去中心化为什么是区块链的一个核心技术?

近年来,区块链技术的大火扔很多人对它有了新的认识,而随着改技术的不断成熟,其应用领域也在不断的扩大。虽然很多人对区块链有了一定的了解,但可能并不是很了解它的一些实际应用场景。

我们知道,随着物联网的发展,大量部署在传统数据中心、云内的基础设施(存储、计算、网络)将不可避免的被推出机房,重新部署在边缘和终端设备上。

这样发展的结果就是大量边缘设备缺少机房的物理屏障,并且部署在防火墙外,将面临严重的安全挑战:单个边缘设备易于被黑客通过物理手段攻克;边缘或终端设备可自组织地加入某一物联网系统;系统缺乏对设备的控制权,进而缺乏对恶意设备的识别及防范能力。同时,传统的中心化管理方式难以在物联网时代有效工作:物联网时代的边缘与终端设备数量巨大,单一中心服务器或集群难以有效管理如此大规模设备,中心化系统面临严重性能瓶颈。所以这个时候,区块链最显著的数据永久保存和防篡改就排上了用场。幸运的是,做为大规模分布式去中心化系统,区块链通过哈希链及共识算法,提供了数据永久保存及防篡改特性,可以有效地辅助物联网解决各类安全问题。此外,通过有效利用区块链的去中心化特性,亦可以构建去中心化文件系统、去中心化计算系统等,为物联网的发展提供有效支撑。下面来提供区块链+物联网的有趣例子:

去中心化身份:

物联网时代,设备及用户的身份管理面临严峻挑战。不同组织机构签发的身份需要在物联网中互联互通。身份信息不应该由单一的中心化机构控制。区块链可以很好的解决上述问题,实现去中心化的身份管理,把身份的所有权还给设备或用户本身。基于区块链的去中心化身份系统是目前一个热点研究邻域,如Decentralized identity Foundation,Sovrin。Dell EMC在去中心化身份领域亦有深入研究:通过将IPFS与区块链结合,提出了一种去中心化身份管理解决方案。

Figure1一种去中心化身份实现方案[12]。使用区块链技术将人类可读的ID与公钥绑定,并去中心化地存储在区块链上,永久保存。每个ID对应的证书信息可以保存在IPFS上。

去中心化访问控制:

使用区块链(如以太坊)替代传统中心化服务器,实现去中心化访问控制。物联网数据可以保存在去中心化文件系统,如IPFS上。IPFS通过ACL代码,连接以太坊网络,通过运行在以太坊上的智能合约(Smart Contract)实现去中心化访问控制。

增强IoT数据置信度:

通过与戴尔科技边缘计算开源项目EdgeX Foundry结合,区块链可以帮助提高IoT数据置信度。IoT设备产生的原始数据可以记录在分布式防篡改文件系统(如IPFS[6])之上,而对应的元数据则可以记录在区块链之上,实现数据可溯源、防篡改。

结语:

一言以蔽之,区块链通过构建去中心化系统,可以为物联网提供基础设施架构支撑,并帮助解决物联网中无处不在的安全问题;而物联网则给区块链提供了大量的落地场景。

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