Блокчейн має адаптуватися, щоб створити довіру до Інтернету речей

Мік Боуман є головним інженером Intel і членом консультативної ради CoinDesk. Камілла Морхардт є директором стратегії IoT в Intel.

Наступна стаття спочатку з’явилася в Consensus Magazine, розповсюдженому ексклюзивно для відвідувачів заходу CoinDesk Consensus 2018.

Край брудний.

І межа, де будуть розміщені мільярди взаємодіючих пристроїв, які складатимуть Інтернет речей, є місцем, де генеруються дані IoT і обробляються.

Часто немає захищених фізичних периметрів, де відбувається чисте відчуття фізичного світу: на дахах і космічних станціях, у шахтах і авіаційних двигунах, на контейнеровозах і сонячних панелях. Навіть крайові аналоги, які агрегують, фільтрують, нормалізують тощо інтерпретувати даних або надсилати їх у хмару для додаткового аналізу, часто є мобільними, мають переривчасте з’єднання та піддаються ударам, вібрації чи екстремальним температурам.

як речі збільшити їх зв’язок та інтелект, так само буде і наша вимога до них автономно формувати мережі, обмінюватися інформацією та координувати дії від нашого імені.

Наприклад, коли ми замовляємо предмет одягу в Інтернеті, ми опосередковано звертаємось до модельєра, постачальників сировини, логістичних компаній, митниці, дистриб’ютора, імпортера, покупця, системи управління запасами, системи керування клієнтами, банку, системи веб-керування для розміщення продуктів і ціноутворення, роздрібного продавця та водія доставки на «останній милі».

Якби кожен із цих учасників міг NEAR в реальному часі отримати інформацію про нашу закупівлю та її хід від фабрики до вхідного дверей, вони могли б співпрацювати, щоб оптимізувати кілька незалежних систем NEAR в реальному часі, щоб отримати продукт якнайшвидше та в якомога гарнішому стані, особливо якщо на шляху виникнуть непередбачені невдачі – спущене колесо! – під час підготовки до наступного замовлення.

Проте формування цих мереж повне проблем. У найкращому випадку інформація, яка збирається, ділиться та вживається, є невідповідною за якістю та доступністю. У гіршому випадку це забезпечує абсолютно новий вектор атаки для зловмисних учасників. Коли речі планувати та діяти від нашого імені, ми хочемо гарантії, що дані, які вони використовують для прийняття рішень, заслуговують на довіру.

Переконатися, що інформація заслуговує на довіру, досить важко, коли центральний орган керує конфігурацією пристрою, збором і очищенням даних, а також розповсюдженням даних. Однак розподілені мережі T можуть покладатися на центральний орган.

Традиційні засоби підтвердження та перевірки особистості та цілісності учасника зазнають невдачі, оскільки участь речі створені різними виробниками, працюють під різними операційними системами, спілкуються за допомогою різних протоколів і діють від імені різних власників, які мають різні мотиви. Відповідь цілком може критися в новій Технології , яка стала відомою як «блокчейн».

Блокчейн – або технології розподіленої книги в цілому – дають надію на вираження та встановлення спільної довіри до інформації, створеної та якою обмінюються речі: незмінний журнал Заходи , який є блокчейном, надає засоби для надійного встановлення походження інформації; реєструвати та запроваджувати політику доступу до інформації; і діяти з інформацією автономно через «розумні контракти».

Однак, незважаючи на величезні перспективи, технології блокчейну повинні суттєво розвиватися, щоб відповідати унікальним вимогам IoT. Унікальні характеристики додатків IoT висувають як технічні, так і економічні вимоги, які приводять нас до висновку, що додатки IoT повинні бути розташовані в економічному, правовому та нормативному контексті, що виходить за межі блокчейну. Зокрема, у той час як традиційні блокчейн-програми приписують усі повноваження блокчейну, ми вважаємо, що програми Інтернету речей повинні досягти балансу повноважень.

