區塊鏈技術在物聯網工程中的運用研究

韓明杰 蘇存利 王賓 王松松 曹夏陽

摘要：近年來，物聯網行業迅速發展，已經逐漸成為未來最具發展潛力的產業之一，但是，在這發展進程中，物聯網行業也暴露了一些問題，如泄露用戶隱私等，這些都是阻礙物聯網發展的不利因素。經相關研究發現，區塊鏈技術對于解決這些弊端有一定的幫助。基于此，本文對于區塊鏈技術進行了簡單概述，并分析研究了該技術在物聯網中的應用現狀，進而提出一些完善措施。

關鍵詞：區塊鏈技術;物聯網工程;應用研究

最近幾年，物聯網技術迎來了發展高潮，人們對于物聯網技術的運用也越來越廣泛。但是，在此過程中，隱私保護等問題也逐漸暴露在大眾視野。而應用區塊鏈技術，將會為有效解決這些發展弊端提供可能。

1.區塊鏈技術概述

1.1區塊鏈技術定義

區塊鏈技術是互聯網數據庫技術的一種，它結合了包括共識機制、加密算法技術等在內的各種互聯網技術，促使用戶參與到數據庫的記錄之中。區塊與交易是區塊鏈技術的主要部分。所謂的交易，就是指操作一次數據庫，至于區塊，就是對某段時間出現的結果和交易進行記錄。而且區塊包括塊身和塊頭兩部分，塊頭就用于區塊的描述的儲存，塊身則用于交易信息的儲存。

1.2區塊鏈技術特點

首先，使用區塊鏈數據庫之后，用戶就能夠對自己的信息進行加密、解密操作了。其中，這些密碼包括私鑰和公鑰兩種，私鑰是經過解密的密碼，公鑰就是經過加密的密碼。公鑰是被公開的，在整個網絡中是對外可見的，但是能夠掌握私鑰的只有信息擁有者自身，這樣一來，數據的安全性就有保證。借助私鑰，用戶能夠設置加密信息，其他用戶則需要對這些加密信息進行驗證，如此一來，就有效地保證了數據的真實性。其次，借助互聯網技術，區塊鏈數據的的所有儲存節點都能夠是實現有效連接了。這些儲存節點被不同的用戶所掌握。所以，區塊鏈技術對對等網絡進行了去中心化的設置，以構建智能合約的形式阻止可溯源鏈接數據的偽造、篡改。此外，分布式結構是區塊所使用的儲存方式，借助這種結構，能夠連接儲存系統的所有節點，與此同時，實現區塊數據的儲存工作。

2.區塊鏈技術在物聯網工程中的應用現狀

2.1應用優勢

第一，在物聯網工程中應用區塊鏈技術能夠實現多方對于設備身份的管理。設備身份管理體系的建設就是基于區塊鏈技術完成的，然后借助這個體系就能夠構建個人實體身份和設備身份之間的映射關系了。這樣就能夠對使用者和設備端進行驗證了，最終達到阻止非法節點的接入的目的。

第二，區塊鏈技術的運用，能夠對一些電子證據進行有效存證。利用區塊鏈網絡，所有的參與方都能夠對分布式賬本進行維護，進而使數據的可信度不斷提高。

第三，利用區塊鏈技術，對于打破物聯網信息的孤島栓桔有積極促進作用。利用通依托數據讀取等方式，橫向信息的流動就會加快，那么也就能夠很好地促進各方的共同工作了。

第四，能夠弱化中心化的功能，進而降低整個系統架構的運維成本。多中心的分散式結構的應用，會使整個系統的運行更加便捷、靈活，以及拓展性能也會有所增強。

第五，數據的隱私性更強，使用區塊鏈技術，有助于提高數據的精確性，在整個區塊鏈中，數據都是經過加密后才進行儲存的，所以能夠有效分離數據的使用權和所有權，進而實現用戶數據的有效保護。

2.2基于區塊鏈技術所形成的物聯網工程構架

2.2.1支撐平臺

區塊鏈技術的使用，使整個物聯網工程的設備的安全性能得到提升，通過對設備信息進行驗證的操作，保證所獲取數據的精確性。同時，利用智能合約技術，有利于數據操作情況協議的達成。而非對稱加密算法技術，則對于用戶數據信息的保護大有作用。

2.2.2應用系統

在實際生活中，運用區塊鏈技術時要注意與行業需求的有效結合，這樣才能夠使設備技術服務不斷進步，更好地服務于大眾，促進行業的發展進步。譬如區塊鏈技術與二維碼技術的結合，就使產品防偽溯源服務有效地運用于實際，使消費者更加清楚產品的來源，更好地保證產品信息的公開、透明。

2.2.3應用分析

第一，在信息采集系統中應用區塊鏈技術。區塊鏈技術的使用，使數據節點信息的傳輸能夠通過傳感器實現，然后這些信息又會構建一個區塊，這個區塊的塊頭和塊身分工合作，共同服務于信息采集系統。其中，塊頭部分就被用于儲存設備的信息鏈接，而且這些被儲存的數據是不能夠進行更改和刪除的。

第二，區塊鏈技術在信息傳輸系統的應用。根據P2P協議，網絡的全部節點都能夠借助區塊鏈節點進行傳輸，進而形成新的區塊，然后再完成相應的儲存工作。當然，某一節點不能工作時，P2P也會進行網絡拓撲結構的調整，保證系統的正常運行。

3.挑戰與措施

3.1遇到的問題

區塊鏈技術雖然對于物聯網的發展有很大的促進作用，但仍舊存在一定的問題。比如數據膨脹和資源消耗等。刪除等操作是不會在區塊鏈技術中實現的，所以，當區塊鏈技術水平不斷提高時，物聯網設備的儲存空間也會變得越來越擁擠，不久的將來就很難支撐數據的儲存。此外，資源消耗也是一個很大的問題，通過比特幣的交易，就可以發現這個機制需要大量的資源進行支撐，現在的物聯網節點的部署對此是很難適應。

3.2改善方法

首先，對于資源的消耗問題，我們可以借助我國的低能耗廣域網技術進行改善，隨著這項技術的發展進步，如功耗問題等都能夠得到有效解決。而且，還可以對共識機制進行改進，用投票的共識機制替代高資源消耗率的共識機制，這樣就能夠減少能源的消耗了。其次，對于數據膨脹的問題，可以利用對摩爾定律的分析數據，不斷提高物聯網自身的儲存能力。

結語

總的來說，區塊鏈技術在物聯網工程中的應用仍舊任重而道遠，還需要更多的技術支撐以及人才支援。今后的研究工作，工作人員要以物聯網的工程特點為依據進行更深入的分析、探討，這樣才能夠更好地助力于物聯網工程的發展與進步。

參考文獻：

[1]吳雨芯，蔡婷.區塊鏈技術在物聯網中的應用研究.現代計算機，2019（9）：16-17.

[2]周琎.區塊鏈技術在物聯網領域的應用研究.信息系統工程，2019（3）：117.