Интернет вещей и блокчейн: проблемы, преимущества и сферы применения

Комбинация блокчейна и Интернета вещей (IoT) часто рассматривается как один из наиболее перспективных сценариев применения технологии за пределами непосредственно криптовалют. В частности, применительно к IoT блокчейн называют тем самым недостающим звеном, которое может решить проблемы масштабирования, приватности и безопасности в этой экосистеме.

Еще в 2011 году компания Cisco предсказывала, что в 2020 году в глобальной сети интернета будет функционировать около 50 млрд различных связанных между собой устройств, однако ее другой прогноз, сделанный в 2016 году, говорит о том, что к 2030 году их число вырастет до 500 млрд. Если такое предсказание действительно сбудется, это будет означать беспрецедентные расходы на одну только передачу данных. И это не говоря о необходимости управления устройствами и обеспечении их безопасности, что ставит вопрос массового принятия IoT под большой вопрос.

Рост числа IoT-устройств. В 2008 году их количество уже превышало все население Земли, а к 2020 таких устройств, как ожидается, будет 50 млрд.
Источник: SAP ENTERPRISE MOBILE SOLUTIONS

В то же время необходимо помнить, что и сама технология блокчейн, как и IoT, – сравнительно новое изобретение, из-за чего созданные на ее основе приложения также имеют свои проблемные области. Тем не менее децентрализованная природа блокчейна имеет целый ряд преимуществ, которые разработчики устройств IoT уже успешно берут на вооружение. И оснований предполагать, что этот процесс будет каким-то образом замедлен, не так много.

Что такое Интернет вещей?

По общепринятой формулировке, под Интернетом вещей (Internet of Things, IoT) подразумевается концепция вычислительной сети физических предметов (вещей), оснащенных встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой. Организация таких сетей рассматривается как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы и исключить из них участие человека (посредника).

Устройства, транспортные средства, бытовая техника, портативная электроника, термостаты, мобильные телефон… Все эти элементы обозначаются словом «вещи» при обращении к Интернету вещей. По сути, «Интернет вещей» — это обобщающая фраза, используемая для обозначения растущего количества цифровых устройств, которые могут подключаться к более крупной сети связи.

В то же время необходимо понимать, что IoT – это не только холодильник, который сам заказывает вашу любимую пищу, или чайник, который кипятит воду по команде со смартфона. Это еще и умные датчики на полях и дроны с камерами, позволяющие отслеживать состояние почв, также это датчики в общественном транспорте и единые системы для мониторинга жизни города. Иными словами, уже через несколько лет сам мир вокруг нас станет Интернетом вещей.

Интернет вещей обсуждался как сеть умных устройств еще в 1980-х годах. Сегодня IoT включает в себя искусственный интеллект, аналитику в реальном времени, машинное обучение, системы слежения и облачные хранилища. Автоматизация открыла больше устройств для ежедневного личного и корпоративного использования, чем когда-либо прежде, а с ростом большего числа технологических новинок появляются новые способы взаимодействия между ними. Эти способы становятся все более сложными и все более взаимосвязанными, преследуя главную цель: улучшить существующую инфраструктуру и создать систему, способную хранить данные без участия человека.

Проблемы, с которыми сталкивается IoT

Большинство новых IoT-платформ основаны на облачных технологиях и имеют центральный хаб, который выступает в роли поставщика услуг для умных устройств. Эта архитектура позволяет устройствам получать данные, однако в процессе возникает ряд проблем, в первую очередь связанных с централизованной природой таких решений.

Безопасность

Эта проблема поднимается каждый раз, когда речь заходит об IoT. С таким количеством подключенных устройств пользователям бывает сложно защитить свои личные данные и схемы применения. И чем больше подключено устройств, тем больше уязвимостей и угроз безопасности.

Среди них можно отметить атаки на облачные сервисы, хранящие большие и часто конфиденциальные объемы данных. Это делает их привлекательной мишенью для хакеров, которые весьма изобретательны в своих поисках новых векторов атак на централизованные сервисы. Финансовые последствия таких атак также могут оказаться весьма болезненными — по оценке Всемирного экономического форума, помимо высоких расходов на развертывание и управление IoT-платформ, в случае взлома одного только облачного провайдера ущерб может составить от 50 до 120 миллиардов долларов.

Достоверность данных

Данным, хранимым на IoT-платформах, нельзя полностью доверять за пределами сферы ответственности одного владельца, поскольку проверить, что перед отправкой, продажей или использованием другими сторонами они не были изменены, возможности не представляется.