Технології вимоги

Встановлення довіри до інформації, якою обмінюються між собою речі створює нові вимоги до технологій блокчейн. Як правило, технології блокчейну діють як авторитет для чітко визначених детермінованих систем. Однак інформація, створена в речі знаходиться поза блокчейном і, як відомо, є неоднозначним і недетермінованим. Забезпечення інформаційного забезпечення якісних даних висуває нові вимоги до Технології.

Вимога 1: Особистість і репутація учасників є ключовими для довіри і повинні бути розкриті.

Загальнодоступні блокчейни, такі як Bitcoin, зазвичай надають історію транзакцій з активами, анонімізуючи (або принаймні намагаючись приховати) особи тих, хто виконує транзакції. Однак для програм IoT інформація стає складнішою, ніж просто право власності на актив. Зокрема, більшість інформації, що генерується на межі, є виключно якісною; і як тільки інформація стає якісною, її походження – включаючи особу та репутацію джерела – є критичним. Наприклад, блокчейн може точно зафіксувати передачу прав доступу до частини інформації, яка стверджує, що контейнер був відправлений через місто. Однак блокчейн не може підтвердити автентичність показань GPS, зафіксованих у записі доставки.

Пуристи зі світу Криптовалюта стверджуватимуть, що «дозволений блокчейн» — це оксюморон; однак певна форма підтвердження особи потрібна для учасників, які приєднуються до мережі, щоб вони могли довіряти інформації річ сприяє колективу. Цей попит призвів до формування приватних, дозволених, закритих і корпоративних блокчейнів – усіх варіантів на тему обмеженої участі в розподіленій мережі. Є ще така можливість речі можуть бути ідентифіковані або іншим чином сертифіковані для внесення інформації до загальнодоступного блокчейну – свого роду гібридної моделі, яка намагається перевірити вхідні дані, але не обмежує користувачів, які вводять. Інші можливі рішення передбачають використання анонімних облікових даних і заяв, які можна перевірити.

Вимога 2: Контрольований доступ до інформації є критичним.

Як правило, транзакції в блокчейні прозорі. Запровадження смарт-контрактів, які кодифікують і виконують детальні угоди між учасниками, ускладнює це поняття. Компанії T люблять ділитися конфіденційними даними з конкурентами. Розумні контракти стануть потужними інструментами в IoT, особливо в ланцюжках поставок, які включають сторонні логістичні компанії. Досить часто суперечки виникають у пунктах передачі, де відбувається передача опіки над активом. Можливість довести, що температура контейнера залишалася в межах контрактних параметрів, повинна дозволити негайно розпочати оплату. Або навпаки, доказ того, що товар, зіпсований під опікою восьмої сторони в дванадцятисторонньому ланцюжку постачання, який можуть бачити всі учасники, швидко вирішить вказування пальцем. І цей доказ має бути побудований без розкриття додаткової конфіденційної інформації. Наприклад, якщо організація збирає ставки на продукцію, яка була в цьому контейнері, організація може не захотіти, щоб усі учасники торгів бачили кожну ставку або знали остаточну ціну продажу. Загалом інформація, яка передається через транзакції, підлягає потенційно складному набору політик доступу.

Вимога 3: Ефективність має значення.

Ще одним CORE принципом блокчейну є надлишкові обчислення та зберігання: кожен учасник обробляє всі транзакції та веде бухгалтерську книгу, створюючи постійно зростаючий попит на зберігання в мережі. В IoT, де легкі вузли на межі часто мають надзвичайно обмежену пам’ять і обчислювальну потужність (оскільки їх основною метою є сприйняття необроблених даних якомога економніше), блокчейни IoT, швидше за все, повинні будуть розпізнавати різноманітність вузлів у мережі та їхні відносні можливості. Самому блокчейну може знадобитися організувати, які клієнти діють як легкі вузли, а які – як валідатори. Крім того, ми, ймовірно, побачимо дедалі більше різноманітних механізмів консенсусу, які не потребують величезної кількості обчислювальної потужності чи спеціалізованого обладнання, і тому їх легше масштабувати або запускати на існуючому розгорнутому обладнанні. (Зауважте також, що хоча надмірність часто розглядається як функція цілісності блокчейну, ONE збільшує вартість зловмисника, який прагне порушити мережевий консенсус і запровадити шахрайські транзакції, вона також одночасно збільшує ризики конфіденційності. Реплікація Ledger пропонує широку область для зловмисників, які прагнуть отримати доступ до конфіденційних даних окремих вузлів.)

