“物联网”的基础原理、区块链的技术原理

来源:贝博ballbet体育网页版    发布时间:2024-02-20 00:39:35
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  物联网中有三项关键技术,它是新一代信息技术的重要组成部分,也是现代化社会的重要组成部分,顾名思义,它就是要做到万物相连。它有两层含义,第一,物联网的核心和基础仍然是网络,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络,第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是万物相连。

  首先,物联网是通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,大范围的应用于网络的融合中,也被称为继计算机、互联网之后世界信息产业高质量发展的第三次浪潮。物联网是网络的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说它是业务和应用。在如今的现代化生活中,我们已离不开它了,它正在如影随形的跟随我们的日常生活。它不光提高了我们的生活效率,更加提高了我们的生活质量。

  物联网是由什么组成的呢?首先是传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。其次是RFID标签,这也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景,这也是为什么“物流”这个词总是与“物联网”同时出现。最后是嵌入式系统技术,它是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。

  如果把物联网比作单个的人体,那传感器就等于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。物联网的用途十分普遍,在交通、环境、政府工作、安全、智能家居、消防、环境监视测定、照明管控、敌情侦查和情报搜集等等领域都有存在。

  在今后的40年内,物联网发展的第一要务就是要建设更加高品质的信息网络。物联网的精神实质是提供不拘泥于任何场合,任何时间的应用场景与用户的自由互动,它依托云服务平台和互通互联的嵌入式处理软件,弱化技术色彩,强化与用户之间的良性互动,更佳的使用者真实的体验,更及时的数据采集和分析建议,更自如的工作和生活,它是通往智能化生活的物理支撑。

  区块链是一个分布式账本,它是一个连接商业网络中所有成员(组织)的分布式、可信任的账本。从技术上,可以把区块链定义为一个公开的、永久的、只可添加的分布式账本。即一个可拿来存储数据,且几乎不可篡改的数学结构。根据区块链访问权限的不同可分为以下三类。

  对所有节点都开放的区块链。在公有链中任何数据都是默认公开的,节点之间可以相互发送有效数据,参与共识过程且不受开发者的影响。已存在的应用有比特币、莱特币和以太坊等等。

  限仅在一个组织的管理下的区块链。读取权限可以完全对外公开或者从任意程度上被限制,组织有权控制此区块链的参与者。相比于传统的分享数据库,私有链利用区块链的加密技术使错误检查更加严密也使数据流通更加安全。

  对特定的组织团体开放的区块链,本质上可归入私有链分类下。已存在的应用有R3区块链联盟、Chinaledger、超级账本项目联盟等。

  当今主流的互联网系统,设置有一个中心服务器,当用户电脑端需要索取信息时,便连接到中心服务器索取和接收信息。一个中心服务器可能决定着上百万设备是否能发送和接受信息。而区块链通过分布式核算和存储,各个节点实现了信息我验证、传递和管理。

  去中心化是区块链最突出最本质的特征,区块链网络中的节点地位相同,并不依靠一个中心化机构进信息的处理,以此来实现点对点的通信。

  区块链采取密码学技术作为安全屏障,只要不能掌控全部数据节点的51%,就无法肆意操控修改网络数据,安全系数极高。每一个区块存储完毕,都被军用级别的哈希算法(HASH)保护起来。

  传统的中心服务器一旦被破解,数据可能被大量盗窃或破坏,造成极大损失。然而在区块链中,用户数据会被分散地存储在若干个服务器上,某个服务器被入侵,并不会泄露其他服务器的数据。

  另外,对于账本信息而言,即便有一两个分布式服务器数据被篡改,其他的数据库内容仍然与原来一致。被篡改的服务器内容与原本内容不一致,被破解的服务器数据不被采纳,因此黑客破解无效。从分布式服务器的部署性质能够准确的看出,区块链的安全性是极高的。

  区块链技术基础是开源的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人或获得许可的人开放,任何网络内的参与者都能够最终靠公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此总系统信息高度透明。通过区块连接的形式,一个区块拥有前一个区块的HASH值,区块链上任一一条记录都可通过链式结构追溯。

  整个区块链系统信息高度透明,除了交易各方的私有信息被加密外,任何人都能够最终靠公开的接口查询区块链数据和开发相关应用。

  区块链技术起源于2008年,区块链技术发端于比特货币,随着区块链虚拟货币在全世界内兴起,区块链技术逐步走进人们的视野。2016年是区块链元年,2017年是区块链的应用元年。其实,2017年也是区块链的问道之年。区块链技术连续两年位列Gartner公司发布的Gartner新兴技术成熟度曲线年,区块链技术位列Gartner新兴技术成熟度曲线的期望上升阶段末期,并且已确定进入期望膨胀期。2017年,区块链技术再次位列Gartner新兴技术成熟度曲线,但此时区块链技术已处于期望膨胀期末期,并且已经处于期望下降阶段初期即将进入幻灭期,Gartner公司认为区块链技术的成熟时间需要5-10年。

