Blockchain có tầm quan trọng như thế nào trong Internet of Things?

Tâm điểm chú ý trở lại với Internet of Things (IoT) gần đây khi Bosch, công ty điện tử và kỹ thuật đa quốc gia, đã tweet vào ngày 12 tháng 11 về Bộ phát triển tên miền chéo (XDK) của họ, một thiết bị cảm biến có thể lập trình và nền tảng tạo mẫu IoT, hợp tác với IOTA.

A số lượng định nghĩa cho IoT tồn tại, trong đó Ernst and Young (EY) mô tả nó theo các thuật ngữ đơn giản nhất:

“Internet of Things (IoT) mô tả kết nối của các thiết bị – bất kỳ thiết bị nào – với internet bằng cách sử dụng phần mềm nhúng và cảm biến để giao tiếp, thu thập và trao đổi dữ liệu với nhau.”

Ngành công nghiệp này đã phát triển đáng kể trong những năm gần đây và các ước tính và dự đoán về sự tăng trưởng và tác động trong tương lai của nó có rất nhiều trên internet.

Công ty nghiên cứu và tư vấn Gartner ước tính rằng số lượng thiết bị IoT được cài đặt sẽ đạt 20,4 tỷ vào năm 2020, BI Intelligence dự đoán rằng nó sẽ gần hơn với 24 tỷ, trong khi IDC, một nhà cung cấp toàn cầu về thông tin thị trường và dịch vụ tư vấn, ước tính sẽ có khoảng 30 tỷ thiết bị được kết nối vào năm 2020.

Theo IHS Markit, một nguồn thông tin quan trọng bao gồm 5.000 nhà phân tích, nhà khoa học dữ liệu, chuyên gia tài chính và chuyên gia trong ngành, con số này sẽ tăng lên 125 tỷ thiết bị IoT được cài đặt đến năm 2030.

IDC cũng dự đoán rằng Doanh thu IoT sẽ đạt 357 tỷ đô la vào cuối năm 2019 và Bain & Company, một công ty tư vấn quản lý, hy vọng nó sẽ tăng lên 450 tỷ đô la vào cuối năm 2020. McKinsey & Công ty, một công ty tư vấn quản lý quốc tế khác, ước tính rằng IoT sẽ có Tác động 11,1 nghìn tỷ đô la về nền kinh tế toàn cầu vào năm 2025.

Rõ ràng rằng đây là một ngành công nghiệp vốn đã lớn, được thiết lập để phát triển theo cấp số nhân trong thập kỷ tới và hơn thế nữa.

Chính xác thì IoT hoạt động như thế nào?

IoT đề cập đến một mạng lưới các thiết bị được kết nối có khả năng thu thập và trao đổi dữ liệu. Các nền tảng hỗ trợ IoT cung cấp một mạng chung cho các thiết bị để kết xuất dữ liệu của chúng và một ngôn ngữ chung để các thiết bị này giao tiếp với nhau, cho phép mọi người sử dụng nó vì lợi ích của họ.

Các thiết bị liên lạc – hoặc cảm biến – được nhúng vào các vật dụng hàng ngày, chẳng hạn như điện thoại, TV, hệ thống khí hậu trong nhà, thiết bị điện, ô tô, đèn giao thông và thiết bị công nghiệp. Các cảm biến này liên tục phát ra dữ liệu về trạng thái hoạt động của các thiết bị được kết nối và cho phép chúng gửi và nhận dữ liệu từ nhau qua đám mây (internet).

Các nền tảng IoT sau đó sẽ phân tích dữ liệu để trích xuất thông tin có giá trị và chia sẻ nó với các thiết bị khác để bắt đầu các lệnh hoặc hành động cụ thể. Kết quả là trải nghiệm con người tốt hơn, tự động hóa cao hơn và cải thiện hiệu quả.

Ví dụ, trong sản xuất, tất cả các thành phần và máy móc khác nhau trong nhà máy có thể được trang bị các cảm biến liên tục truyền dữ liệu tình trạng hệ thống trở lại ứng dụng di động của các nhà khai thác. Các vấn đề tiềm ẩn sau đó có thể được xác định và khắc phục trước khi sự cố xảy ra, tiết kiệm thời gian và tiền bạc cho công ty.

Nếu chúng ta xem xét một sản phẩm trực tiếp cho người tiêu dùng, chẳng hạn như máy điều hòa không khí, các thiết bị có thể được nhúng với một cảm biến phát ra dữ liệu liên quan đến tình trạng và nhiệt độ của hệ thống. Dữ liệu sẽ liên tục được tải xuống và phân tích trong mạng IoT. Nếu có sự cố, bạn có thể liên hệ với bộ phận hỗ trợ khách hàng để sửa chữa trước khi bạn biết có sự cố.

