5G與物聯(lián)網(wǎng)離不開區(qū)塊鏈是為什么

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)的實際應用，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，是因為有兩大攔路虎在作怪：容量和安全。

然而，一項全新的技術讓我們看到了物聯(lián)網(wǎng)通向成功的曙光。今年， AT&T 以及 Verizon 等主流運營商推出了新一代的蜂窩移動通信技術 — — 5G 技術，它擁有相當酷炫的優(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)模的設備連接。

而 5G 和區(qū)塊鏈技術的結合，勢必將有效刺激經(jīng)濟的發(fā)展。為了更好的理解5G、區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)這三種技術之間的聯(lián)系，我們首先應該認識到這三者之間擁有著特別復雜的多重關系：

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

區(qū)塊鏈的安全性、去中心化特性、不可篡改性以及共識機制，也成為物聯(lián)網(wǎng)設備運作最堅實的基礎。

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

大部分物聯(lián)網(wǎng)交易和合約都發(fā)生在網(wǎng)絡的第二層，而作為基礎層的區(qū)塊鏈，可以為其提供共識機制和安全性，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 技術則能夠為物聯(lián)網(wǎng)提供較大的網(wǎng)絡容量，此外，5G 還可以增加節(jié)點參與的頻率和去中心化，降低網(wǎng)絡擁堵時間，增加鏈上的可擴展性，有助于進一步提高區(qū)塊鏈的性能，進而支撐互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的發(fā)展。

如今，一些互聯(lián)網(wǎng)供應商已經(jīng)在美國部分城市推出了 5G 技術，并且預計將在2020年實現(xiàn) 5G 在全球范圍內(nèi)的覆蓋。

網(wǎng)絡供應商 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，并計劃在2019年內(nèi)覆蓋其他30個城市。

很多手機運營商也在部署 5G 市場戰(zhàn)略：

三星計劃發(fā)布兼容 5G 的 Galaxy S10 機型；

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

高通也計劃將在今年第三或第四季度發(fā)布同時支持 5G 和 LTE 的調制解調器 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 機型，很顯然，蘋果公司現(xiàn)在還需要對 5G 市場進行評估。

5G 技術擁有很多優(yōu)點，如處理數(shù)據(jù)速度快、網(wǎng)絡容量大、延遲低，還能連接大量的設備。這里的“延遲”是指信號發(fā)送和接收之間所需要的時間。在區(qū)塊鏈術語中，延遲是指節(jié)點廣播智能合約到另一個節(jié)點接受智能合約所需要的時間。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，設備間信號傳輸?shù)牡脱舆t真的至關重要。

“低延遲”還解鎖了另一個概念—— Internet of Skills （IoS），通俗的來講就是，各個領域的專家們通過 VR 耳機進行遠程工作，比如，牙醫(yī)可以遠程做手術等。如果延遲不能降到最低，牙醫(yī)就不能實時做出反應，這種不靈敏性就會危及患者的健康甚至整個手術流程。

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

重要的是，速度高達每秒 10GB 的 5G 技術也推動了當前家庭帶寬服務和蜂窩網(wǎng)絡的發(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。

5G 對互聯(lián)網(wǎng)及相關概念的影響，將會通過多接入邊緣計算得到進一步的加強。多接入邊緣計算是一種網(wǎng)絡形式，服務可以從中心節(jié)點廣播到外圍節(jié)點，且速度更快、延遲更小。物聯(lián)網(wǎng)就是利用網(wǎng)絡容量將大量的設備相互連接在一起。

據(jù)華為的研究估計，到2025年，物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)量可能會達到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：機器人取代當前由人類完成的有償工作。但是，實際上并不僅限于此，自動化的應用范圍很可能遠大于這些，包括取代雜物以及無償?shù)娜蝿铡?/p>

我們已經(jīng)可以在智能家居應用中看到這點，家用電器之間的相互通信、管理庫存等都已經(jīng)達到自動化水平，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用，其當前主要障礙就是立法這關。

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)實現(xiàn)自動化，而物聯(lián)網(wǎng)則是由數(shù)十億計的傳感器和設備通過 5G 技術進行通信。

