自物聯(lián)網(wǎng)(IoT)興起到現(xiàn)在，專家們一直都在研究物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)一直也都是處于不溫不火的狀態(tài)，究其原因，是因?yàn)橛袃纱髷r路虎在作怪：容量和安全。

　　然而，一項(xiàng)全新的技術(shù)讓我們看到了物聯(lián)網(wǎng)通向成功的曙光。今年， AT&T 以及 Verizon 等主流運(yùn)營商推出了新一代的蜂窩移動通信技術(shù) — — 5G 技術(shù)，它擁有相當(dāng)酷炫的優(yōu)勢：數(shù)據(jù)傳輸速率高、延遲少、節(jié)能、成本低、系統(tǒng)容量大，除此之外，還允許大規(guī)模的設(shè)備連接。
 

 

　　而 5G 和區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合，勢必將有效刺激經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為了更好的理解5G、區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)這三種技術(shù)之間的聯(lián)系，我們首先應(yīng)該認(rèn)識到這三者之間擁有著特別復(fù)雜的多重關(guān)系：

　　得益于5G的低延遲、高速度和大容量，促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用;

　　區(qū)塊鏈的安全性、去中心化特性、不可篡改性以及共識機(jī)制，也成為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運(yùn)作最堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　我們相信，這三種技術(shù)的結(jié)合，將會引領(lǐng)無限光明的未來，也終將會促進(jìn)智慧城市、無人駕駛、智能家居等技術(shù)的發(fā)展。

　　大部分物聯(lián)網(wǎng)交易和合約都發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)的第二層，而作為基礎(chǔ)層的區(qū)塊鏈，可以為其提供共識機(jī)制和安全性，這樣一來，區(qū)塊鏈就可以解決支付渠道和交易糾紛等問題。

　　5G 技術(shù)則能夠?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)提供較大的網(wǎng)絡(luò)容量，此外，5G 還可以增加節(jié)點(diǎn)參與的頻率和去中心化，降低網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)間，增加鏈上的可擴(kuò)展性，有助于進(jìn)一步提高區(qū)塊鏈的性能，進(jìn)而支撐互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
 

 

　　5G 技術(shù)的問世

　　如今，一些互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商已經(jīng)在美國部分城市推出了 5G 技術(shù)，并且預(yù)計(jì)將在2020年實(shí)現(xiàn) 5G 在全球范圍內(nèi)的覆蓋。

　　網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商 Verizon 也將于2019年4月11日在美國的芝加哥和明尼阿波利斯州覆蓋 5G 服務(wù)，并計(jì)劃在2019年內(nèi)覆蓋其他30個(gè)城市。

　　很多手機(jī)運(yùn)營商也在部署 5G 市場戰(zhàn)略：

　　三星計(jì)劃發(fā)布兼容 5G 的 Galaxy S10 機(jī)型;

　　華為和 LG 等公司也都計(jì)劃發(fā)布 5G 兼容手機(jī)，相信很快就會問世;

　　高通也計(jì)劃將在今年第三或第四季度發(fā)布同時(shí)支持 5G 和 LTE 的調(diào)制解調(diào)器 X55。

　　但是遺憾的是，“果粉”們只能等到2020年才能看到兼容 5G 的 iPhone 機(jī)型，很顯然，蘋果公司現(xiàn)在還需要對 5G 市場進(jìn)行評估。
 

 

　　5G 與物聯(lián)網(wǎng)

　　5G 技術(shù)擁有很多優(yōu)點(diǎn)，如處理數(shù)據(jù)速度快、網(wǎng)絡(luò)容量大、延遲低，還能連接大量的設(shè)備。這里的“延遲”是指信號發(fā)送和接收之間所需要的時(shí)間。在區(qū)塊鏈術(shù)語中，延遲是指節(jié)點(diǎn)廣播智能合約到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)接受智能合約所需要的時(shí)間。并且，從物聯(lián)網(wǎng)的角度來講，不管是智能家居還是無人駕駛，設(shè)備間信號傳輸?shù)牡脱舆t真的至關(guān)重要。

　　“低延遲”還解鎖了另一個(gè)概念—— Internet of Skills (IoS)，通俗的來講就是，各個(gè)領(lǐng)域的專家們通過 VR 耳機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程工作，比如，牙醫(yī)可以遠(yuǎn)程做手術(shù)等。如果延遲不能降到最低，牙醫(yī)就不能實(shí)時(shí)做出反應(yīng)，這種不靈敏性就會危及患者的健康甚至整個(gè)手術(shù)流程。

　　得益于 5G 技術(shù)，這些新的應(yīng)用也大大推動了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。高通公司的一項(xiàng)研究表明，據(jù)估計(jì)，到2035年，5G 技術(shù)將為全球帶來額外的12.3萬億美元 GDP 收入。

