物联网应用以太坊不足
以太坊是一个全新开放的区块链平台,它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。就像比特币一样,以太坊不受任何人控制,也不归任何人所有——它是一个开放源代码项目,由全球范围内的很多人共同创建。
和比特币协议有所不同的是,以太坊的设计十分灵活,极具适应性。在以太坊平台上创立新的应用十分简便,任何人都可以安全地使用该平台上的应用。
以太坊是可编程的区块链。它并不是给用户一系列预先设定好的操作(例如比特币交易),而是允许用户按照自己的意愿创建复杂的操作。这样一来,它就可以作为多种类型去中心化区块链应用的平台,包括加密货币在内但并不仅限于此。
以太坊狭义上是指一系列定义去中心化应用平台的协议,它的核心是以太坊虚拟机(“EVM”),可以执行任意复杂算法的编码。在计算机科学术语中,以太坊是“图灵完备的”。开发者能够使用现有的JavaScript和Python等语言为模型的其他友好的编程语言,创建出在以太坊模拟机上运行的应用。
和其他区块链一样,以太坊也有一个点对点网络协议。以太坊区块链数据库由众多连接到网络的节点来维护和更新。每个网络节点都运行着以太坊模拟机并执行相同的指令。因此,人们有时形象地称以太坊为“世界电脑”。
这个贯穿整个以太坊网络的大规模并行运算并不是为了使运算更高效。实际上,这个过程使得在以太坊上的运算比在传统“电脑”上更慢更昂贵。然而,每个以太坊节点都运行着以太坊虚拟机是为了保持整个区块链的一致性。去中心化的一致使以太坊有极高的故障容错性,保证零停机,而且可以使存储在区块链上的数据保持永远不变且抗审查。
以太坊平台本身没有特点,没有价值性。和编程语言相似,它由企业家和开发者决定其用途。不过很明显,某些应用类型较之其他更能从以太坊的功能中获益。以太坊尤其适合那些在点与点之间自动进行直接交互或者跨网络促进小组协调活动的应用。
例如,协调点对点市场的应用,或是复杂财务合同的自动化。比特币使个体能够不借助金融机构、银行或政府等其他中介来进行货币交换。以太坊的影响可能更为深远。
理论上,任何复杂的金融活动或交易都能在以太坊上用编码自动且可靠地进行。除金融类应用外,任何对信任、安全和持久性要求较高的应用场景——比如资产注册、投票、管理和物联网——都会大规模地受到以太坊平台影响。
2. 以太坊2.0上线大热,你如何展望技术与生态交织的未来
随着存款目标的超额达成,以太坊2.0信标链已于12月1日正式启动,这标志着以太坊2.0主网的第一步落地。此次升级将完成对加密网络的一次重大更新,这是以太坊网络历史性的里程碑,也是加密货币历史上最为浓墨重彩的一笔。
很多加密货币爱好者已经开始畅想,以太坊2.0上线之后,技术与生态的交织会构建出一个怎样的未来呢?
