根據國家***對「新基建」的界定，區塊鏈屬於新技術基礎設施，物聯網屬於通訊網路基礎設施。同屬於「新基建」的代表，區塊鏈與物聯網之間可能擦出什麼樣的火花，需要哪些軟硬體支援？這是本文要討論的問題。
「區塊鏈+物聯網」的核心問題
區塊鏈兼有資訊網際網路和價值網際網路的功能，對應著區塊鏈的兩類應用方向，並與物聯網有很多結合點。
區塊鏈應用於**鏈管理、防偽溯源、精準扶貧、醫療健康、食品安全、公益和社會救助等場景，主要體現區塊鏈作為資訊網際網路的功能，是用共享賬本來記錄區塊鏈外商品、藥品、食品和資金等的流向，讓上下游、不同環節相互校驗，穿透資訊「孤島」，讓全流程可管理。如果區塊鏈外資訊在源頭和寫入環節不能保證真實準確，寫入區塊鏈內只意味著資訊不可篡改，沒有提公升資訊的真實準確性。因此，這個應用方向要解決的核心問題是如何讓鏈外資訊保真上鏈。
區塊鏈作為價值網際網路，涉及資產和風險的轉移。價值來自現實世界的資產，並通過經濟機制與區塊鏈內token掛鉤。區塊鏈發揮金融基礎設施功能，優點是交易即結算，清算自動化、智慧型化。隨著央行數字貨幣和穩定幣的發展，區塊鏈作為價值網際網路的應用場景將越來越豐富。
「區塊鏈+物聯網」需要討論以下核心問題：
第一，物聯網裝置產生的資料如何上鏈？如何保障這些資料在源頭和上鏈環節的真實準確性？
第二，「區塊鏈+物聯網」中的資料分析方法和應用場景。
第三，物聯網裝置能否參與數字貨幣交易並呼叫區塊鏈內智慧型合約？
「區塊鏈+物聯網」的可行性
物聯網裝置不斷從周邊獲取地理位置、溫濕度、速度和高度等資料。物聯網資料源頭失真，在端側主要有兩類攻擊手段。
第一類是竊取裝置實物，篡改其內外部連線，令其收集錯誤資料並誤當成正確資料並上傳（指上傳到雲上或區塊鏈上，下同）。
第二類是竊取裝置秘鑰，破解通訊和認證機制，在邏輯上冒充實際存在的裝置，或者偽造實際不存在的裝置，並上傳偽造的資料。相應地，有兩類抗攻擊方法。第一類是物理安全，比如採取防拆卸的外殼和安裝措施，一拆即自毀或告警。第二類是通過安全元件（se）和可信執行環境（tee）等技術，對秘鑰等敏感資訊進行妥善保護，特別是使每個裝置的秘鑰都不一樣，即使破解了乙個裝置，也無助於破解另乙個裝置。
從目前實際部署的物聯網裝置看，涉及金融領域或國家有強制規範的裝置的安全防護等級較高。消費類裝置的安全防護較為有限，但也不是普通人能輕易破解的。因此，物聯網資料在源頭的真實準確性有相當程度的保障。
物聯網裝置，只要安裝無線通訊模組，就可以實現無線通訊，成為無線物聯網裝置。所謂無線通訊模組，本質上將無線通訊的主晶元，以及外圍的射頻、電源和遮蔽罩等器件，焊在印刷電路板上。
物聯網裝置有兩種整合無線通訊模組的方式。第一種是mcu（微控制器或上位機）設計。整個物聯網裝置以mcu為中心，無線通訊模組僅僅作為mcu的通訊通道。第二種是「open cpu」設計。無線通訊模組向物聯網裝置開放必要的軟體介面，便於後者的業務處理軟體在前者的處理器中執行。
不管是哪種是mcu設計，還是「open cpu」，物聯網裝置的計算、儲存和網路連線等能力，隨軟體和硬體的不同，會有較大差異。
第一，大多數物聯網裝置能夠執行雜湊演算法和公私鑰簽名運算等區塊鏈計算。目前，無線通訊模組的處理器以arm為主，risc-v正在快速發展。處理器從單核幾十mhz到八核2 ghz甚至帶gpu的都有。
第二，物聯網裝置廠商根據具體應用場景，選擇不同器件，實現不同的網路連線能力，從偶發性傳輸少量資料的，到持續高速傳輸資料的都有。比如，車載t-box（telematics box）一般使用中等效能的mcu，或者cat.4或cat.1的4g模組，不會使用gpu。即使沒有區塊鏈，物聯網資料仍然是要上雲的。上鏈增加的流量，一般遠小於上雲的資料本身。而且因為區塊鏈容量限制，物聯網資料在很多場合是雜湊摘要而非原始資料上鏈，上鏈增加的流量更小。
第三，無線通訊模組的行為是預先程式設計的，基本是確定性行為。只要模組軟體設計成根據特定觸發條件自動發起鏈上交易，物聯網裝置能否參與數字貨幣交易並呼叫區塊鏈內智慧型合約。比如，無人駕駛計程車自動找充電樁充電場景。無人駕駛計程車找到充電樁後，通過充電插頭上的資料線進行資訊互動。無人駕駛計程車先跟充電樁說要充a度電，充電樁反饋說需要向其位址***支付b個數字貨幣。無人駕駛計程車根據充電樁的這個支付要求為觸發條件，發起b個數字貨幣的轉賬交易，然後把交易憑證（比如轉賬交易的雜湊摘要）。充電樁去鏈上查詢是否到賬，如果到賬就給無人駕駛計程車充電。以上都可以通過程式設計來實現。