Các trường hợp sử dụng của IoT gần như là vô tận, từ việc giữ cho các thiết bị y tế trong bệnh nhân hoạt động tốt cho đến chiến đấu phá rừng nhanh chóng trong các khu rừng nhiệt đới trên toàn cầu.

Nhưng mạng IoT không hoàn hảo. Các thiết bị liên tục chia sẻ thông tin quan trọng qua lại trên internet, điều này khiến nó trở thành mục tiêu hàng đầu của tin tặc. Do đó, quyền riêng tư và bảo mật là mối quan tâm lớn.

Một số cuộc tấn công IoT khét tiếng hơn bao gồm Mirai Botnet Cuộc tấn công DDoS (từ chối dịch vụ phân tán) đã ảnh hưởng đến dịch vụ internet cho gần như toàn bộ Bờ Đông nước Mỹ, bao gồm Twitter, Netflix và Reddit.

Cũng có kế hoạch hack xe Jeep để lộ một số lỗ hổng trong các thiết bị IoT trên ô tô và những hậu quả thảm khốc mà nó có thể gây ra khi bị xâm phạm, cùng với những FDA thu hồi trong tổng số 500.000 máy tạo nhịp tim được kết nối IoT vào tháng 9 năm 2017 vì các lỗ hổng bảo mật được phát hiện có thể cho phép tin tặc giả mạo các thiết bị y tế từng được cấy ghép vào bệnh nhân.

Blockchain trong lĩnh vực IoT hiệu quả như thế nào trong việc khắc phục các nút thắt cổ chai tập trung?

Blockchain cốt lõi của nó là một sổ cái phân tán, được bảo mật bằng mật mã cho phép chuyển dữ liệu an toàn giữa các bên.

Các hệ thống IoT truyền thống phụ thuộc vào kiến ​​trúc tập trung. Thông tin được gửi từ thiết bị đến đám mây nơi dữ liệu được xử lý bằng phân tích và sau đó được gửi trở lại các thiết bị IoT. Với hàng tỷ thiết bị được thiết lập để tham gia vào mạng IoT trong những năm tới, loại hệ thống tập trung này có khả năng mở rộng rất hạn chế, bộc lộ hàng tỷ điểm yếu ảnh hưởng đến an ninh mạng và sẽ trở nên cực kỳ tốn kém và chậm chạp nếu bên thứ ba phải liên tục kiểm tra và xác thực mỗi và mọi giao dịch vi mô giữa các thiết bị.

Các hợp đồng thông minh trong mạng blockchain sẽ cho phép các thiết bị hoạt động an toàn và tự chủ bằng cách tạo ra các thỏa thuận chỉ được thực hiện khi hoàn thành các yêu cầu cụ thể. Nó không chỉ cho phép tự động hóa cao hơn, khả năng mở rộng và chuyển giao rẻ hơn (không cần bên thứ ba để giám sát giao dịch) mà các hợp đồng thông minh này còn có thể ngăn chặn việc ghi đè bởi các cá nhân muốn sử dụng dữ liệu cho lợi ích của riêng họ. Thông tin được chia sẻ trên một mạng phi tập trung, được bảo mật bằng mật mã, có nghĩa là rất khó để xâm phạm an ninh mạng.

Cuối cùng, với một mạng tập trung, nguy cơ một điểm lỗi làm vô hiệu hóa toàn bộ mạng là một khả năng rất thực tế. Một mạng blockchain phi tập trung giảm thiểu rủi ro này với hàng triệu nút riêng lẻ truyền dữ liệu trên cơ sở ngang hàng (p2p) để giữ cho phần còn lại của mạng IoT hoạt động trơn tru.

Các nền tảng IoT blockchain đã biết

Một số nền tảng blockchain tập trung vào IoT đang nổi lên khi ngành ngày càng lớn mạnh.

Một trong những nền tảng IoT blockchain đầu tiên là IOTA. Nó được thiết kế đặc biệt cho Internet of Things và cung cấp lớp xử lý giao dịch và truyền dữ liệu cho các thiết bị được kết nối.

Họ đã tạo ra nền tảng Tangle, được các nhà phát triển mô tả là “vượt ra ngoài chuỗi khối”. Đó là một mạng không khối, mật mã, phi tập trung, trong đó, thay vì xác minh mạng bên ngoài, người dùng xác minh các giao dịch của những người dùng khác.