事实上,以太坊作为一个区块链产品和技术平台,初衷是希望区块链可以像手机操作系统一样,当开发者想构建应用时不必重复创造和维护区块链,直接使用以太坊即可。在经历过第一阶段的发展之后,基于当前面临的一系列发展境况,以太坊2.0概念终于横空出世。
对于以太坊2.0,有人称之为ETH 2.0或“宁静”(Serenity),是原生以太坊区块链的升级版本。本次升级的目标是提高以太坊网络速度、效率和扩展性,使以太坊区块链可以处理更多交易并缓解吞吐量瓶颈,与此同时通过对基础架构进行一系列调整,继而更好地解决网络可扩展性和安全性,将以太坊现有的工作量证明共识机制变成权益证明机制。
从目前的趋势来看,引入了分片链的以太坊2.0,将加快网络处理速度,同时在技术与生态的相互推进之中,以太坊也将不仅用于转账、资产发行、权属登记、投票、物联网等使用场景,还能更好地支持构建更多不同类型的价值应用,如:DeFi、DEX、游戏、市场、供应链、开发工具、治理、企业以太坊、预言机、ERC标准等。
以太坊2.0的前景让很多加密爱好者感到非常乐观,但技术与生态要想交织出更耀眼的火花,需要的是源源不断的创新力量,这力量可以是交易平台、是热点概念、是资本社群......以长期专注于技术研究的BTSE币希为例,这家成立于2018年的科技金融公司在加密货币领域一直进行着创新性的改革,他们同样希冀以技术为核心动能,为产业生态带来更多价值,为用户带来更优质的参与体验。
目前,雄心勃勃,一路向上发展的BTSE币希,在产品创新方面具备五大优势:
1、对于现货交易,BTSE币希流动性比较高。通过多合一委托列表,全世界不同的用户都可以进行交易。
2、对于期货交易,BTSE币希的期货交易用美元结算,最高可以提供100倍杠杆,而且支持多种抵押金,包括多货币、稳定币、比特币和以太币。
3、对于场外交易,也就是OTC服务。BTSE币希为VIP客户提供24小时的 OTC交易服务,只需要通过KYC就可以使用,平台支持9种多货币和8种加密货币之间的交易。
4、新产品“币希云”,是一站式白标服务方案。全世界的加密用户可以通过该平台定制一套新的交易系统,与BTSE币希共享流动性。
5、平台的增值服务,包括资产转换、钱包托管服务、投资服务,未来BTSE币希将推出更多投资服务给用户。
可以预见,在资本加持和技术聚焦的加密领域,区块链产业将进入新的历史发展阶段,迎来又一轮的爆发增长期。区块链与加密产业的向善发展,需要以太坊这样领军力量,需要像BTSE这样恪守创新之心的新锐势力,需要越多越多的价值型参与用户,如此,加密未来,才更值得拭目以待。
3. 谈谈物联网目前的局限性
随着区块链技术的出现,尽管我们已经朝着这个未来主义的愿景迈近了很多步,但还远远无法达到理想的目标。以下简单地列出了一些关键的局限性:
1、缺少专门为物联网设备开发的主流区块链网络(注意:截至本文撰稿时间,还没有任何区块链系统称得上是「主流的」);
2、设备制造商尚未将加密密钥嵌入到所有硬件中,也没有把与区块链的兼容性确立为一个通用标准;
3、用于保证隐私保护算法的软件加密方法效率极低且不切实际 [1],而硬件解决方案则需要建立在对制造商和整个制造供应链完全信任的基础上。因此止数据盗版很难被防止;
4、人工智能还不够精密,无法在设备中实现这种高度自主的决策行为;
5、为了进一步消除链上交易风险,还需要确立相应的法律手段,但是只有有限的国家和地区 [2] 才承认链上智能合约具有和链下合约同等的法律约束力。
但即使存在这些局限性,区块链依旧具有提供广泛增值应用的潜力,能够解决物联网面临的许多技术。首先,让我们更深入地了解区块链技术当前的进展,以及我们可以做些什么来改善现有技术水平。
为物联网设备开发的区块链网络
考虑到区块链和物联网之间的所有协同作用,一个能够完美适配物联网需求的区块链网络会具备哪些特征?尽管许多区块链技术在本质上都是基础性的,并不会明显侧重于特定应用,但在公共分类帐层面,有许多设计和优化选择能够反映设计者在开发过程中考虑到的应用堆栈。
物联网设备的特征及其对区块链网络设计的影响
在谈及物联网,特别是将其与现有区块链网络上运行的节点做对比时,我们需要明确一点:目前所有的区块链网络,都依赖于功能强大且始终联网的服务器来执行所有记录保存和共识任务。当下显而易见的是,我们所认为的大多数「物联网」设备,或者更小的,有时是移动的联网设备,其受限且独有的特征并不适合上述情况。
「IoT」一词基本上被用于指代任何连入互联网的设备,我们可以对这些设备的特征做一些总结性的陈述:
大规模:[3] 据一些统计显示,物联网设备的数量已经超过了世界人口,并将继续以更快的速度增长;
有限的算力:[4] 即使是与普通笔记本电脑的处理能力相比,物联网设备的算力在量级上往往也排不上号;
有限的存储空间:大多数物联网设备的初衷并不是在本地存储信息,而是单纯的信息中继(例如上传到云端),因此其存储空间非常有限;
有限的带宽和网络连接性:许多物联网设备在没有可靠网络连接的野外环境运行,联网成本高昂(例如,树林深处的卫星网络);
能耗限制:许多物联网设备使用电池或通过能量采集机制运行,这严重限制了其能耗。
那么想要设计最适合物联网设备的区块链网络,需要满足哪些关键指标?
