1. 什么是物鏈網(wǎng)?
“物鏈網(wǎng)”是一個新名詞，代表“物聯(lián)網(wǎng)”與“區(qū)塊鏈”之間的結(jié)合部。
物鏈網(wǎng)通過提升分布式數(shù)據(jù)的安全性、可信性、追溯性和流通性，讓價值安心有序地在人與人、人與物、物與物之間自如流動。
物聯(lián)網(wǎng)解決新型生產(chǎn)力的問題，區(qū)塊鏈解決新型生產(chǎn)關(guān)系的問題，它通過經(jīng)濟的正向和反向激勵，實現(xiàn)了人與人之間前所未有的強協(xié)作，從而推動生產(chǎn)關(guān)系的革新。
這種觸動生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系的變革，并非數(shù)年之功。
與思考如何“顛覆”傳統(tǒng)行業(yè)相比，了解物鏈網(wǎng)是什么，以及它的能力之所及和邊界性，更為重要。
2. 物聯(lián)網(wǎng)的痛點
以下這幾項痛點想必物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)者早已深切體會。
設(shè)備安全：我們都對10大物聯(lián)網(wǎng)惡意軟件(Mirai、BrickerBot、Persirai、Hajime、http81、Stantinko、WireX、Rowdy、Linux.ProxyM、IOTroop)的攻擊事件記憶猶新。隨著物聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)、交通、能源、電力、家居、醫(yī)療等領(lǐng)域的普及，不同類型的設(shè)備和數(shù)據(jù)數(shù)量都在快速增長，因此物聯(lián)網(wǎng)面臨的安全挑戰(zhàn)日趨嚴(yán)峻。
個人隱私：2017年底的“水滴直播”事件，讓物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)者重新思考數(shù)據(jù)的歸屬問題、數(shù)據(jù)變現(xiàn)的邊界以及智能安防產(chǎn)品的良性生長模式問題。在B2C應(yīng)用中，從數(shù)據(jù)變現(xiàn)角度來看，數(shù)據(jù)由消費者產(chǎn)生，價值分流向物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)各層，數(shù)據(jù)歸屬權(quán)的斗爭將越來越激烈。近期，號稱史上最嚴(yán)的數(shù)據(jù)監(jiān)管條例GDPR(通用數(shù)據(jù)保護條例)正式生效，意味著隱私權(quán)作為基本人權(quán)愈發(fā)受到關(guān)注和保護。
架構(gòu)僵化：部分物聯(lián)網(wǎng)方案的架構(gòu)采用中心化的服務(wù)器模式，隨著設(shè)備量的幾何級數(shù)增長，達(dá)到了前所未有的水平，成本與規(guī)模的矛盾逐漸凸顯，中心化的服務(wù)成本難以負(fù)擔(dān)。同時，對于采集到的數(shù)據(jù)，往往缺乏深入分析與決策提煉的步驟，很難與實際價值掛鉤。
多主體協(xié)同：越來越多的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，需要跳出單一公司或組織內(nèi)部，涉及到跨主體、多個對等實體之間的協(xié)作，有可能包含供應(yīng)商、制造商、經(jīng)銷商、平臺方、服務(wù)商、最終用戶、金融保險機構(gòu)等眾多角色，這時建立信任的時間成本與溝通成本高昂。
通信兼容：物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備往往兼容多種通信協(xié)議，即要涵蓋Zigbee、Wi-Fi、藍(lán)牙等近距離通信，又要兼顧NB-IoT、LoRa等遠(yuǎn)距離傳輸，針對不同的應(yīng)用場景，數(shù)據(jù)模型、接口規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等各類標(biāo)準(zhǔn)眾多，造成互聯(lián)互通較為困難，難免形成信息孤島，降低了通信效率。
3. 物鏈網(wǎng)帶來的改進
物聯(lián)網(wǎng)面臨的種種痛點往往屬于系統(tǒng)性問題，只能循序漸進的逐步改善。因此，物鏈網(wǎng)帶來的改進并不會橫空出世就心懷顛覆的野心，而是會先通過小范圍試點，再步步為營尋求擴展。
降低成本：區(qū)塊鏈無需中心化的服務(wù)器，規(guī)避昂貴的運維費用。
隱私保護：區(qū)塊鏈中所有的傳輸數(shù)據(jù)都經(jīng)過嚴(yán)格的加密處理，用戶的數(shù)據(jù)和隱私將更加安全。