Lợi ích gấp đôi: Nó cho phép khả năng mở rộng lớn hơn và loại bỏ sự cần thiết phải trả phí giao dịch cho các thợ đào. Cả hai yếu tố này đều cần thiết trong một mạng IoT thực tế có thể yêu cầu xử lý hàng tỷ giao dịch vi mô giữa các thiết bị hàng ngày.

IOTA cũng đã tham gia vào một số quan hệ đối tác quan trọng bao gồm:

  • Bosch – Bosch XDK (Bộ phát triển tên miền chéo) là một thiết bị cảm biến có thể lập trình và nền tảng tạo mẫu IoT được sử dụng để thu thập dữ liệu cụ thể, theo thời gian thực, sau đó có thể được bán qua Thị trường dữ liệu IOTA.

  • Fujitsu – công ty đang sử dụng giao thức IOTA trong một phương tiện lưu trữ dữ liệu không thể thay đổi, bằng chứng về khái niệm để kiểm tra các đường mòn trong môi trường sản xuất công nghiệp và chuỗi cung ứng.

  • Ngân hàng Den Norske hiện đang hợp tác khám phá để tìm cách áp dụng nền tảng Tangle của IOTA để cải thiện các dịch vụ và sản phẩm hiện có của ngân hàng.

  • Volkswagen – nhà sản xuất ô tô đang làm việc với IOTA trong một dự án có tên “Digital CarPass”, về cơ bản là một thẻ báo cáo cho các thẻ được lưu trữ trên một sổ cái phân tán nhằm đảm bảo các yếu tố quan trọng – chẳng hạn như quãng đường – là đáng tin cậy và chính xác.

Nhưng IOTA không phải là nền tảng blockchain duy nhất tập trung vào IoT, những nền tảng khác bao gồm:

Hdac

Công ty Tài sản Kỹ thuật số Hyundai (Hdac) đang áp dụng công nghệ blockchain để giao tiếp, xử lý xác minh danh tính, xác thực và lưu trữ dữ liệu giữa các thiết bị IoT một cách nhanh chóng và hiệu quả. Hệ thống kết hợp một hệ thống chuỗi kép (công khai và riêng tư) để tăng tốc độ và khối lượng giao dịch, điều này làm cho nó trở nên lý tưởng cho các thiết bị IoT.

Công nghệ được áp dụng cho các nhà máy thông minh, nhà thông minh và tòa nhà thông minh để giao dịch giữa máy với máy và hoạt động giữa các thiết bị IoT.

VeChain

VeChain là một nền tảng blockchain công khai cấp doanh nghiệp toàn cầu. Blockchain được sử dụng theo nhiều cách khác nhau, với một trọng tâm là tích hợp IoT tiên tiến trong hậu cần chuỗi lạnh bằng cách sử dụng các thiết bị IoT độc quyền để theo dõi các chỉ số chính – chẳng hạn như nhiệt độ – trong toàn bộ hành trình. Ngoài ra, nền tảng có thể giữ hộ chiếu ô tô bằng cách tạo hồ sơ kỹ thuật số của ô tô – bao gồm lịch sử sửa chữa, bảo hiểm, đăng ký và thậm chí cả hành vi của người lái xe trong suốt vòng đời của nó.

Các ứng dụng y tế và chăm sóc sức khỏe cũng có thể thực hiện được bằng cách sử dụng theo dõi từ đầu đến cuối quy trình sản xuất thiết bị y tế và cho phép bệnh nhân chia sẻ dữ liệu sinh trắc học của họ một cách an toàn với bác sĩ để cho phép theo dõi thời gian thực. VeChain cũng sử dụng công nghệ IoT cho hàng xa xỉ bằng cách nhúng chip thông minh vào các sản phẩm xa xỉ để các thương hiệu có thể giám sát các kênh bán hàng của họ trong thời gian thực, do đó ngăn chặn việc buôn bán quá mức bất hợp pháp và cho phép người tiêu dùng xác minh tính xác thực của sản phẩm xa xỉ..

Waltonchain

Waltonchain được tạo ra thông qua sự kết hợp của công nghệ RFID và blockchain để tích hợp IoT hiệu quả.