1、网络需具备可扩展性:考虑到可能有数十亿个设备连接到任何特定的区块链网络,该网络必须能够扩展其处理交易和请求的能力。
2、网络需支持通用资产的发现和交易:物联网设备上有许多可交易的数字资产和资源(例如数据),其中不仅仅是货币。因此还需要发现这些资产的途径。
3、网络需支持选择性存储:考虑到物联网设备的所有局限性,它们将只能参与网络的一个小的子集,并且必须仔细甄选每个设备所存储和处理的内容。
4、网络不能仅仅依靠「工作」来维持安全性:网络安全不能单纯基于解决复杂的密码难题,这会使物联网设备难以执行区块链事务。
5、网络需支持去信任的轻节点:目前的物联网设备并不足以支持全节点的操作,但仍需要保持其在区块链网络上的独立性,因此在物联网设备上运行的「轻」节点不能太过天真(即盲目地信任另一个全节点),并且应该具备某种方法能够验证网络状态和状态转换。
6、网络需支持点对点交易:IoT 设备之间的许多事务都是高度本地化的,即设备彼此相邻,不可能每次都去等待全网验证造成的延时。
综上,即便目前区块链与物联网的结合还存在许多局限性,在满足上述关键指标的基础上,就能够设计出最适合物联网设备的区块链网络,从更好地赋能物联网生态。
4. 如何从各方面击破物联网痛点,稳步前进发展
物联网市场规模稳步增长 云平台成为竞争核心领域
物联网市场规模持续稳步增长
2017年以来,全球物联网市场规模持续稳步增长,跨界应用不断兴起。我国物联网数据规模及多样性持续扩大,行业生态体系逐步完善,细分领域创新成果不断涌现,产业技术和应用发展进入落地关键期。
据前瞻前瞻产业研究院发布的《物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》统计数据显示,2013年全球物联网市场规模达398亿美元,同比增长21%,到了2017年全球物联网市场规模达到了798亿美元,同比增长14%。预计2018年全球物联网市场规模将突破1000亿美元,达到1036亿美元,同比增长30%。
物联网发展呈现新特点与趋势分析
1、全球物联网设备数量爆发式增长,物联网解决方案渐趋成熟。2017年以来,全球物联网设备规模、普及率和企业级应用项目的爆发式增长,物联网解决方案渐趋成熟。数据显示,2017年全球物联网设备数量强劲增长,达到84亿台,首次超过人口数量。全球物联网市场有望在十年内实现大规模普及,到2025年市场规模或将成长至3.9-11.1万亿美元。
2、中国物联网市场规模突破万亿,物联网云平台成为竞争核心领域
2017年,我国物联网市场逐步回归理性,进入实质性发展阶段,全年市场规模突破1万亿元,年复合增长率超过25%,其中物联网云平台成为竞争核心领域,预计2021年我国物联网平台支出将位居全球第一。具体来看,C端用户(个人用户)更加关注物联网设备带来的实际智能体验,B端用户(行业用户/企业用户)则更加关注物联网应用的投入产出比。
3、物联网细分领域热度出现分化,技术演进驱动应用产品向智能、便捷、低功耗方向发展
2017年以来,物联网在交通、物流、环保、医疗、安防、电力等领域逐渐得到规模化验证,“物联网+行业应用”的细分市场开始出现分化,智慧城市、工业物联网、车联网、智能家居成为四大主流细分市场。芯片、智能识别、传感器、区块链、边缘计算等物联网相关新技术的迭代演进,加快驱动物联网应用产品向智能、便捷、低功耗以及小型化方向发展。