跨主體協(xié)作：區(qū)塊鏈的分布式對等機構(gòu)和公開透明的算法，能夠以更低成本建立互信，打破信息孤島的桎梏，促進信息橫向流動和多方協(xié)作。
可證可溯：數(shù)據(jù)經(jīng)過共識算法寫入?yún)^(qū)塊鏈，就難以篡改，還能依托鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)尋本溯源。
身份鑒權(quán)：區(qū)塊鏈的驗證和共識機制有助于避免非法或者惡意的節(jié)點接入物聯(lián)網(wǎng)。
4. 物鏈網(wǎng)的應(yīng)用場景
擁抱物鏈網(wǎng)，首先要想清楚你希望達(dá)到什么目的、解決哪個痛點。區(qū)塊鏈的確為物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了一種自由，讓我們可以創(chuàng)建新的機制、定義新的規(guī)則、并且快速的推出實現(xiàn)。
應(yīng)用場景1：基于實時數(shù)據(jù)的供應(yīng)鏈管理
在這一場景中，從原材料到最終產(chǎn)品，再到客戶使用的全過程數(shù)據(jù)由區(qū)塊鏈進行記錄，無需中心數(shù)據(jù)庫、無需第三方信任機構(gòu)。物鏈網(wǎng)保證所有信息【在一個相當(dāng)高閾值范圍內(nèi)】可信、不可篡改、不可抵賴，全程可監(jiān)控、可溯源;有利于建立互信、明晰責(zé)任、提升效率。
應(yīng)用場景2：物聯(lián)網(wǎng)與金融的深度融合
數(shù)字化的金融與物聯(lián)網(wǎng)有機集成與整合，可以使物聯(lián)網(wǎng)中物品的物理屬性與價值屬性有機融合，完善物聯(lián)網(wǎng)金融服務(wù)。比如，貨運物聯(lián)網(wǎng)金融是在貨運車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新的金融服務(wù)，它借助于一個雙向管理(金融管理與物聯(lián)網(wǎng)管理)手段和復(fù)合金融卡技術(shù)(RFID與銀行卡合一)，面向貨運車輛，實現(xiàn)一車一卡，集成卡車運營中的商務(wù)活動，進行智慧貨運的金融創(chuàng)新。
應(yīng)用場景3：自治的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備集群
隨著邊緣智能的逐步完善，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的集群式協(xié)同是未來的發(fā)展方向。以“殺人蜂”無人機為例，體積比手掌略小，通過人臉識別目標(biāo)人物，定位目標(biāo)后，定向引爆把人殺掉。除了單飛，這種無人機還可以成群放飛，如無有效監(jiān)管和合理追溯就極易成為大規(guī)模殺傷性武器。
隨著邊緣智能的逐步完善，智能體的自治化趨勢將持續(xù)演進。整個集群系統(tǒng)中將不存在中心控制器，各個智能體均具有一定的自治能力。具體表現(xiàn)為蜂群中的無人機可以根據(jù)一定的規(guī)則自主飛行，將指揮員從繁重的作戰(zhàn)任務(wù)中解脫出來，必要時又可以進行人工干預(yù)。在由多個智能體構(gòu)成的自治系統(tǒng)中，區(qū)塊鏈的Token通證有可能成為機器之間完成協(xié)作的通用語言。
應(yīng)用場景4：基于物鏈網(wǎng)的新型商業(yè)模式
目前的物聯(lián)網(wǎng)方案中協(xié)作和交易只能在同一信任域下進行，既需要同一物聯(lián)網(wǎng)運營商或者服務(wù)商授權(quán)和認(rèn)證，而這個場景將使互不信任的供需雙方實現(xiàn)個性化需求與資源對接。它將供需各方映射為區(qū)塊鏈系統(tǒng)上的參與節(jié)點，在一個安全可信平臺實現(xiàn)需求和能力的匹配。通過智能合約的方式制定執(zhí)行條款，當(dāng)條件達(dá)到時，自動交易并執(zhí)行。
5. 物鏈網(wǎng)的實際應(yīng)用者
巨頭們已經(jīng)在積極布局物鏈網(wǎng)，IBM、微軟、華為、亞馬遜和SAP都在各自的物聯(lián)網(wǎng)云平臺上提供區(qū)塊鏈技術(shù)的相關(guān)服務(wù)，做了超前布局。比如，IBM正在推進近500個區(qū)塊鏈商業(yè)化項目，其中30多個商用區(qū)塊鏈已經(jīng)運行。
馬士基：利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立了一個具有開放性和易擴展的國際貿(mào)易平臺，在所有的參與方系統(tǒng)之間分享運輸事件、消息和文檔，形成一個有機的供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)。