Вимога 4: з’єднання переривчасте; при відключенні необхідно вжити заходів.

Переривчасте підключення здається парадоксальним для Інтернету речей. Як Джейкоб Морган визначив IoT в Forbes у 2014 році: «Простіше кажучи, це концепція підключення будь-якого пристрою з перемикачем увімкнення та вимкнення до Інтернету (і/або один до одного)». Спільнота Інтернету речей приділила багато часу підтримці повсюдного підключення та зниження витрат на передачу та зберігання; однак тепер ми впевнено знаходимо компроміси між підключенням і часом автономної роботи, підключенням і вартістю передачі, підключенням і вартістю інфраструктури. Існує багато, багато граничних вузлів, які за дизайном отримують або надсилають дані лише з перервами та в невеликих кількостях. По суті, ті самі сили, які спонукають автономну взаємодію до краю, також вимагають блокчейнів для пристосування до обмежень підключення.

Вимога 5: дії мають бути оборотними.

До цього моменту вимоги, які ми обговорювали, були скоріше периферійними щодо CORE Технології блокчейн, зосереджуючись на продуктивності та характеристиках розгортання; ONE, однак, представляє фундаментальний зсув в ONE з центральних принципів Технології. Зокрема, Технології блокчейн заснована на принципі незмінності; як тільки щось зафіксовано в журналі, воно ніколи не змінюється. Цей принцип особливо підходить для збереження запису однозначних і детермінованих Заходи (таких як транзакції, які представляють передачу права власності на активи). Однак дані з краю часто безладні.

Точність і точність обмежені фізичними можливостями річ. А інформація, створена на межі, піддається різноманітним зловмисним атакам, які важко виявити. Безладність даних, створених (і спожитих). речі призводить до рівня двозначності та недетермінізму, що суперечить технологіям блокчейн. Розглянемо, наприклад, смарт-контракт, який регулює цільову швидкість транспортних засобів на дорозі на основі виміряного FLOW транспорту. Погодні проблеми, які впливають на точність датчика FLOW , можуть викликати ненавмисне коригування цільової швидкості. Більш неприємний приклад може статися, коли автоматичні платежі запускаються, коли транспортний контейнер прибуває на об’єкт. Несправний зчитувач RFID може повідомити про існування контейнера, який насправді не прибув, ініціюючи неналежний переказ коштів.

Часто певна форма зовнішнього звернення може перевірити та призначити коригувальні операції, які вирішують ці проблеми (хоча це передбачає наявність зовнішнього органу). Однак виникають проблеми, коли сама інформація є проблематичною. Наприклад, особиста інформація може потрапити в транзакцію; дію GDPR та інших положень щодо Політика конфіденційності може вимагати видалення інформації з запису. Ця проблема не є унікальною для додатків IoT, хоча ми очікуємо, що в них вона буде більш поширеною.

Економічні вимоги

Крім технічних вимог існують прості економічні бар’єри для впровадження блокчейну в IoT. Підприємства знайомі з централізованими системами, і в традиційних лінійних ланцюгах поставок вони добре працюють. Коли на ONE кінці ланцюжка поставок є сильний покупець, для цієї організації є всі підстави просто створити розподілену базу даних (якою вона керує централізовано) і вимагати від усіх постачальників, які беруть участь у її ланцюзі поставок, вводити в неї свої дані.

Поки ми не потрапимо у сферу багатьох екосистем, що перетинаються, і складних нелінійних, динамічних ланцюжків поставок (подумайте: розподілене виробництво з більш ніж дюжиною Автори для будь-якого річ надруковані, кожен з унікальним IP, обладнанням і сертифікатами), важко знайти економічно переконливе застосування для справді децентралізованих бухгалтерських книг.