Например, такие крупные каршеринговые компании как Uber и Lyft, не имеют решения, которое бы позволяло им совместное использование надежных картографических данных или данных о поездках; вместо этого они собирают и хранят такие наборы данных независимо друг от друга.

Приватность

Еще одна актуальная проблема IoT – приватность пользователей. И речь не только о возможных кражах данных хакерами, но и о нарушении неприкосновенности частной жизни потребителя. Различные исследования показывают, что потребители в значительной степени недовольны недостаточной конфиденциальностью при взаимодействии с IoT. Это также связано с возросшей грамотностью и осведомленностью пользователей, которые все чаще требуют, чтобы конечный контроль над их данными оставался за ними. Повышенная корпоративная прозрачность необходима для обеспечения неуязвимости пользовательских данных.

Еще одной часто называемой проблемой, с которой сталкивается индустрия IoT, является ее недостаточное масштабирование – если прогнозы касательно числа подключенных устройств на ближайшее будущее действительно сбудутся, трудно представить функционирующую сеть, поддерживаемую существующими малоэффективными и небезопасными централизованными решениями.

Какие преимущества Интернету вещей дает децентрализация

Несмотря на то, что сегодня индустрия IoT преимущественно полагается на централизованные сервисы, их вряд ли можно назвать адекватным долгосрочным решением для поддержки массового проектирования устройств в будущем. Перенос данных и внутренних сервисов из централизованных серверов может стать тем самым ключом, который поможет IoT полностью раскрыть свой потенциал.

Более высокий уровень безопасности

Предполагается, что в сравнении с облачными решениями технология блокчейн даст существенно более высокий уровень безопасности всей инфраструктуры. Распределенные сети не имеют единой точки уязвимости или отказа, криптографические подписи на порядок затрудняют возможность взлома сети, а любые сообщения, исходящие из какого-либо другого места, кроме исходного, будут недействительными.

Защита от несанкционированного доступа

Благодаря использованию асимметричной криптографии (тип шифрования, в котором применяется ключ для шифрования информации, но он не является ключом, используемым для расшифровки информации) для создания временных меток и хранения данных о транзакции, децентрализованные приложения значительно снижают риск несанкционированного доступа к данным и их манипуляции.

Снижение расходов

В настоящее время поставщики услуг в сфере IoT обладают фактической монополией, которая распространяется в том числе и на стоимость вспомогательных устройств. Благодаря хранению данных в нодах без централизованного управления, распределенная модель не только снижает различные угрозы безопасности, но и делает IoT более эффективным и доступным. Кроме того, децентрализация поможет снизить или даже полностью избежать расходов на покрытие ущерба от действий злоумышленников, а также ликвидировать посредников и связанные с ними траты.

Отсутствие необходимости доверия

Распределенный реестр используется для верификации данных, в то время как смарт-контракты обеспечивают автоматизацию процесса. Таким образом нет необходимости доверять централизованному поставщику услуг или другим участникам для хранения данных или контроля за наличием подключения устройств.

Автоматизация

Блокчейн также позволяет умным устройствам действовать независимо и самостоятельно контролировать собственную работу. Такие «распределенные автономные корпорации» могут стать фундаментом будущей экосистемы IoT, способной функционировать в соответствии с заранее определенной логикой конкретного домохозяйства или отрасли. Это также может полностью автоматизировать самые различные процессы, например, финансовые услуги или распределение страховых выплат.

Сценарии применения блокчейна в IoT-приложениях

По мере развития индустрии Интернет вещей будет присутствовать везде, где есть данные, которые должны быть собраны с устройств. Созданные на базе блокчейна IoT-приложения в потенциале могут проникнуть практически в каждую часть повседневной жизни человечества, более того, пользователь даже не будет осознавать, что пользуется этой технологией. И ключевой частью сценариев использования блокчейна в IoT должно стать создание криптографически защищенных баз данных для хабов, отвечающих за подключение.

Ниже перечислены несколько инновационных вариантов использования блокчейна в IoT-приложениях:

Цепи поставок

Глобальная цепь поставок является многослойной и включает в себя сотни сторон в разных часовых поясах. В последние несколько лет перенос цепей поставок в блокчейн становится все более популярным – новые решения тестируют представители самых различных индустрий, от дистрибьюторов продуктов питания и фармацевтических предприятий до операторов морских портов и производителей электроники. К числу последних, например, принадлежит крупнейший мировой производитель смартфонов и полупроводников Samsung Electronics.

Умные приборы

Умные приборы часто называют неизбежной частью будущего. В новых домах и зданиях есть приборы, которые могут подключаться к другим приборам, мобильным приложениям и интернету. Отказ от хранения этих данных в центральном сервере или в облачном хранилище в пользу блокчейна поможет защитить личную информацию и обезопасить домашние IoT-сети.

