物联网

物联网(IoT)是指能够通过互联网的无线网络交换数据和指令的联网设备或物体。

现代计算机、智能音箱、智能手表和智能手机可以被视为物联网的基础。随着现代化程度的不断提高，物联网设备在各个领域的用例也日益增多。物联网技术的广泛应用使人们的生活更加便利。

例如，物联网设备被用于医疗保健系统、加密货币挖掘、机器学习技术、农产品分析、游戏、制造、贸易等等。

尽管物联网技术在当今世界快速发展，但物联网目前面临一些重大挑战。

研究人员试图找到一些解决方案，但大多数挑战仍未得到解决。物联网安全、隐私和可扩展性一直是必须解决的最显著挑战，以加速物联网设备的大规模采用。

物联网面临的挑战:

• 安全与隐私

• 监管

• 云攻击

• 消费者认知

• 带宽

• 缺少日志系统

如果如此多的具有安全漏洞的物联网设备连接到中央服务器，黑客可以很容易地利用最薄弱的安全层发起DDoS攻击，用户应该会被迫丢失他们非常敏感的数据。

中心化系统中物联网技术面临的另一个挑战是可扩展性。如果如此多的节点连接到中央服务器，它必须与所有连接的物联网设备交换非常多的信息和数据，根据不断增长的设备，将导致中央服务器过载，从而导致故障。

因此，有必要投入大量的资源和投资来管理中央服务器，否则一旦中央服务器离线，整个物联网设备(连接到中央服务器)都会受到影响。

基于计算机的基础技术，区块链的另一项突破性技术是通过将比特币引入这个世界而发展起来的。

比特币的诞生是为了让用户发送、持有和接收基于点对点(Peer-to-Peer)网络的比特币，而不需要中央服务器或实体。

比特币区块链网络激发了另一个区块链以太坊的发展，它是第一个引入智能合约功能的区块链。区块链技术的以下特性甚至是物联网技术的游戏规则改变者。

区块链作为分布式账本技术(DLT)，信息和数据在被包含到区块之前被验证，然后连接到P2P网络的所有参与节点。

基于工作量证明（PoW）的区块链具有根据超过 50% 的验证达成共识的系统，这是去中心化区块链网络的美妙之处，它也可以成为保护物联网设备的最佳功能，因为攻击者无法利用有限的资源入侵所有参与节点。

区块链技术有五代，前三代的区块链能够做以下事情来解决最常讨论的安全、信任和可扩展性(从某种程度上说)的挑战。

• 在分散的互联网连接中，区块链技术的分布式架构可以非常有效地通过防止重复数据来跟踪、存储和监控传感器数据。不可篡改特性是防止用户恶意修改和删除区块链中存储的数据的关键。

• 物联网设备的不同传感器可以与区块链通信，交换数据和信息，这将最终消除与中心化系统一样的信任问题。

• 通过安全传输数据，DLT 是物联网设备身份验证、记录保存和设备识别的最佳选择，并且在去中心化系统中也是透明的。

• 无论区块链中连接了多少个节点，都不会出现像中心化系统的服务器停机这样的单一故障源。

• 由于区块链技术中没有中介，因此降低了部署和操作成本。

• 区块链使物联网设备的故障排除过程更容易，区块链的智能合约特性是这里的最佳选择，在区块链中可以随时看到不可变的历史记录。

• 该算法在更大的区块链网络中完成的工作是不可能逆转的，因此攻击者无法破解加密来窃取如此多的敏感数据。

这些是前三代区块链的一些应用，但实际上，它们不足以解决物联网技术的主要挑战，由于前三代区块链的以下限制，这些挑战阻碍了物联网技术的大规模采用:

• 一般来说，这些区块链在计算上非常昂贵，它们表现出高带宽开销和延迟，这不是最适合物联网设备及其应用的。

• 跨这些区块链的任意数据共享是不可能的，而且为物联网设备集成如此多的现实应用程序非常复杂。有基于 PoS 的第三代区块链 Cardano，这仍然不足以解决这个问题。

• 实际上，许多物联网设备都期望有低延迟，但这些区块链网络是基于 PoW 的，它们需要时间来挖掘区块。

• 低可扩展性是这些基于 PoW 的区块链网络的问题，因此它也给包含节点集群的物联网网络带来了麻烦。

• 由于带宽有限，许多物联网设备可能无助于物联网的大量采用，来自这些区块链网络的大量开销流量并不可取。

• 一些基于 PoW 的小型区块链可能会遭受 51% 多数攻击，因此它将会造成另一个更糟糕的情况，阻止区块链在物联网的采用。

下图所示的是区块链技术的前三代没有解决的挑战:

第四代区块链，如Polkadot和EOS，由于其以下特点，帮助了物联网技术的采用:

• 区块链EOS提供了免费且可扩展的交易处理能力。这些关键特性也是物联网所需要的。

• 区块链可以抵抗SYBIL、DDoS和大多数攻击。

• 易于使用的制造和商业相关的应用程序。

• Hasgraph技术是区块链第四代技术中引入的，这种特性对于区块链网络的公平性非常有帮助。

• Polkadot区块链具有多链特性，最大限度地利用物联网设备的用例。

尽管第四代区块链技术有很多有趣的功能，但它们仍然无法妥善解决物联网技术的主要挑战。

它们无法提供所需的可扩展性和灵活性来将物联网网络与区块链集成。因此，它们在协助物联网的大规模采用趋势方面仍有局限性。

所以第五代区块链技术是随着Free TON区块链网络的诞生而进化的。Free TON拥有一个轻量级区块链架构，这对于物联网非常有用，可以消除区块链的开销，同时维护安全和隐私的解决方案。

第五代区块链技术如何有潜力加速物联网技术的大规模采用:

• 多链区块链引入改变游戏规则的特性，如动态分片、即时超立方体路由和自修复垂直区块链机制，提供巨大的可扩展性，因此它可以非常有利于P2P生态系统中的物联网应用，以处理大量过载的大数据和指令。

• 通过智能合约提供终极计算，如果物联网应用旨在处理支付，可以在没有任何第三方的情况下快速处理一切。

• 具有生产高质量传感器和智能芯片的技术正在进步。

• 具有低延迟和高吞吐量效率特性

• 交易是通过支付非常低的成本来处理的，每笔交易只需几美分。

• 有更大的透明度和防篡改数据分布在整个分类账。

所以第五代区块链技术可以满足区块链网络在物联网应用中的所有以下目标:

结论：

先进和下一代区块链技术与物联网领域的结合具有创建全球市场的巨大潜力和应用。区块链技术可以满足更广泛的物联网应用的需求，如智慧城市、医疗保健系统、身份管理、投票、智能家居等等。区块链技术可以通过克服众多挑战来帮助大规模采用物联网。

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