ABB：采用區(qū)塊鏈為工業(yè)系統(tǒng)提供分布式安全服務(wù)，ABB的區(qū)塊鏈方案設(shè)備運行在變電站的邊緣網(wǎng)關(guān)上，實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安全遠(yuǎn)程訪問。
臺北市政府：與IOTA基金會開展合作，將IOTA用于智慧城市的場景之中。臺北市政府與多家企業(yè)聯(lián)合開發(fā)了一款可監(jiān)測溫度、濕度、光線和污染物的空氣傳感器，安裝于臺北市150所小學(xué)和市民家中，共享空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)并將其儲存于Tangle。
菜鳥：啟用區(qū)塊鏈技術(shù)跟蹤、上傳、查證跨境進口商品的物流全鏈路信息，包括生產(chǎn)、運輸、通關(guān)、報檢、第三方檢驗等商品進口的全流程。
萬向集團：通過與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟AII開展測試床項目，希望實現(xiàn)邊緣設(shè)備與區(qū)塊鏈節(jié)點的數(shù)據(jù)互通，所采集數(shù)據(jù)的分布式存儲，以及產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)和質(zhì)量歷史數(shù)據(jù)的可信追溯。
沃爾瑪：與IBM合作使用區(qū)塊鏈跟蹤國內(nèi)的豬肉食品，試點應(yīng)用顯示從產(chǎn)品農(nóng)場到零售商貨架的產(chǎn)品追蹤能夠在數(shù)秒內(nèi)實現(xiàn)，以便及時發(fā)現(xiàn)被污染產(chǎn)品的來源，召回食品并制止疾病蔓延。
嶺南生活：通過NB-IoT等技術(shù)對養(yǎng)殖過程進行精準(zhǔn)監(jiān)控和可視化管理，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品信息的自動可取。通過嶺南生活電商平臺迅速直達(dá)消費者，建立覆蓋養(yǎng)殖、加工、運輸、監(jiān)管、銷售全流程的食品安全信任鏈。
三星：WW9000智能洗衣機，當(dāng)它檢測到洗衣液快用完了，就會按照之前與供應(yīng)商談好的合同，自動下單采購。它不僅預(yù)先知道你需要買什么，還能預(yù)測購買的時間、你的洗衣習(xí)慣、你的各種家庭成員的喜好。
必和必拓：將區(qū)塊鏈應(yīng)用于采礦業(yè)的供應(yīng)鏈管理，提高實時采礦數(shù)據(jù)的安全性。必和必拓系統(tǒng)能夠在區(qū)塊鏈系統(tǒng)上建立承包商之間的協(xié)同機制，但隨著必和必拓公司的區(qū)塊鏈負(fù)責(zé)人離職，該項目目前處于停滯狀態(tài)。
6. 物鏈網(wǎng)的代表性技術(shù)
目前建立物鏈網(wǎng)應(yīng)用的方式，大致有兩條路。一是直接基于現(xiàn)成的區(qū)塊鏈開發(fā)平臺進行開發(fā)，二是自己從基礎(chǔ)開始打造區(qū)塊鏈。對于區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用來說，由于解決物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的實際痛點是初衷，第一種方式比較切實可行。
Hyperledger：由Linux基金會于2015年發(fā)起的推進區(qū)塊鏈數(shù)字技術(shù)和交易驗證的開源項目，目標(biāo)是讓成員共同合作，共建開放平臺，滿足來自多個不同行業(yè)各種用戶案例，并簡化業(yè)務(wù)流程。
亦來云：通過區(qū)塊鏈讓數(shù)字確權(quán),轉(zhuǎn)移合約,把數(shù)字變成財富。亦來云主鏈通過與比特幣聯(lián)合挖礦共享算力，依托比特幣的POW機制保證可信度。未來將從區(qū)塊鏈與智能合約、Elastos Carrier、Elastos Runtime、Elastos SDK等四層面方面助力物聯(lián)網(wǎng)安全。
IOTA：第一個跳脫傳統(tǒng)區(qū)塊鏈架構(gòu)的分散式帳本技術(shù)(DLT)，它使用稱為Tangle的無塊協(xié)議，使機器能夠安全地交換數(shù)據(jù)和通證。這也是推進物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)經(jīng)濟的第一步，為移動、能源、工業(yè)4.0等新應(yīng)用和商業(yè)模式開創(chuàng)了新的道路。
以上技術(shù)由于相對較新，暫時還存在一些尚未突破的局限性。
7. 物鏈網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)