4、中国物联网重点上市企业营收达4833.8亿元,同比增长20.7%,创近五年新高
2017年,我国沪深板块52家及港股板块11家重点物联网上市企业营业收入及增长率均创近五年新高,概念股交易趋于活跃,亏损面收窄,企业净利润总额波动增长,总体盈利情况出现好转。
5、无锡持续深化国家传感网创新示范区建设,累计建成、获得20多个物联网相关国家级品牌
2017-2018年,无锡持续强化应用试点示范,健全完善技术创新体系,物联网产业发展路线图进一步细化,与实体经济融合发展进程逐步加快,“一核两翼多元”产业格局凸显。截至2017年底,无锡物联网营业收入2437亿元,拥有物联网企业超过2000家,发明专利申请量2500多件,承接的物联网工程遍及全球60多个国家700多座城市,其中国家级重大应用示范工程21个,牵头制定国际标准“物联网参考架构”,正式掌握顶层架构标准主导权,已累计建成、获得20多个物联网相关国家级品牌,全球影响力稳步提升。
中国物联网行业生态体系日趋完善,但仍存在一些发展瓶颈。市场与产业协同不足,行业标准政出多门,高端产品研发能力有待提高,网络基础设施亟待全面升级,数据隐私和安全问题仍然突出等。
中国物联网产业应加大研发投入力度,提升原始创新能力;夯实物联网应用基础,推动企业转型升级;促进产业协同,加快开发消费端规模化应用产品;积极参与国际标准制定,加强标准互操作研究;明晰安全防护思路,各有侧重分类实施。
5. 传统以太网络有什么痛点
最大的痛点就是网络不够用。
家庭场景中,网络不够用的影响是打游戏PIN值高有延迟,或者看视频会卡顿,难受;而在企业级网络不够用可是会影响正常生产和商业活动的,带来的可是实实在在的业务损失,更难受。
从大趋势看,随着企业/园区信息化应用的不断更新,传统以太网的建网方式和承载能力逐渐越来越难满足信息化发展的要求。尤其是在疫情的影响下,需求更甚。
打个比方,在线办公、VR/AR、视频会议等高流量、大带宽的在线业务需求激增,好比水库里的水越来越多;同时,Wi-Fi 6、5G、云计算等新技术应用不断落地,新业务上线的压力,更多物联网IoT设备接入的压力,意味着河流上游还有有上头大量水(数据)需要持续排放,要是不想整个水库溢出决堤(系统宕机,数据丢包),就只能把沿线的河流、管道、水库(链路)全部扩容,让整条管道能够承载更多的水(数据)。但是现有的管道,也就是铜缆网线,承载的能力有限,想挖宽河道,换更高级别的网线来,成本和部署上的压力都很大(7类线很粗很沉,水晶头的工艺也越来越复杂),这是很多人想到光纤的原因。
其实能面临这种问题,也是因为传统的以太网络使用的介质上限明显,这些年无论是家用宽带还是企业园区网,都在提“光进铜退”,光纤入室成为下一代网络发展的趋势,光纤通过其优秀的性能能够解决传统铜缆网线带宽和传输距离的瓶颈,这对于企业园区网来说也是重大利好。
当然如果现有的网络需求没有说不堪重负,只有个别需要填补的需求,如只需要扩展一两个信息点位或者增加一小批物联网设备,其实通过增加铜缆的方式还是更为方便和经济;而如果现有的园区网络已经存在高并发带宽不够用的情况,建议考虑升级为全光网络。
全光网络现有两种技术路线,一是走PON网络的全光网(华为的GPON、新华三的EPON),一种是以太协议的全光网(锐捷的极简以太全光),看项目的需求和具体的情况,可以选择合适,具体的直接找厂家或者服务商的销售聊就完事了。
