区块链3.0的DAG与物联网存在更完美的结合

官方公告区块大康2018-11-26 18:59:29  阅读 -评论 0  阅读原文

近几十年来数字经济的快速发展,新一代信息技术的加速升级,物联网作为重要的战略性新兴产业,规模更是飞速壮大。区块链作为最近几年崛起的一种信息技术集成应用模式,在金融领域、智能制造、物联网供应链等多个领域有非常好的应用前景,而在部分领域中已经取得了较好的进展,尤其是逐渐开始呈现与物联网融合发展的态势。物联网早已成为国家产业发展和技术创新的重点方向,同时一直面临着巨大的挑战。最为突出的是物联网技术发展不可回避的大数据管理、信任、安全和隐私等问题,而区块链技术天然是为了解决这些问题的。因此区块链技术与物联网的结合显得那么顺理成章。

物联网发展存在的问题

当前,物联网产业已经初步发展,大规模应用的条件正快速形成,更多产业在呼唤物联网的覆盖,产业发展将进入关键时期。然而,现阶段物联网产业仍存在很多问题导致发展空间受限。由于物联网与行业融合的复杂性,造成应用物联网的成本非常高,安全和隐私问题尤其突出。同时,目前物联网产业以基础设施建设和局部应用创新等业态为主,与各个行业领域融合的巨大价值尚未被深度挖掘。具体来讲:首先,物联网中的芯片、模块、设备、网络、平台、应用、数据、服务等产业链条冗长,涉及技术领域庞杂,市场通道没有被打开,价值传导效应慢;第二,行业中的各类用户、物体对象、感知控制设备、服务平台、监管平台、第三方资源系统等各方之间的协作体系、信任体系和价值体系尚不完善,导致物联网融入行业的难度大;第三,生产厂商或服务提供者构建的中心化物联网平台,大多拥有未经用户授权即收 集和分析用户数据与控制用户设备的权限,对用户隐私和安全造成很大威胁。这些问题严重制约了物联网产业的发展,阻碍了其潜在价值的实现。

区块链提供了解决思路和创新办法

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。由此可见区块链具备分布式对等、透明和可信,可溯源,防伪防篡改等一系列典型特征。 区块链所具有的独特的技术特征,可以有效解决物联网发展中面临的大数据管理、信任、安全和隐私等问题,从而推进物联网发展到分布式、智能化的高级形态。区块链可以为物联网提供信任、所有权记录、透明性和通信支持,实现可扩展的设备协调形式,构建高效、可信、安全的分布式物联网网络,以及部署海量的设备网络中运行的数据密集型应用,同时为用户隐私提供有效的保障。接下来我们简单看看物联网产业面临几个典型问题以及区块链技术带来的解决思路:

01

物联网安全与隐私问题

问题:网络安全架构、认证、工业设计授权、隐私保护等问题

解决思路:通过区块链身份验证、授权机制等技术,从存储、信息传递等方面保证物联网的安全和隐私性。

02

信息获取与识别

问题:所获取的信息和数据的真实性难以保证

解决思路:通过区块链溯源,确保数据的真实性。

03

网络与数据传输

问题:多网融合与网络智能管理

解决思路:通过区块链连接不同协议与设备,并提供管理、查询和分析对等网络中数据的能力。

04

基础资源管理架构

问题:尚未形成打通各个环节的有效机制

解决思路:通过对等网络提供计算、存储、网络和平台资源等,有效打通各个环节。

总的来说,区块链应用于工业生产等领域的物联网,可以降低中心化设备网络的运营和信用成本,提高运营效率和工业资产利用率。

区块链3.0的DAG更适配物联网

区块链是比特币的一个重要概念,它本质上是一个去中介化的数据库,同时作为比特币的底层技术,是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。之后公认的以以太坊为代表的区块链2.0实现了图灵完备的智能合约,智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据,可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。而无论是区块链1.0还是2.0都是基于块链式的数据结构,这种阻塞式的数据结构带来的尤其是交易确认速度慢,网络拥堵等问题尤为严重。至此人们在扩容和加速交易确认上各显神通,最后经过沉淀已经取得了大部分共识即区块链3.0的时代是DAG的时代,而DAG从根本上改变了块链式的数据结构,变为更为科学和更为符合客观世界的图式数据结构,给区块链技术添上了高速的翅膀。

DAG除了具备以上适配于物联网产业的一切区块链特征之外,还具备了块链式数据结构不具备的一些特征,而这些特征恰恰更适应物联网产业的应用场景。这些特征是:

1. 以交易为单元而不是区块为单元,记账颗粒度更细;

2. 交易并行验证,真正释放了P2P网络的潜力;

图1 DAG数据结构

基于以上DAG数据结构独有的特性,可以看出DAG比之块链式数据结构的区块链更适合物联网。物联网应用系统主要特点:交易额小、交易数量巨大、网络不稳定、节点面临多种安全威胁。DAG数据结构扩展性好、交易成本低、交易确认时间短、支持线下交易,满足物联网微支付场景的需求。

TrustNote将专注为物联网产业打造DAG底层技术平台

TrustNote专注在DAG领域,专门针对物联网的应用场景从以下三个大方向上更为科学的实现了技术创新。

1

双层共识网络,异步确认,真正释放了P2P网络的潜力

通常情况下,物联网设备由于资源受限,运算和存储能力较弱。在块链式区块链账本系统中,矿工控制着记账权,它们可根据自身利益决定每个区块包含的交易内容。TrustNote在最初设计的双层共识网络,承担不同角色的节点各司其职,由于双层共识且异步确认,物联网普通节点并不需要彼此达成共识,它们更关注交易和数据上链。TrustNote共识系统将记账权释放给所有节点,交易记账、验证和确认这三个步骤是解耦的,账本内容不受任何节点控制,交易和数据上链更加公平,既保证物联网系统的安全性,又不失灵活性。

2

TrustNote四种节点设置专门针对物联网

图2 TrustNote四种节点类型

TrustNote设计了四种节点类型:超级节点,全节点,轻节点和微节点,其中微节点协议是专门支持IoT设备的。超级节点托管钱包客户端,钱包存储私钥,负责交易签名,保证安全的同时仅存储少量数据,适合物联网中端侧设备管理钱包,为物联设备拥有自主价值交换能力提供桥梁。TrustNote的通用钱包方案是微节点协议的一种实现方式,具体见上面的描述,通用钱包的架构见下图。

图3 通用钱包的架构图

3

TrustNote智能合约设计

TrustNote在设计智能合约时充分考虑了当前已有的智能合约系统,尤其以以太坊为代表的图灵完备的智能合约,TrustNote认为图灵完备将软件Bug转变为支付Bug,这是一次错误的"赋能",TrustNote坚持形式化可验证的高级声明式智能合约,针对条件支付场景,实现起来相对简单,同时更加安全可靠。

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