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区块链可望成为 IoT 落地的突破口

本文作者:任苙萍       点击: 2019-07-15 13:13
前言:
2017 年成立的 BiiLabs,主攻智能合约引擎的"分布式账本技术"(Distributed Ledger Technology, DLT) 开发——它们只是简单的常规法律合约,条款会被存储在分布式账本、且可被机器读取及自动验证。共同创办人暨技术长黄敬群表示,他们成员从事物联网 (IoT) 嵌入式系统的软、硬件开发多年,发现缺乏新技术很难催生新的经济活动,而区块链 (Blockchain) 将是一个新的切入点。例如,将家户用电数据卖给物流公司,以便依据用电状况判断收货人是否在家。

 
照片人物:BiiLabs 共同创办人暨技术长黄敬群
 
为何以往做不到?黄敬群认为主要受限于取得成本太高所致,而数据也不能保证不会被窜改。因此,BiiLabs 多方参与开放原始码等国际组织,基于 DLT 区块链架构、以人为本投入去中心化识别工作,之后再逐步扩展至人与机器、机器与机器应用;追随领导厂商脚步、从团队多年累积人脉着手,以保险、能源、电子凭证为敲门砖,提供包括数字身份证、分类账和结算、小额支付、数字取证等在内的沙盒测试服务,亦有能力包装成客制化的应用程序编程接口 (API) 和网关 (Gateway) 装置,并将实作成果开放出来。
 
"币圈"投机气氛盛,"链圈"应用才是长久之道
借助 DLT 记录微交易/纳米交易,并为开发者提供创新的物联网应用工具,为市场提供各式电动产品或计算资源的租赁服务,亦协助企业和政府通过 DLT 监控水质数据。本身也是知名 Linux 核心开发高手的黄敬群指出,区块链已存在超过十年,是承袭密码学、网络、数据库等脉络而来,当中许多专利已过期,也意味着足够成熟,设法将其整合、开创新的经济活动是今后必须思考的方向。当这些元素全数到位,现在就是发展区块链最好的时机。他坦言,当下区块链应用以交易所和币圈投机为大宗,但其余看似小众的利基市场才是更长远的议题。
 
黄敬群提到,尤其欧盟《通用数据保护法规》(GDPR) 的实施极具正面帮助,促使 IP 和看待信息结构的方式发生改变,对于数据交付流向、副本存续时限及被遗忘权的关注正式浮上枱面。"数据的建立与转移皆有货币价值,一旦去识别化,存在区块链上的数据就只是凭证,且可供追溯",他举例,依使用量调整费用的 UBI 保险 (驾驶行为计费) 虽立意良善,但却有数据难以使用且不被信任的疑虑。如何将车载诊断系统 (OBD) 数据交付保险公司或数据分析机构?是否经过变造?其间数据流并非单向,怎么进行第三方监管或解析、又不会"侵犯"到原始资源?
 

图1:BiiLabs 正在将区块链技术推向 UBI 保险,具备存在证明和数据真实性,避免保险欺诈并减少人为干预
资料来源:
https://biilabs.io/
 
每一层,都是设计思维上的关卡。导入区块链技术或是解方,因为每笔数据都能被追踪,借助网络通信还能实施"零知识证明"(zero-knowledge proofs)——不用看到本人就能清楚他的某些特质或属性。如此可自源头建立信任,确保从电子、电机底层通信开始的一连串原始数据格式,以及信息载具的身份识别皆是可信,以建立"信任根"(Root of Trust, RoT) 经济模型。一个设想的应用情境是:烟酒销售商判断消费者是否成年?黄敬群主张,领域知识是如何建立商模逻辑的关键,而当中传递的数据即是数字资产,须秉持"最小信息揭露权"原则。
 
P2P 网络可有效降低成本和数据传输延迟
它们要能被交换、识别,但不应揭露过多个人信息,据悉 W3C CCG (Credentials Community Group,认证社群团体) 已拟于明年针对"去中心化身份识别"推出相关规范。借着 BiiLabs 今年出席《AWS Summit Taipei 年度高峰会》的场合,黄敬群也谈到区块链与云端服务的连结。由于各种凭证的读写频繁度不同,例如:保单属于写多读少、但毕业证书等资格文件却是读多写少,若以传统计价方式会失去弹性,点对点 (P2P) 网络可有效降低成本和数据传输延迟。目前已有很多节点 (Node) 是建构在云端主机上,长期而言也是必然走向。
 
"差别在于:不同规模需要不同的云端基础建设支持以建立最适逻辑",黄敬群说。云端服务业者亚马逊 AWS 观察,区块链技术通常用于解决两种类型的客户需求,并推出用于建立可扩展区块链网络和总账应用程序,进而缔结智能合约和交易,且 AWS 对于数据落地与区域性法规已有妥善处理。第一种是"集中式",通过受信任的授权单位完整维护可验证的事务历史记录,例如,某位零售商客户可经由集中式总账与供货商建立联系,维护产品动态及历史信息。一般而言,实作总账应用程序通常是利用关系数据库中建立的自定义稽核表或稽核追踪。


图2:集中式 vs. 分布式区块链连结形态
资料来源:
https://aws.amazon.com/tw/blockchain/
 
这种旧式实作需自定义开发,非常耗时、容易出现人为错误,且关系数据库本身并非固定不变,难以追踪、验证数据的意外变更AWS 名为 QLDB (Quantum Ledger Database) 的"总账数据库"全托管服务可为授权单位记录经济和财务活动历史,提供透明、不可变、以密码编译验证的交易日志,追踪单一及所有应用程序的数据变更,并于一段时间内维护完整且可验证的变更记录,无须实作建立复杂的稽核表或设定区块链网络;另无服务器 (Serverless) 的强项是可自动扩展支持程序需求,无须管理或设定读写限制,仅需按实际用量付费。
 