第四，不同物聯網裝置的儲存能力差異很大，從幾十kb到幾十gb的都有。取決於儲存效能，一些物聯網資料可以儲存在物聯網裝置上，一些物聯網資料可以上傳到雲上。在資料上鏈上，少量結構化資料可以直接寫入區塊鏈，大部分資料是以雜湊摘要的形式上鏈。在對物聯網資料的分析上，因為區塊鏈上計算效能限制，複雜分析一般不通過區塊鏈內智慧型合約進行，主要還是在鏈下進行。
首先是雲端，特別是分析演算法複雜，並且資料上傳和資料分析之間非同步進行或時間差較大時。其次是邊緣計算。物聯網裝置端側採集資料後，採用近場或其他本地通訊方式，把資料傳輸到邊緣，邊緣再將分析後的資訊上雲。最後，如果資料不離開物聯網裝置本地，一般是結合聯邦學習或多方安全計算，實現資料不出去，而資訊可控出去。在這些資料分析場景中，區塊鏈主要只是提供乙個介面，供查詢鏈上資料（即原始資料或分析結果的雜湊摘要）。
綜合以上分析，大部分物聯網能夠執行雜湊演算法和公私鑰簽名運算。物聯網資料主要存放在雲上和物聯網裝置本地，少量結構化資料可以直接寫入區塊鏈，大部分資料是以雜湊摘要的形式上鏈。物聯網裝置的安全防護措施能在相當程度上保障資料源頭的真實準確性。資料自動上鏈，減少了人為干預，有助於保障資料在上鏈環節的真實準確性。上下游、不同環節的物聯網資料上鏈，通過相互校驗，也能在一定程度上保障資料上鏈的真實準確性。對物聯網資料的分析，主要在鏈下進行，包括雲上、邊緣和物聯網裝置本地等渠道。區塊鏈主要只是提供乙個介面，供查詢鏈上資料。只要針對應用場景做好可程式設計設計，物聯網裝置能夠參與數字貨幣交易並呼叫區塊鏈內智慧型合約。
「區塊鏈+物聯網」的結合的乙個基礎要求是，通過模組或更複雜的晶元技術對物聯網裝置引入唯一id，即數字身份（公私鑰）在硬體底層實現不可篡改。物聯網裝置的id廣泛應用在物聯網資料記錄、上雲、上鏈以及數字貨幣交易等方面。這樣，物聯網中的資料儲存、傳輸和挖掘以及價值互動就能以可信方式進行。區塊鏈作為分布式信任基礎設施的功能主要體現在兩個方面。第一，提高物聯網資料的安全可信，這適用於存在雲上以及物聯網裝置本地的資料，以及少量寫入區塊鏈的資料。第二，為物聯網裝置之間的數字貨幣交易提供基礎設施。
「區塊鏈+物聯網」底層創新
2023年5月，紫光展銳與萬向區塊鏈、摩聯科技、廣和通聯合推出了基於「物聯網晶元+區塊鏈」的底層可信數位化解決方案（圖1）。這一方案圍繞紫光展銳的cat.1晶元產品——春藤8910dm和摩聯科技自主研發的承載在蜂窩物聯網平台上的區塊鏈應用框架boat（blockchain of ai things）而展開。
boat支援物聯網裝置的可信資料上鏈。boat不僅可以實現裝置鏈上標識生成和資料上鏈，還支援利用蜂窩物聯網平台安全能力和根信任，實現裝置鏈上鏈下的資料關聯驗證和確權，並在物聯網機器支付、物聯網裝置管理和物聯網資產使用權管理這3個場景中做了應用試驗。春藤8910dm成為全球首款支援區塊鏈技術的cat.1 bis物聯網晶元平台，基於春藤8910dm的物聯網裝置具備訪問區塊鏈和呼叫智慧型合約的能力，確保在資料上傳到雲的同時將資料特徵值上鏈（主要是雜湊摘要上鏈），實現「鏈上-雲上」資料可信對應。廣和通在該方案的基礎上，推出了全球首款cat.1區塊鏈模組l610，將在智慧型農業、車聯網等行業中創新商業新模式[1]。
總結「區塊鏈+物聯網」將在新基建中發揮重要作用。
在不久的未來，物聯網裝置數量將遠超移動網際網路裝置數量。物聯網裝置之間將發生豐富的經濟活動。通過在物聯網中引入央行數字貨幣和穩定幣作為機器間支付工具，有助於實現機器經濟應用場景，對此問題的研究請見：
物聯網資料將遠超網際網路資料，將成為資料要素市場的重要組成部分。「區塊鏈+物聯網」對物聯網資料提供的安全可信性，將為物聯網資料的分析和利用打下堅實基礎。
「區塊鏈+物聯網」的意義將遠不限於存證和溯源。人類社會數位化遷徙的每一次進步，都將帶來新的產業變革和商業機會。電商、社交**等的發展，使人們在消費和社交等場合的行為被記錄下來，在電子支付和ai等技術的加持下催生出金融科技浪潮。「區塊鏈+物聯網」帶來的變革，將不亞於此。
[1] 2023年12月，國內主流的九家蜂窩模組廠商（移遠，廣和通，有方，美格，高新興，芯訊通，移柯，域格，利爾達）共同發起區塊鏈模組聯盟。
深度解析「區塊鏈 物聯網」與新基建
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區塊鏈物聯網的垂直領域應用
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