　　重要的是，速度高達(dá)每秒 10GB 的 5G 技術(shù)也推動了當(dāng)前家庭帶寬服務(wù)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，而全球非移動互聯(lián)網(wǎng)的平均速度只有每秒7.2MB，這樣看來，5G 很有可能會成為一種全球性網(wǎng)絡(luò)。

　　5G 對互聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)概念的影響，將會通過多接入邊緣計(jì)算得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。多接入邊緣計(jì)算是一種網(wǎng)絡(luò)形式，服務(wù)可以從中心節(jié)點(diǎn)廣播到外圍節(jié)點(diǎn)，且速度更快、延遲更小。物聯(lián)網(wǎng)就是利用網(wǎng)絡(luò)容量將大量的設(shè)備相互連接在一起。

　　據(jù)華為的研究估計(jì)，到2025年，物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)量可能會達(dá)到1000億，并且在這之后可能會呈指數(shù)型爆發(fā)式增長。

　　談到自動化，人們通常的理解就是：機(jī)器人取代當(dāng)前由人類完成的有償工作。但是，實(shí)際上并不僅限于此，自動化的應(yīng)用范圍很可能遠(yuǎn)大于這些，包括取代雜物以及無償?shù)娜蝿?wù)。

　　我們已經(jīng)可以在智能家居應(yīng)用中看到這點(diǎn)，家用電器之間的相互通信、管理庫存等都已經(jīng)達(dá)到自動化水平，無人駕駛也已經(jīng)通過了測試，無人駕駛之所以還沒有廣泛應(yīng)用，其當(dāng)前主要障礙就是立法這關(guān)。

　　在未來數(shù)十年內(nèi)，農(nóng)業(yè)、采礦業(yè)和鉆探業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)也都將會通過高速物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動化，而物聯(lián)網(wǎng)則是由數(shù)十億計(jì)的傳感器和設(shè)備通過 5G 技術(shù)進(jìn)行通信。
 

 

　　如何用區(qū)塊鏈解決 5G 的瓶頸？

　　這些自動化應(yīng)用廣泛依賴于 5G 的全球性覆蓋，5G 能夠?yàn)檫@些應(yīng)用在全球范圍內(nèi)提供所需的網(wǎng)絡(luò)容量、速度和延遲。但 5G 技術(shù)依然存在另外兩個(gè)潛在的障礙：

　　安全性——得益于設(shè)備之間高強(qiáng)度的互聯(lián)性，惡意設(shè)備可能會在網(wǎng)絡(luò)中引起混亂;

　　可擴(kuò)展性——5G 的推出將會使這些設(shè)備之間的交易和支付呈爆炸式增長，到那時(shí)候，當(dāng)前的中心化和去中心化的金融基礎(chǔ)設(shè)施就已經(jīng)變的相形見絀了。

　　區(qū)塊鏈技術(shù)為 5G 的第一大瓶頸掃除了技術(shù)上的障礙。

　　公共的、去中心化的區(qū)塊鏈具有不可篡改性，并且還可以在不信任實(shí)體之間建立共識機(jī)制，這為物聯(lián)網(wǎng)提供了安全上的保障。

　　物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的交易和智能合約之間存在著各種糾紛，因此，區(qū)塊鏈就成為解決這一問題的基礎(chǔ)層。由于這些設(shè)備涉及到金錢交易，或者是涉及到交通工具的應(yīng)用，因此，創(chuàng)建一個(gè)具有安全可靠的底層協(xié)議至關(guān)重要，而區(qū)塊鏈則是最佳選擇。

　　相較于當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的客戶端-服務(wù)器模型，去中心化的區(qū)塊鏈技術(shù)的好處要多的多。區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化特性能夠很好的保護(hù)用戶的身份及安全。目前，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是通過云服務(wù)器來識別用戶，他們將識別數(shù)據(jù)保存在這些云服務(wù)器中。這樣一來，這些數(shù)據(jù)就很容易被泄露、竊取或抄襲，基于這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序也會受到很大的安全威脅。

　　而去中心化的區(qū)塊鏈則可利用非對稱密碼算法和安全哈希算法來保護(hù)這些用戶身份。設(shè)備可以根據(jù)對應(yīng)的區(qū)塊鏈地址進(jìn)行注冊，保證身份的唯一不可篡改性。因此，這是現(xiàn)有中心化基礎(chǔ)設(shè)施無法達(dá)到的安全和防篡改識別高度。
 

 

　　那可擴(kuò)展性該如何解決呢？

　　但是，區(qū)塊鏈并不能解決可擴(kuò)展性這一障礙，物聯(lián)網(wǎng)大范圍內(nèi)的設(shè)備連接，也就意味著去中心化的區(qū)塊鏈架構(gòu)并不能處理這么大的吞吐量。最起碼在區(qū)塊鏈這一層解決不了。