简单说下区别,PON是比较典型的无源光纤网络,构成是两层,一个类似于核心的OLT在弱电间,中间会有一个无源的分光器,将OLT下行的主线按照数量分出来到各个房间,靠光纤连接入室的光网络单元ONU,光纤从OLT到ONU是1:N入室的。以太全光网是类似于传统的以太网络的3层架构,原本是将接入交换机部署在楼层弱电间,拉网线到每个房间,现在以太+全光也是光纤直接入室,把接入交换机改造成更适合入室的,和ONU一样都是直接通过光纤入室,是1:1入室的。以太这么多年了,大家都比较有底。
6. 物联网技术应用面临的挑战有哪些
所有智能化技术的核心都是设备间的网络互联,而这正是我们耳熟能详的物联网(IoT)。据预测,到2020年,将有500亿个“事物”实现互相通信或是通过互联网进行沟通。面对如此迅速的普及和发展,一些新的挑战也随之而来:如何才能使物联网易于使用并且具有较高的性价比和效率呢?对此,德州仪器(TI)众多物联网专家经过深入交流,指出了物联网发展所面临的六大主要挑战,并给出了解决这些挑战的关键,尤其强调了针对消费类、工业和汽车领域的物联网应用。
挑战一:低功耗是重中之重
物联网从一个利基市场(小众市场)不断发展成为一个几乎将我们生活各个方面都连接在一起的庞大网络,面对如此广泛的应用,功耗是至关重要的。在物联网领域中,许多联网器件都是配备有采集数据节点的微控制器(MCU)、传感器、无线设备和制动器。在通常情况下,这些节点将由电池供电运行,或者根本就没有电池,而是通过能量采集来获得电能。特别是在工业装置中,这些节点往往被放置在很难接近或者无法接近的区域。这意味着它们必须在单个纽扣电池供电的情况下实现长达数年的运作和数据传输。
“电池的安装、养护和维修不仅难度很高,同时也会带来高昂的开销。而在某些车间或厂房内,这些操作甚至非常危险。”关注无线和低功耗充电领域的Harsha表示,“我们的目标就是让用户在器件的使用寿命内无需更换电池。”基于此,Harsha和他的团队正在研究尽可能延长微型电池供电时间的方法。例如,借助太阳能来供电,无论是室内或是户外光源,即使是只从光源中采集很少的能量,其影响也是巨大的。同时,通过工厂中某一物件的内外环境温差,也能够实现能量的采集,例如温度高于外部空气的高温液体管道。此外,在工业装置中,车间内机器所产生的振动也能被用于能量采集。通过住所内来自WiFi的无线电波,也可以为支持物联网节点的电池生成一个小电荷。
以上种种方法的目标是将电池的使用寿命延长10%或20%。虽然消费类电子元器件更新换代的速度越来越快,但是工业应用中的物联网技术可以持续很长的时间。通过使用能量采集来延长电池的使用寿命,一块电池可以持续供电20年到30年,直到所有的节点需要更换。在某些情况下,由于能量采集的使用,这些节点甚至可以实现无电池运行。
挑战二:感测必不可少
如果没有感测,那么物联网也将不复存在。传感器、微型器件和节点是构成整个物联网系统的基石,它们能够测量、生成数据并将数据发送给其他节点或云端设备。无论是感测住宅的房门是否关闭,还是汽车的机油是否需要更换,抑或是生产线上的某个设备会不会出现故障,传感器采集到的数据都是关键信息。
“感测在需要作出决策的时候便会发挥作用,这一过程不一定需要人工干预。”专注电流感测领域的Jason表示,“如果传送带正在传输某个物体,传感器能够帮助确定这个物体是什么、重量为多少以及传送带是否过热等。例如,分析电机内的电流能够让人们了解电机的健康状况、是不是出现了故障。这些都是在进行工厂控制时需要了解的内容,而传感器使这一切变为可能。当提供实时数据时,这些重要数据的结合将影响到方方面面。”
