的區(qū)塊鏈技術(shù)接受還尚需時日，兩者融合發(fā)展還處于產(chǎn)業(yè)前期。但是，隨著物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈技術(shù)的迅速發(fā)展，區(qū)塊鏈開源社區(qū)建立和技術(shù)普及，以及國內(nèi)外企業(yè)在商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新探索，相信在不久的未來，物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈融合必將形成共同促進(jìn)的態(tài)勢，對行業(yè)進(jìn)步、社會發(fā)展帶來巨大的

革新。

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