  是比特币为代表的加密数字货币的兴起初期,也是一套账本体系和货币发行机制,但由于初期阶段,并不支持其他应用开发。

  是在加密数字货币技术基础上发展出了智能合约的功能,实现了区块链除了能作为点对点现?交易系统之外的其他更广泛的功能,每个人可以在上面开发应用,构成了共识算法、P2P通讯、密码学、数据库技术和虚拟机,其最重要的核心是分别为存储数据、共有数据、分布式、防篡改与保护隐私以及数字化合约。

  将区块链应用的领域扩展到的金融行业之外,覆盖人类社会生活的方方面面,在各类社会活动中实现信息的自证明,不再依靠第三人或机构获得信任或建立信用,实现信息的共享,包括在司法、医疗、物流等所有的领域,区块链技术能解决信任问题,提高总系统的运转效率。

  区块链技术基于共识,完整记录资金、货物和信息的交易且不可更改。作为一种基础技术,它可以被运用到诸多领域。根据工信部的文件,有10个领域可以着重应用区块链技术,主要使用在场景包括:电子存证,金融服务,医疗健康,文化娱乐,慈善公益,社会管理,通信,共享经济,物联网,教育,IP版权等几大领域。

  由于区块链的潜在应用涉及领域较多、行业较广,我们着重梳理了目前在区块链应用中占比较大的金融支付和供应链领域,以及其中较为典型的案例。

  区块链技术拥有的高可靠性、简化流程、交易可追踪、节省本金、减少错误以及改善数据质量等特质,使得其具备重构金融业基础架构的潜力,能够适用于增加金融系统的透明性,利用点对点的特性可以极大的提高交易效率,如利用区块链进行KYC认证,清算,结算,支付环节等。

  供应链是可能被区块链影响的行业之一,因为供应链的众多参与方涉及到不同的主体,各主体之间需要较大程度的交互和合作,但是很多关键的信息由各主体分别存储、管理,缺乏一个大的平台统筹和集中管理各类交互信息。区块链的永久性和不可篡改的系统性质,提供了一个多主体良好合作的基础。

  中国整个行业主要有几个特点:地域分布集中,公司数较少但数量增长快,投融资较为活跃,领域分布较广,专利增长情况好,相对比国际别的地方的行业发展,我国区块链行业起步稍晚,基础相对欧美稍弱,但从发展势头和潜力来看,我国区块链行业非常有可能实现像互联网及移动支付领域一样的超车。截止2018年,全球在区块链技术的开发和应用上,中国仅次于美国。

  通过工商注册信息数据显示,我国区块链(含数字货币)相关公司约360家,北上广深杭占绝大比例,其中北京约148家,上海78家,广东及深圳约60家,浙江34家,全国别的地方约40家。

  其中北京占比最大,其次是上海,深圳,广州,杭州,从发展历史来看,上海最具先发优势。

  目前我国区块链创业企业的行业分布较为集中,大多分布在在金融及客户服务,占比超过80%,其中金融领域最重要的包含数字货币相关交易服务,跨国支付,供应链金融等,其中供应链金融是发展较好的领域,客户服务大多分布在在底层区块链架设和基础设施搭建,为互联网及传统公司可以提供数据上链服务,包括溯源系统,BAAS(Block chain as a service)平台,电子存证云服务等,从整个行业分布来看,我国区块链行业发展还处于探索早期,覆盖的行业及领域有限。但是也有一些利用区块链技术特性实现新的商业模式的项目,如链上数据交易服务等新兴领域,从目前的发展状况来看,其中金融领域特别是供应链金融会是区块链行业实现突破的关键领域。

  从2015年之后,区块链企业融资数量迅速增加,从2016年开始,区块链融资增速超过P2P金融及移动支付等Fintech技术,2017年数字资产众筹经历爆发式增长,成功项目合计融资额达到2016年同期的23倍。

  2015年后我国区块链相关专利增速超过200%,成为中国专利数量增长最为快速的领域。从增速上看,我国区块链专利领先全球,从数量上中国也领先美国排名全球第一,前100名中,中国入榜的企业占比49%,其次为美国占比33%。其中阿里巴巴排名第一,中国人民银行数字货币研究所排名第三,但是在全球排名前100的区块链专利拥有者中,央行系企业总量排名第一。