基于区块链的物联网云平台演进

基于区块链的物联网云平台演进

1. 物联网云平台水平可扩展能力非常重要。

5G网络将带来海量设备和传感器接入云端平台，云端平台是否准备好迎接这样的数据涌入？在传统物联网云平台上， 如下图所示：规则引擎正尝试实时处理设备和传感器上报的数据，监控指标是否超过阀值，比如PM2.5, 温度，角度，震动频率，振幅，冲击力加速度等指标，假如超过阀值则触发报警和应急预案的联动等。在目前集中化的云平台模型中，我们发现很难做到海量数据的实时处理，规则引擎的弹性也很难自动地扩展，去应对飞快的设备和传感器数量上的增长，实时处理很难达到。

物联网业界也开始在探讨边缘化计算（edge computing），以获得对海量数据的实时处理。目前由Linux基金会牵头的https://www.edgexfoundry.org/这个领域引领着创新和制定一些列标准。比如他们尝试把计算逻辑分布到具有计算能力的边缘节点上，比如传感器和设备的网关节点，把规则引擎部署到网关节点，这样能获得更好的实时处理效果。但由于各种原因，目前来看，他们很难推动各家设备厂商统一标准、达成共识。

2. 区块链--可能的选项。

经过1年多对区块链1.0、2.0以及3.0的发展趋势的研究，我们认为区块链网络可能成为物联网云平台的基础设施，提供一个去中心化的物联网云平台解决方案。

在区块链2.0时代，以以太坊为代表，在区块链p2p网络上面，人们引入了智能合约（smart contract）和去中心化应用（de-centralized application），构建了一个去中心化的计算模型。智能合约通过solidity语言编写，运行在p2p网络节点中沙盒中（又称以太坊虚拟机），具备数据持久化和处理外部请求的能力，而且他还能通过标准的web3.eth.Contract API接口与外界的去中心化应用（DApp）交互。

任何人或者设备，只要拥有合法的椭圆曲线密钥对都可以接入区块链网络，通过Application Binary Interface接口和智能合约交互。比如调用智能合约接口存放数据。一旦数据变化满足智能合约中定义的条件，即可激发事件来通知事件订阅者（DApp）来执行相应的联动。

让我们大胆想象一下，假如让设备网关节点接入规模庞大的区块链p2p网络，就不再需要传统的物联网云平台负载均衡集群，适配器集群，分布式消息队列等组件。

在区块链基础上，我们尝试用智能合约和Dapp来实现规则引擎：物联网云平台管理智能合约、DApp的发布和生命周期管理。合约管理器和DApp管理器可以远程部署合约、Dapp到区块链网络和DApp容器集群。 设备网关通过ABI (Application Binary Interface)接口调用合约功能来向合约上报状态数据，在区块链p2p网络中的合约接受数据并做规则引擎计算，一旦发现满足条件的状态，则通过web3.eth.Contract

API 事件接口向事件订阅者（容器集群中的DApp）发送事件，由DApp完成后续的报警和联动操作。

具体如下图所示：

3. 担忧

目前区块链网络的TPS （每秒的事务量）还是一个挑战，其核心的瓶颈在于分布式共识算法。区块链网路的性能能否满足IoT的需求？

其实最为分布式系统，不仅仅有CAP模型。在区块链网络中，我们也看到了分布式共识算法在3个要素之间相互权衡：安全性，可扩展性和性能。关键在于使用者自己怎么权衡，去挑选一个适合自己业务场景的区块链平台，目前也有很高TPS的平台。

 

4. 价值

这套方案还是有他的价值。我们可以看到从比特币网络，到以太坊，到EOS, 再到bitshares 2.0区块链网络，分布式共识一直是创新的集中点，它快速地提高了区块链网络的TPS，当然每次的改进都伴随着可接受的安全上面的牺牲。我们也看到博弈论在这方面的应用，带有惩罚性的机制，使得安全的牺牲控制在可接受的范围之内。另外一些新型的分布式共识算法正在实现当中，比如闪电网络和network sharding等。

相信在不久的将来，区块链网络可以成为万物互联的基础设施，在物联网网络中提供去中心化的计算模型。而且可以推广到不同的云平台，提供去中心化的计算模型。

原文出自我的LinkedIn：https://www.linkedin.com/pulse/blockchain-de-centrailized-computing-option-iot-cloud-chen/