Рынки электроэнергии

Данные умных приборов также могут использоваться для оптимизации затрат на электроэнергию для всей сети без привязки информации к конкретному человеку или дому.

Примечательно, что такие решения уже находят поддержку как на корпоративном, так и на государственных уровне. Так, еще несколько лет назад немецкий концерн Siemens объединил усилия со стартапом LO3 Energy, который работает над умными энергосетями на блокчейне для торговли электроэнергией. А в марте этого года правительство России определило шаги по внедрению «умной энергетики». Предполагается, что в числе прочего будет обеспечена работа систем хранения электроэнергии и возможность расчетов с помощью технологии блокчейн и смарт-контрактов.

Транспорт

Одна из популярных областей экспериментов с блокчейн-решениями для IoT – автомобильная и транспортная промышленности. Помимо уже упомянутых цепей поставок, которые помогают отслеживать происхождение транспортных средств и запчастей к ним, в качестве примера можно привести решения для сопутствующих услуг.

Так, в апреле этого года ведущий британский автопроизводитель Jaguar Land Rover приступил к тестированию смарт-контрактов на базе технологии IOTA. Новый сервис представляет собой встраиваемый в автомобили умный кошелек, позволяющий участникам получать токены IOTA за предоставление информации о загруженности дорог и состоянии дорожного покрытия, а также за участие в райдшеринговой программе. Водители же смогут потратить их на оплату парковки или зарядки электромобилей.

Патент на схожее решение еще прошлом году подал также Volkswagen. В планах немецкого автоконцерна создание устройства, обеспечивающего связь между транспортными средствами через сеть на основе блокчейна, предупреждая водителя о потенциальных столкновениях.

Умные замки

Это достаточно любопытный кейс, еще в 2015 году предложенный немецким стартапом Slock.it. Предложенная им система работает на смарт-контрактах Ethereum и представляет собой автономные ключи, которые наделяют пользователей возможностью продажи, аренды или совместного пользования различными предметами — это могут быть дома или квартиры, автомобили, велосипеды и многое другое.

На примере аренды схема выглядит следующим образом: от потенциального клиента требуется оплатить депозит, взять в аренду предмет, использовать его, а затем вернуть владельцу и получить обратно свой депозит за вычетом стоимости аренды. Весь процесс автоматизирован и следует инструкциям, прописанным в умном контракте. Транзакция выполняется в блокчейне Ethereum без вмешательства третьих лиц и совершается в тот момент, когда клиент при помощи смартфона арендует предмет.

Реализация этого проекта в какой-то момент, впрочем, столкнулась с определенными сложностями, обстоятельства которых еще долгое время были предметом острых дискуссий в сообществе Ethereum. Причиной стали планы компании провести краудфандинг, с целью которого и был запущен печально известный проект The DAO.

Впоследствии Slock.it объявил о получении $2 млн инвестиций на создание проекта Universal Sharing Network (USN), целью которого было заявлено стремление революционизировать экономику совместного потребления (sharing economy). Сделать это предполагается посредством предоставления компаниям и частным лицам возможности легко и безопасно сдавать в аренду, продавать или брать в совместное пользование любые объекты, соединенные с Интернетом вещей.

Децентрализованные машинные сети

Как уже говорилось, в сегодняшней экосистеме IoT данные преимущественно собираются и хранятся в централизованных и небезопасном местах. Децентрализованные машинные сети могут стать весомым ответом на проблемы централизованного хранения данных IoT и подключения устройств. Такая машинная сеть сможет передавать и хранить данные и использовать децентрализованные беспроводные сети для обеспечения открытого канала связи между устройствами.

Будущее блокчейн-приложений в IoT

Более сложная проблема, с которой сталкивается IoT за пределами областей применения, — это отсутствие единого стандарта в секторе глобальных сетей передачи данных. Одно только это может замедлить формирование функциональной совместимости и широкого распространения IoT. И вполне вероятно, что именно технология блокчейн и сопряженная с ней децентрализация процесса могут стать ответом на этот вопрос.

Более того, если учесть другие проблемы, которые решает блокчейн, и в первую очередь это масштабирование, то в потенциале комбинация этой технологии с IoT может означать более быстрый приход эры по-настоящему эффективного взаимодействия устройств.

Все это, впрочем, зависит и от развития самой технологии блокчейн, которая, несмотря на всю свою революционность, также сталкивается с проблемами масштабирования, управления и массового принятия.

Юрий Иванчук

Подписывайтесь на новости Forklog в Facebook!