　　那么，還有一個(gè)可行的解決方案就是：通過支付渠道或側(cè)鏈，將大部分交易放到閃電網(wǎng)絡(luò)等 第二層解決方案。

　　由于每個(gè)設(shè)備都需要擁有自己的地址和在線交易，因此在線交易速度得高達(dá)每秒數(shù)萬個(gè)交易。簡而言之，這兩個(gè)層上的可擴(kuò)展性必須加以改善。

　　區(qū)塊鏈也正在增加其可擴(kuò)展性，比如比特幣現(xiàn)金 ABC 增加區(qū)塊大小，以太坊通過分片技術(shù)擴(kuò)展鏈的容量。同時(shí)，隨著閃電網(wǎng)絡(luò)、以太坊 Palsma 和 Blockstream 的 Liquid 側(cè)鏈出現(xiàn)，可擴(kuò)展性已經(jīng)得到了穩(wěn)定的發(fā)展。

　　5G 和第二層區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施為以物聯(lián)網(wǎng)為導(dǎo)向的經(jīng)濟(jì)提供了必要的可擴(kuò)展性。

　　作為一名開發(fā)者，你可能會在基礎(chǔ)區(qū)塊鏈層和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間增加一個(gè)有向無環(huán)圖圖(DAG)，以實(shí)現(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)吞吐量，但這通常會破壞系統(tǒng)的去中心化特性和安全性。

　　對于任何一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)來說，解決可擴(kuò)展性、安全性和去中心化特性這三大困境是先決條件，而對于用戶來說，這三個(gè)方面產(chǎn)生的任何一個(gè)缺陷都是災(zāi)難性的。除非開發(fā)者能夠在不犧牲安全性和去中心化特性的前提下，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，否則物聯(lián)網(wǎng)就得使用更加有限但必須安全的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)。
 

 

　　區(qū)塊鏈如何重塑世界？

　　5G 技術(shù)支撐的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將會推動數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇蠓仍鲩L，預(yù)計(jì)到2021年，Cisco 項(xiàng)目就會產(chǎn)生847澤字節(jié)(1澤字節(jié)為1萬億GB)的數(shù)據(jù)，雖然區(qū)塊鏈的核心是去中心化數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，但是它并不能存儲如此大量的數(shù)據(jù)。于是問題來了，如果物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)不能存儲在區(qū)塊鏈上，就很容易會受到攻擊。

　　不過，通過指向整個(gè)數(shù)據(jù)集的外部數(shù)據(jù)存儲站點(diǎn)來存儲數(shù)據(jù)的哈希值倒是完全有可能。實(shí)際上，這種外部存儲結(jié)構(gòu)還可以在其他去中心化協(xié)議上運(yùn)行，如 IPFS 或 OrbitDB。更重要的是，在區(qū)塊鏈上存儲哈希值，任何人篡改數(shù)據(jù)都會改變哈希值，這樣一來，我們就能夠知道被攻擊了，并通過時(shí)間戳記錄攻擊時(shí)間。

　　此外，區(qū)塊鏈也能從 5G 技術(shù)中受益。比如智能合約，這些區(qū)塊鏈智能合約通常非常依賴于預(yù)言機(jī) Oracles，這些 Oracle 的功能就是將外部數(shù)據(jù)傳遞給智能合約，當(dāng)然，前提是必須通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸。在供應(yīng)鏈等應(yīng)用中，5G 技術(shù)就能夠在偏遠(yuǎn)地區(qū)為這些 Oracle 提供便利。

　　5G 技術(shù)還能改進(jìn)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的性能。增加網(wǎng)絡(luò)帶寬、邊緣計(jì)算的延遲降低，就可能會導(dǎo)致加入公共區(qū)塊鏈的額外節(jié)點(diǎn)激增。如果能將通過 5G 技術(shù)的覆蓋度擴(kuò)大到邊遠(yuǎn)地區(qū)，提供更多的移動設(shè)備，比如手機(jī)和平板電腦等，就可以大幅度提高網(wǎng)絡(luò)參與度，進(jìn)而改善區(qū)塊鏈的安全性和去中心化特性。

　　此外，由于延遲減少，開發(fā)人員將有更大的空間來降低時(shí)間戳，從而提高鏈上的吞吐量。反過來說，使用區(qū)塊鏈進(jìn)行結(jié)算，達(dá)成共識和安全性，這也能為物聯(lián)網(wǎng)提供更好的支持。

　　如果想真正理解 5G 技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈的巨大潛力和價(jià)值，我們必須考慮這三種技術(shù)的協(xié)同作用。

　　有了正確的基礎(chǔ)架構(gòu)，才能將這三種技術(shù)進(jìn)行有效整合，再利用第二層解決方案、邊緣計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和 IoS 等技術(shù)，這將會為我們創(chuàng)造前所未有的價(jià)值，同時(shí)從根本上改變我們的工作、就業(yè)和娛樂。