資源消耗：區(qū)塊鏈模型中數(shù)據(jù)全網(wǎng)廣播、全網(wǎng)存儲、全網(wǎng)校驗的特性需要消耗極大的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，節(jié)點存儲資源及節(jié)點算力資源。
查詢性能：由于各種物鏈網(wǎng)設(shè)備本身具有的多樣性，相對于中心化的存儲及處理，區(qū)塊鏈的分布式結(jié)構(gòu)所帶來的復(fù)雜度、不穩(wěn)定性和兼容性等問題，會大大增加。區(qū)塊鏈底層數(shù)據(jù)絕大部分采用遍歷形式存儲，數(shù)據(jù)存儲及查詢的效率較低，吞吐量有限，仍無法應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境。
性能瓶頸：很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用屬于對時間敏感的領(lǐng)域。區(qū)塊鏈普遍性能低，延遲高，由此引起的反饋時延、報警時延，在實時性要求較高的場景中缺乏可行性。
分區(qū)容忍：雖然物聯(lián)網(wǎng)強調(diào)節(jié)點一直在線，但普通的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點失效、退網(wǎng)是常見情況，有可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)割裂的現(xiàn)象。
安全和標(biāo)準(zhǔn)缺失：區(qū)塊鏈實現(xiàn)方式不一致，編程接口和跨鏈協(xié)議需要統(tǒng)一。如果出現(xiàn)安全問題，有些情況下運用區(qū)塊鏈技術(shù)也無法解決。區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)防篡改性，需要在數(shù)據(jù)本身安全有效的情況下實現(xiàn)，但當(dāng)數(shù)據(jù)本身有誤時，將其記錄在區(qū)塊鏈上仍無法解決數(shù)據(jù)安全問題。此外代碼漏洞、智能合約安全、量子計算的潛在危險都不容小覷。
8. 物鏈網(wǎng)的演進方向
(1) 資源消耗
區(qū)塊鏈：可以不使用基于挖礦的、對資源消耗大的共識機制，使用投票的共識機制(例如PBFT等)，減少資源消耗的制約，還能有效提升交易速度，降低交易時延。當(dāng)然，在節(jié)點的擴展性方面，會有一定損耗，這個需要一個面向業(yè)務(wù)應(yīng)用的權(quán)衡。
物聯(lián)網(wǎng)：隨著eMTC、NB-IoT、LoRA等低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)技術(shù)的發(fā)展，傳輸質(zhì)量、傳輸距離、功耗、蓄電量的問題有望逐步得以解決。
(2) 數(shù)據(jù)膨脹
區(qū)塊鏈：可以使用簡單支付交易方式SPV，通過默克爾樹對交易記錄進行壓縮。在系統(tǒng)架構(gòu)上，支持重型節(jié)點和輕型節(jié)點。重型節(jié)點存儲區(qū)塊鏈的全量數(shù)據(jù)，輕型節(jié)點只存儲默克爾樹根節(jié)點的哈希值，只做校驗工作。
物聯(lián)網(wǎng)：根據(jù)摩爾定律和超摩爾定律，存儲成本下降，物聯(lián)網(wǎng)存儲能力持續(xù)上升。
(3) 性能瓶頸
區(qū)塊鏈：已經(jīng)有很多面向物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈軟件平臺做了改進。例如，IOTA就提出不使用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，采用有向非循環(huán)圖(DAG)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一方面提升了交易性能，另一方面，也具有抗量子攻擊的特性。
物聯(lián)網(wǎng)：隨著MEMS傳感器、SiP封裝工藝等新技術(shù)、新工藝、新架構(gòu)的不斷成熟、成本降低，小體積、低功率的傳感節(jié)點有望廣泛應(yīng)用。
(4) 分區(qū)容忍
區(qū)塊鏈：對于分區(qū)容忍，針對可能存在的網(wǎng)絡(luò)割裂，可以選擇支持鏈上鏈下交易，尤其是離線的交易，并在系統(tǒng)設(shè)計時支持多個CPS集群。
9. 正本清源物鏈網(wǎng)
Gartner在2018年針對全球首席信息官的調(diào)查顯示，CIO對區(qū)塊鏈應(yīng)用具有謹(jǐn)慎態(tài)度。只有1%的CIO回應(yīng)已經(jīng)投資和部署了區(qū)塊鏈應(yīng)用，只有8%的CIO表示區(qū)塊鏈應(yīng)用被納入近期規(guī)劃，或者進行了試點執(zhí)行。