Họ chủ yếu tập trung vào việc theo dõi các quy trình và sản phẩm trong chuỗi cung ứng, nơi công nghệ có thể được áp dụng để nhận dạng quần áo cao cấp, truy xuất nguồn gốc thực phẩm và thuốc và theo dõi hậu cần bằng cách cấy thẻ RFID và chip điều khiển đầu đọc vào sản phẩm. Thông tin liên quan đến trạng thái của sản phẩm sau đó được tải xuống để phân tích trên một blockchain an toàn.

Streamr

Streamr là một cơ sở hạ tầng blockchain mã nguồn mở để cung cấp năng lượng cho nền kinh tế dữ liệu của thế giới và cung cấp cho mọi người quyền kiểm soát lại thông tin của họ. Công nghệ của họ có thể được cấy ghép vào các vật dụng hàng ngày – chẳng hạn như ô tô – để ghi lại dữ liệu bao gồm giao thông, ổ gà và giá nhiên liệu địa phương. Sau đó, người dùng có thể chọn bán dữ liệu này cho những người sử dụng ô tô hoặc đại lý đường cao tốc hoặc mua thông tin từ những người dùng khác sẽ giúp họ đưa ra quyết định theo thời gian thực trong một thành phố thông minh được kết nối.

Thông tin đi qua mạng ngang hàng phi tập trung để được đăng trên các nút mạng và được cung cấp bởi tiền điện tử gốc của mạng (DATACOIN).

Đây chỉ là một mẫu nhỏ của các nền tảng IoT dựa trên blockchain và danh sách này tiếp tục tăng lên khi ngành phát triển. Các dự án khác bao gồm Ambrosus, IoT Chain, Atonomi, Chain of Things, IoTeX, OriginTrail, Slock.it, BlockMesh, Helium, Moeco, FOAM, Fysical, Grid + và Power Ledger.

Những thách thức cần vượt qua đối với blockchain trong IoT

Những bước tiến lớn trong sự phát triển đã được thực hiện trong lĩnh vực này, nhưng ứng dụng của blockchain trong IoT còn lâu mới hoàn hảo và một số thách thức chính sẽ phải vượt qua trước khi chúng ta thấy được lợi ích hoàn toàn của blockchain trong IoT..

Khả năng mở rộng

Liệu các mạng blockchain có thể đối phó với khối lượng dữ liệu tuyệt đối được các thiết bị IoT dự kiến ​​sản xuất trong 5 đến 10 năm tới mà không làm chậm tốc độ giao dịch hoặc luồng dữ liệu không? IOTA giải quyết vấn đề này một cách cụ thể bằng cách không sử dụng mạng phi tập trung dựa trên blockchain, thay vào đó chọn nền tảng Tangle của họ. Nhưng đây chỉ là một dự án. Các blockchain nổi tiếng hơn như Ethereum và Bitcoin từ lâu đã gặp phải các vấn đề về khả năng mở rộng và không phù hợp với lượng dữ liệu mà các thiết bị IoT đang sản xuất.

Bảo vệ

Các mạng blockchain phi tập trung cung cấp mức độ bảo mật cao, nhưng mức độ yếu kém nào (nếu có) mà các thiết bị IoT tạo ra tại điểm mà chúng kết nối với mạng? Bản thân các thiết bị cũng sẽ phải được bảo mật để ngăn chặn tin tặc giả mạo chúng.

Khả năng tương tác

Khả năng tương tác chuỗi chéo sẽ phải được giải quyết và cải thiện nếu chúng ta thực sự muốn tận dụng lợi ích của các thiết bị thông minh được kết nối với nhau. Nếu không, chúng ta có thể gặp phải tình huống kết nối với nhiều mạng phi tập trung biệt lập hoạt động tốt cho mục đích của chúng nhưng không nhất thiết phải nói chuyện với các thiết bị khác mà chúng không được thiết kế đặc biệt.

Pháp lý, tuân thủ và quy định

Việc phân bổ trách nhiệm sẽ phải được kiểm tra chặt chẽ. Các hành động hợp đồng thông minh được quy định như thế nào trong thế giới bên ngoài blockchain cũng sẽ phải được quy định. Ví dụ, ai chịu trách nhiệm nếu một thiết bị y tế kết nối IoT được cấy ghép vào bệnh nhân thực hiện một hành động dựa trên các quy tắc hợp đồng thông minh nhất định nhưng cuối cùng lại gây ra tổn hại cho bệnh nhân? Đây là trách nhiệm của nhà sản xuất hay nền tảng IoT? Nếu nền tảng IoT dựa trên blockchain, nó sẽ được phân cấp mà không có thực thể kiểm soát, vì vậy việc xác định chính xác một bên chịu trách nhiệm có thể gây ra vấn đề.