Однак конкурентне середовище, в якому працюють ці провідні компанії, швидко змінюється: 3D-друк дає змогу розподіленого виробництва, а бар’єри для входу на ринок машинного навчання та інших технологій, що швидко розвиваються, зменшуються. Щоб конкурувати, підприємства можуть бути змушені прийняти більш відкриті системи. Індустрія Інтернету речей неминуче розширюється до більш складних екосистем. У результаті ми очікуємо, що переконливі випадки використання блокчейну стануть більш очевидними.

Тут криється головоломка. Поодинокі сильні покупці оркеструють екосистеми навколо ланцюжка поставок, оскільки вони накопичують прибуток, роблячи це. Розподілена співпраця призводить до розподіленої цінності, тому немає жодного стимулу для будь-якої окремо взятої організації створювати інфраструктуру для розподілу оркестровки. Блокчейни унікально підходять для мікротранзакцій, тому масштаб може допомогти вирішити цю проблему. Спільнота IoT бачила кілька моделей підписки та некомерційних моделей. Однак доки не з’явиться чітка, повторювана, переконлива бізнес-модель, впровадження блокчейнів для IoT буде повільним.

Протягом наступних кількох років ми, імовірно, побачимо все більшу кількість пілотних проектів і невеликих розгортань, які використовують Технології в неоптимальних цілях, наприклад, стандартні ланцюжки поставок із десятком або близько того учасників для покращення швидкості відстеження активів або їх походження та зменшення суперечок через аудит – усі важливі досягнення в IoT. У цих перших випробуваннях лідери галузі та екосистеми намагатимуться довести економію коштів або додатковий дохід.

Потім ми станемо свідками еволюції стандартів, які дозволяють ідентифікацію та конфігурацію пристроїв між організаціями, з ранніми методами для розподілу робочих навантажень між різноманітними пристроями IoT і захисту даних або їх метавходів за допомогою пов’язаних довірених механізмів виконання або збереження зашифрованих станів, коли дані переміщуються через крайові, туманні та хмарні вузли. Пристрої будуть автономно формувати спільноти, обмінюватися інформацією та пропонувати нам варіанти дій на основі їх взаємодії.

Нарешті, ми, ймовірно, побачимо порівняння даних, згенерованих на межі, а не лише автономно речі або організації, але в автономних екосистемах. На цьому етапі блокчейн буде більш ефективним, ніж централізовані системи, в управлінні складністю нелінійних ланцюгів поставок, управлінні ідентифікацією, походженням, спільними наборами даних і виконанням смарт-контрактів.

Хоча ми будемо довіряти машинам приймати деякі рішення та виконувати певні дії від нашого імені, компанії в IoT завжди бажають зберегти можливість скасовувати або скасовувати дії, виконані розумним контрактом, оскільки люди, як відомо, погано вміють планувати на випадок непередбачених ситуацій або прогнозувати майбутнє, а обладнання, яке діятиме від нашого імені, також часто відповідатиме за нашу безпеку.

Рекомендації

Ми часто говоримо про блокчейн як про заміну надійної третьої сторони для взаємодії всередині спільноти; тобто спільнота приписує блокчейну остаточний авторитет щодо «правди». Для програм, побудованих навколо мережі речіоднак блокчейн повинен знаходитися в набагато ширшому контексті, який включає інституційні відносини, правові вимоги та регулятивний контроль.

Існує дуже реальна небезпека для тих, хто розгортає рішення на основі блокчейну для IoT, повірити в те, що захищений від втручання характер блокчейну забезпечує гарантії цілісності та достовірності інформації (і дій, керованих цією інформацією).

Більш реалістична точка зору полягає в тому, що роль блокчейну переходить від джерела «загальної істини» про стан системи до журналу «рішень і дій», які, можливо, доведеться скорегувати в майбутньому.

Візуалізація мережі через Shutterstock