AWS 全托管区块链服务上架,公有链、私有链须视情况而定
虽然坊间 Hyperledger Fabric (超级账本) 和 Ethereum (以太坊) 等区块链架构也可当作总账使用,但需设定包括多个节点的整个区块链网络、管理相关基础设施,且节点须事先对每笔交易进行验证才能归户至总账,复杂度较高。Amazon QLDB 的好处是:为开发者提供熟悉且与 SQL 类似的 API、灵活的文件数据模型及完整的交易支持。第二种是"分布式",例如,银行财团和出口公司希望相互之间执行信用状等跨境资产转移,无须作为联络人的中央授权单位,AWS 亦有"Amazon Managed Blockchain"可扩展的全托管区块链服务备选。
 
开发者可使用常见的开放原始码架构 Hyperledger Fabric 和 Ethereum (即将推出) 轻松建立、管理可扩展的区块链网络,省去建立网络的开销并自动扩展,以因应执行百万笔交易之数千个应用程序所需。待网络建立妥当并执行后,也易于管理和维护。藉由凭证管理,使用者可轻松邀请新成员加入区块链网络并追踪操作指针,如:计算使用量、内存和存储资源。当问到私有链 (Private Blockchain) 是否会因节点太少而不实用?黄敬群的看法是:不能单一论之,要视应用定位、功能属性和营运成本而定,例如,单向读取的数字证书只需两个节点就够。
 
表:集中式所有权总账 vs. 分布式所有权区块链网络

资料来源:https://aws.amazon.com/tw/blockchain/
 
另一个质疑是:标榜"去中心化"的区块链要大力拓展,恐免不了大卡司领头、无形中又趋于集中的自相矛盾 (参阅:《从币圈入Dao,区块链格局大不同!》一文 http://www.compotech.com.cn/a/zhuanti_xinban_/zhuantibaodao/2018/0720/58227.html ),导致企业倾向观望;黄敬群的解决之道是:为企业创造动机和诱因。BiiLabs 共同创办人与执行长朱宜振补充,早期投入者或许无法守得云开见月明,所以,不少台湾企业素来习惯做"快老二"——待风向已定再全速急起直追;然而,趋势一旦形成就不易改变,新创的价值就是勇于尝试,不是吗?
 
"六域链联盟"制订全球首个 IoT+Blockchain 国际标准
同样押宝物联网+区块链双效合一,加拿大非营利组织"六域链联盟"(SDChain Alliance) 更率先为两者建立融合框架、制订全球首个国际标准 ISO / IEC 30141;其技术商转的"链圈"新创公司——台湾六域链 (SDChain IoT),于去年中正式推出商业激励模式的公有链服务,以企业用户市场为核心,开发区块链产品并部署全球代理商通路。乍看之下,总不免令人对其命名感到好奇;根据官方说法,所谓的六域包括:感知控制、目标对象、维运管控、资源交换、服务提供及用户域,矢志成为创造物联网数据价值的启动者。那么,为何有此一说?
 
SDChain IoT 强调,物联网应用的高并发性和高度差异化特性,使区块链的"共识机制"不能直接延续以发行数字货币为主、缺乏实际应用的现有区块链共识算法;于是,他们提出 SDFT (Six-Domain Fault Tolerance,六域容错) 算法,融合高度一致性的 RAFT (资源聚合容错) 及高并发性的 PBFT (实用拜占庭容错) 两种共识算法,同时满足安全性、高性能及信任性。此外,为平衡大量物联网的接入请求负载,SDFT 采取分层架构系统,将节点区分成主节点 (Master Node) 和验证用节点 (Validate Node) 两大类。
 

图3:SDChain 六域架构,期许全面保护物联网的信用体系和价值体系
资料来源:
http://sdchain-iot.com/whySdchain.html
 
前者可以有一个或多个,由改进的 RAFT 算法投票产生,依据交易记账成功率赋予权重以平衡客户端的访问请求负载,或作为验证服务器与外部网络之间的代理人;后者为一般验证节点,采用改进后的 PBFT 算法,增加账本的坚固性和网络公正性,节点数量无上限。特别一提的是,考虑到物联网应用场景的高并发性及高业务量,加上许多应用的设备客户都是按照代理模式批次性接入,故在一般共识激励的基础上设置"Charge 模式",以实现运行客户代理的节点分享、底层共识和节点激励收益,以兼顾业务和共识。
 
国际发声,抢产业标准话语权
诚如 SDChain IoT 点评,应用服务提供商正面临一些重大挑战:在各种生态系统之间建立业务伙伴关系、在多个实体之间协调数据,并为这些数据建立信用和价值传递,区块链将是最佳解;而他们的应用案例已拓展至渔业水产品溯源、农业生产履历、医疗器具流向追踪与知识产权/版权归属。统整 SDChain 的优势在于:综合多方考虑的共识机制、原生支持多资产和资产交易、系统资源运用更有效,这或许就是他们能一马当先、成功在国际发声的原因;从自身人脉创建生态固然是新创出线的好方法,但若能在产业标准取得话语权,将更如虎添翼。
 

图4:SDChain vs. 同业之技术路线比较
资料来源:
http://sdchain-iot.com/aboutSDChain.html

 

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