因为传感器采集了海量的数据,特别是在工业物联网(IIoT)中更是如此,所以传感器软件的创新与传感器硬件的创新同样重要。当获得了海量的信息时,如何确定信息是不是过多?如何判定所掌握的数据是不是有用?其中极为重要的一环就是算法。一旦有了合适的算法并且得以充分利用,它们将改变制造业。工厂会变得越来越小,效率却越来越高。
挑战三:连通性选择由繁化简至关重要
一旦传感器数据被低功耗节点采集,这些数据必须被传送到某个地方。在大多数情况下,它会被传送至一个网关,这是物联网系统中互联网与云或其他节点之间的中间点。目前,根据独特的使用情况和不同的需求,我们可以选择多种有线或无线的方式来连接设备。各项不同连通性标准和技术都有其特殊的价值与用途,不过将WiFi、Bluetooth、Sub-1 GHz和以太网中的所有这些标准都整合起来却是一项巨大的工程。鉴于产品的多样性以及需要将连通性添加到很多标准与技术并不相同且大多数此前并不具备互联网连通性的产品中,这就需要采用复杂的技术,并使其变得更加简单。
挑战四:管理云端连通性是关键
一旦数据通过一个网关,它在大多数情况下会直接进入云端。在这里,数据被分析、检查,然后付诸实施。物联网的价值源自云端服务上运行的数据。正如连通性一样,云端服务的选择也有很多,这也是物联网发展中另一个复杂点。
“目前,云端供应商的种类繁多,数量也不尽相同,并且没有针对云端设备连接和管理方式的标准。”专注物联网市场发展领域的Gil表示。为了满足那些使用多个云端服务的用户的需求,必须开发物联网云端生态系统,提供集成的TI技术解决方案。可喜的是,由于云端技术已经实现了良好的成本效益,物联网目前正以极快的步伐飞速发展。不过,为了实现物联网的进一步增长,在复杂度简化方面还有很多工作要做。
挑战五:安全性是广泛采用的关键
整个系统的安全性是制约物联网被广泛采用的最大障碍之一。随着越来越多的设备变得“智能化”,越来越多的潜在安全性漏洞将出现。这需要业界研究构建先进的硬件安全机制,同时将安全机制成本和功耗保持在较低的水平上。这需要相关厂商在集成安全协议和安全性软件方面投入大量的人力物力,努力减少把高级安全性功能添加到物联网产品中所遇到的障碍,以确保在保障安全性方面降低门槛。
挑战六:为经验不足的开发人员提供简易物联网解决方案
虽然物联网技术曾经主要由技术公司使用,但是从目前来看甚至在未来一段时间里,物联网技术将在有着一定技术背景限制的行业中被广泛应用。以一个生产龙头公司为例。直到目前,由于没有任何需求,电气工程师也许从未在龙头制造公司工作过。但是如果这家公司打算生产接入互联网的花洒,那么其在人力和时间方面的投入将是巨大的。因此,物联网技术必须能够轻松地添加到其现有和未来的产品中,而无须网络和安全工程师参与其中。这些公司不需要像一家互联网技术公司那样,在技术学习方面投入,他们现在可以从相关企业获得现成可用的技术。对于相关技术公司来说,如何为这些经验不足的开发人员提供简易且立即见效的物联网解决方案,既是挑战更是机遇。
由于我们生活中越来越多的事物正在与网络建立互联,并且随着物联网应用的不断普及与拓展,还有大量的工作需要去完成。以物联网为代表的信息化应用是对我们未来方方面面高品质生活的巨大展望,包括我们的住所、汽车和高效工厂内的用户便利性与生活方式等,而这一切将最终使我们的世界变得更加美好。