23%的CIO認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)可以被應(yīng)用于其所在行業(yè)，而18%的CIO表示具備區(qū)塊鏈技能的人才極難尋找，另有14%的受訪者表示區(qū)塊鏈將為IT部門帶來巨大變化，13%的受訪者認(rèn)為IT部門必須進行機構(gòu)改革才能實施區(qū)塊鏈應(yīng)用。
IBM對全球3000家企業(yè)的高管進行了調(diào)研，63%的受訪者系統(tǒng)通過區(qū)塊鏈提升交易的透明度，61%的受訪者希望確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和準(zhǔn)確性，增強交易的可靠性、安全性和交易速度也在高管們優(yōu)先考慮的事項之列。
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)智庫的研究，截止2018年6月10日，國內(nèi)共有2,221家企業(yè)同時將“區(qū)塊鏈”和“物聯(lián)網(wǎng)”納入工商登記的經(jīng)營內(nèi)容里，但其中90%的企業(yè)并沒有推進實質(zhì)性業(yè)務(wù)。
另外，目前市場上存在的物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈相結(jié)合的項目中，普遍存在夸大能力、故弄玄虛、流于口號等問題。
技術(shù)的早期，不要輕易提顛覆。物鏈網(wǎng)不會是曇花一現(xiàn)，但如果以顛覆物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)為目的，那這種“區(qū)塊鏈技術(shù)”必定曇花一現(xiàn)。在當(dāng)下這個時點，恐怕正本清源，樹立對物鏈網(wǎng)的正確認(rèn)知尤為重要。不妨來細(xì)數(shù)下，目前對區(qū)塊鏈的“過度解讀”和“盲目吹捧”有哪些：
能力夸大：區(qū)塊鏈與IoT數(shù)據(jù)的一個共同點是時序，結(jié)構(gòu)固定，不用刪除，但兩者分布式的方法和一致性的協(xié)議完全不同。區(qū)塊鏈的分布式無中心化，而物聯(lián)網(wǎng)一般擁有中心節(jié)點，導(dǎo)致物鏈網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域受限。同時，很多應(yīng)用場景中，區(qū)塊鏈技術(shù)并非一勞永逸，比如常見的防偽溯源項目，區(qū)塊鏈僅能解決“溯源”，卻解決不了“防偽”。
概念炒作：物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)具備準(zhǔn)入門檻，需要深耕多年才可能有所建樹。大量的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)擁有超過10年的研發(fā)經(jīng)驗，數(shù)千萬乃至數(shù)十億的前期資金投入，而物鏈網(wǎng)概念類項目，僅憑有限的人力財力，很難參與行業(yè)競爭。大多數(shù)白皮書中的愿景也僅僅是口號和設(shè)想，幾乎屬于癡人說夢，不具備實現(xiàn)的可能。
急于發(fā)幣：區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的結(jié)合，主要在平臺層和應(yīng)用層。新型物鏈網(wǎng)企業(yè)只有建立創(chuàng)新的理念或產(chǎn)品，突破物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的桎梏，才能真正創(chuàng)造價值。“傳統(tǒng)”物聯(lián)網(wǎng)公司也可以在具體實施過程中，結(jié)合自身優(yōu)勢引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)。但在這些情況下，發(fā)幣都非必選項，運營區(qū)塊鏈生態(tài)勢必牽扯大量精力，很難兼顧物鏈網(wǎng)應(yīng)用的實現(xiàn)與落地。
總結(jié)
站在未來的某個時點回望，今天物鏈網(wǎng)邁出的任何一步都可能是具有歷史意義或揭示未知寶藏的重要嘗試。
對于物鏈網(wǎng)這個全新趨勢，無論你最終選擇跟進還是旁觀，希望我們一起“看過”、“學(xué)過”、“想過”，寧可“錯”過，絕不錯過。
第三十四屆CIO班招生
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責(zé)編：zhangxuefeng
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