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随着物联网基础设施的指数级增长，安全问题将变得更加普遍，因此迫切需要更高级别的安全解决方案。物联网引入区块链能否解决这一危机？
自联网设备出现以来，物联网在零售、制造、农业等多个行业显示出巨大潜力。物联网的发展也为智慧城市提供了很多应用，比如交通管理、智能停车场等。由于围绕物联网及其广泛的潜在应用的呼声越来越高，2018年全球安装了231.4亿台联网设备，预计2019年这一数字将增至266.6亿台。
尽管有严格的研究和积极的采用，物联网的基础设施仍然面临着重大的安全问题。因此，一些研究人员和开发人员正在探索区块链提供的增强的安全协议。区块链推出了加密货币交易的安全平台。同样，区块链在物联网中的应用也将导致连接多个物联网设备的分布式账本的发展。通过这种方法，物联网设备的数据存储和网络连接将得到极大的改善。
集中式系统存在的问题
在物联网的主流应用中，各种物联网设备和系统通过一个集中的系统进行交互。与任何集中式网络一样，物联网基础设施也容易受到各种形式的网络攻击，如恶意软件攻击、拒绝服务攻击、中间人攻击和暴力攻击灯。此外，许多物联网设备和软件漏洞百出。黑客可以利用这些漏洞进行高调的网络攻击。例如，流行的rube goldberg攻击的攻击者利用了一个名为“魔鬼常春藤”的物联网漏洞来入侵易受攻击的摄像头。利用该漏洞，攻击者可以在工厂重置连接的摄像头，并获得超级用户权限。通过超级用户访问，攻击者可以轻松地从摄像头观看实时视频。
攻击者还可以通过入侵网络来入侵多个联网设备。例如，一所大学目睹了5000多台物联网设备遭到攻击。公布的报告还包括校园IT人员发现，超过5000个离散系统经常以15分钟的间隔进行数百次DNS查找，从而降低了整个网络的运行速度。经过进一步检查，IT人员发现黑客试图通过弱密码的物联网设备实施暴力攻击。同样，黑客可以入侵多个联网设备，窃取影响多个用户隐私的关键数据。物联网基础设施的另一个主要挑战是扩展物联网解决方案所需的高计算和存储成本。随着基础设施的不断增长，安装和维护大型服务器场、集中式云和网络设备的成本将越来越昂贵。即使安装了必要的设备和装置，物联网基础设施的每个节点都可能面临延迟问题，一旦出现故障，将影响整个网络。
在物联网中使用区块链
将区块链引入物联网将在以下几个方面惠及物联网基础设施：
削减成本
基于区块链的网络将在物联网设备之间创建分散的点对点连接。与集中式系统相比，物联网中的区块链将帮助各种端点处理更多的数据请求。这样，数据存储和计算任务将分布在以区块链为基地的网络中。因此，组织可以降低运行集中式系统时通常会产生的存储和计算成本。
加强数据交流
物联网设备不断与其他设备和系统交换数据，由于安全问题和高网络延迟，在不同设备和系统之间交换数据可能会很复杂。然而，通过物联网中的区块链，收集的数据可以与安全的区块链钱包共享。通过区块链驱动的钱包，各种物联网传感器和可穿戴设备可以以加密的方式共享关键数据。此外，存储在区块链钱包中的数据只能由授权的设备和系统访问。
启用智能合同
基于区块链的智能契约在供应链管理中有很多应用，它可以在满足预定条件后实现交易自动化。同样，物联网中的区块链将利用物联网的设备间交互能力，引入自动支付机制。例如，车主可以通过在与物联网设备交互的燃油泵中安装特殊的物联网传感器，从自动购买燃油中受益。加油站的物联网设备会对车辆物联网传感器中存储的车辆和驾驶员信息进行验证，并自动收到准确的付款。
基于区块链的智能合约也将惠及自动驾驶汽车。自动驾驶汽车可以交换关键信息，如交通信息、事故报告和与其他汽车的距离。通过这种方式，汽车制造商可以获得更多的数据，并改善道路决策。除了这些好处，物联网中的区块链还将增强物联网生态系统的安全协议。此外，区块链还将为安全数据存储和数据交换提供公共和私人分散网络。
在物联网中使用区块链提高安全性和隐私性
随着物联网设备的日益普及，智能设备的大规模保护将成为关键问题。然而，随着区块链加入物联网，分散式网络将确保整个网络中数据的加密。如果网络罪犯获取或更改了文件的内容，文件的数字签名将与加密过程中生成的原始签名不匹配。使用这种机制，可以验证数据的完整性。此外，区块链网络可以集成一个共识模型，用于检测网络中的恶意活动并缓解任何已识别的威胁。此外，由于数据和计算任务将分布在区块链的多个节点上，即使任何节点出现故障，网络也将继续有效运行。
通过物联网中的区块链，每个物联网设备都可以注册一个基于区块链的唯一ID，以帮助识别每个设备。为了建立机器对机器的连接，本地区块链钱包可以向目标设备发送数字签名请求，然后，目标设备将使用发送者的公钥来验证签名。使用这种方法，在没有任何集中授权机制的情况下，机器对机器的认证将是可能的。
出于维护目的，开发人员可以在区块链网络上以URL的形式推送受加密哈希保护的软件更新。为了验证软件更新，物联网设备可以验证更新文件的加密哈希。此外，物联网中的区块链将使系统能够记录元数据，以生成各种物联网处理任务、维护操作和软件更新的不可变历史记录，以确保法规合规性。这些记录可以与组织中的关键人物共享，作为遵守所有法律法规的证据。区块链网络可以是公有的，也可以是私有的。组织可以创建仅供企业领导和员工使用的私有区块链网络。这种区块链网络可以与身份验证机制相结合来控制数据访问。为此，组织可以部署基于区块链的智能合同。业务领导可以在智能合同中定义员工详细信息的验证条款，以自动化身份验证流程。
虽然物联网中的区块链会让物联网生态系统更加安全，但区块链并不是拯救物联网的“银弹”。区块链的引入会带来许多限制，如可扩展性、加密算法的高处理能力和时间要求、增加存储和延迟的必要性等。随着物联网网络的不断发展，这些缺点可能会变得更加严重。因此，在物联网主流采用区块链之前，开发者需要解决这些限制。或者，组织可以部署边缘计算解决方案，以完全避免与区块链相关的问题。通过边缘计算，所有物联网数据都将存储在节点上，以减少延迟并保护设备本身的数据。通过这种方式，云-设备交互将只在必要的场景下使用，物联网数据处理的整体速度将得到提升。
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