這些自動化應用廣泛依賴于 5G 的全球性覆蓋，5G 能夠為這些應用在全球范圍內(nèi)提供所需的網(wǎng)絡容量、速度和延遲。但 5G 技術依然存在另外兩個潛在的障礙：

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

可擴展性——5G 的推出將會使這些設備之間的交易和支付呈爆炸式增長，到那時候，當前的中心化和去中心化的金融基礎設施就已經(jīng)變的相形見絀了。

區(qū)塊鏈技術為 5G 的第一大瓶頸掃除了技術上的障礙。

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體之間建立共識機制，這為物聯(lián)網(wǎng)提供了安全上的保障。

物聯(lián)網(wǎng)設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層。由于這些設備涉及到金錢交易，或者是涉及到交通工具的應用，因此，創(chuàng)建一個具有安全可靠的底層協(xié)議至關重要，而區(qū)塊鏈則是最佳選擇。

相較于當前物聯(lián)網(wǎng)的客戶端-服務器模型，去中心化的區(qū)塊鏈技術的好處要多的多。區(qū)塊鏈技術的去中心化特性能夠很好的保護用戶的身份及安全。目前，物聯(lián)網(wǎng)設備是通過云服務器來識別用戶，他們將識別數(shù)據(jù)保存在這些云服務器中。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這些用戶身份。設備可以根據(jù)對應的區(qū)塊鏈地址進行注冊，保證身份的唯一不可篡改性。因此，這是現(xiàn)有中心化基礎設施無法達到的安全和防篡改識別高度。

但是，區(qū)塊鏈并不能解決可擴展性這一障礙，物聯(lián)網(wǎng)大范圍內(nèi)的設備連接，也就意味著去中心化的區(qū)塊鏈架構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，還有一個可行的解決方案就是：通過支付渠道或側鏈，將大部分交易放到閃電網(wǎng)絡等 第二層解決方案。

由于每個設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每秒數(shù)萬個交易。簡而言之，這兩個層上的可擴展性必須加以改善。

區(qū)塊鏈也正在增加其可擴展性，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擴展鏈的容量。同時，隨著閃電網(wǎng)絡、以太坊 Palsma 和 Blockstream 的 Liquid 側鏈出現(xiàn)，可擴展性已經(jīng)得到了穩(wěn)定的發(fā)展。

5G 和第二層區(qū)塊鏈基礎設施為以物聯(lián)網(wǎng)為導向的經(jīng)濟提供了必要的可擴展性。

作為一名開發(fā)者，你可能會在基礎區(qū)塊鏈層和物聯(lián)網(wǎng)設備之間增加一個有向無環(huán)圖圖（DAG），以實現(xiàn)更高的網(wǎng)絡吞吐量，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，這三個方面產(chǎn)生的任何一個缺陷都是災難性的。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)塊鏈結構。

5G 技術支撐的物聯(lián)網(wǎng)設備將會推動數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇蠓仍鲩L，預計到2021年，Cisco 項目就會產(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，通過指向整個數(shù)據(jù)集的外部數(shù)據(jù)存儲站點來存儲數(shù)據(jù)的哈希值倒是完全有可能。實際上，這種外部存儲結構還可以在其他去中心化協(xié)議上運行，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，并通過時間戳記錄攻擊時間。

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

5G 技術還能改進區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的性能。增加網(wǎng)絡帶寬、邊緣計算的延遲降低，就可能會導致加入公共區(qū)塊鏈的額外節(jié)點激增。如果能將通過 5G 技術的覆蓋度擴大到邊遠地區(qū)，提供更多的移動設備，比如手機和平板電腦等，就可以大幅度提高網(wǎng)絡參與度，進而改善區(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間戳，從而提高鏈上的吞吐量。反過來說，使用區(qū)塊鏈進行結算，達成共識和安全性，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、物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈的巨大潛力和價值，我們必須考慮這三種技術的協(xié)同作用。

有了正確的基礎架構，才能將這三種技術進行有效整合，再利用第二層解決方案、邊緣計算、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和 IoS 等技術，這將會為我們創(chuàng)造前所未有的價值，同時從根本上改變我們的工作、就業(yè)和娛樂。