4.1 物联网的发展概要

物联网本质上是互联网的延伸和扩展，在这个网络中，物成为主体，可以智能地识别、定位、跟踪和管理，更好地为“人”提供智能的应用和服务。

随着IPv6的全面普及，物联网中基于IPv4的地址短缺瓶颈将被打破，入网的设备总量将呈爆炸性增长，同时，因为基于IPv6的设备不再是传统的服务器／客户端的模式，更具平等性的分布式网络将会快速增长。

除此之外，未来物联网也不仅仅是将设备连接在一起，简单地完成数据采集，而是会连入更具智能的设备，以一定的逻辑规则进行自主协作，完成更有商业价值的应用。不仅实现“万物互联”，“万物对话”也极有可能。

4.2 物联网面临的问题

物联网面临的主要问题是设备多样化，设备数量庞大，监管这些设备需要消耗巨大的人力资源。尤其是物与物的信息交互过程中，无法确保设备之间进行信息交互的安全性。

4.2.2 物联网安全性缺陷

首先，由于缺乏设备与设备之间相互信任的机制，所有的设备都需要和物联网中心的数据进行核对进行身份验证。一旦数据库崩塌，会对整个物联网造成很大的破坏。而区块链分布式的网络结构，使得设备之间保持共识，无须与中心进行验证，这样即使一个或多个节点被攻破，整体网络体系的数据依然是可靠、安全的。

其次，中心化的管理架构存在无法自证清白的问题，完全靠相互的自觉与信任。而区块链技术可以通过将行为信息记录到区块链中，进而证明该用户的行为历史的合法性。这种证明方法也适用于除行为方面的其他地方。

4.2.2 运营挑战

传统物联网生态体系无法支持数量剧增后的连接。当前物联网生态体系依赖的是中心化的代理通信模式，或者服务器／用户端模式。所有的设备都是通过云服务器验证连接的，该云服务器具有强大的运行和存储能力。设备间的连接将会仅仅通过互联网实现，即使这只是在几米的范围内发生。虽然这样的模式已经连接通用计算机设备几十年了，并且依旧在支持小规模物联网网络，但是这满足不了日益增长的物联网生态体系的需求。

当前的物联网解决方案是非常昂贵的，因为中心化云服务器、大型服务器和网络设备的基础设施和维护成本是非常高的，在物联网设备的数量增加到数百亿时，会产生大量的通信信息，这会极大地增加成本。

这种服务器／客户端模式会让数据传输的能耗比较大，而物联网中传感器往往是携带的电量比较小。所以，只有通过分布式的方法，才能延长物联网中传感器的寿命。

但是分布式网络中，节点可以随意进出，给网络中带来安全隐患，出现仿冒节点的情况。区块链技术具有天然的解决分布式网络中存在的安全问题的技术能力。

4.3 区块链的解决方案

构建安全多终端系统的前提至少满足三个条件：第一，进入准则；第二，历史记录；第三，惩罚规则。进入准则保证物联网的收益（缴纳入网费等），是安全的第一道屏障（信息核准等）；历史记录能够记录节点行为的一般信息，为征信等提供第一手信息；惩罚规则是针对节点的历史记录，制定惩罚类型。通过区块链技术的哈希技术等，可以为用户提供唯一的标识，用于进入准则；利用区块链的公账功能，可以完全地记录节点的历史行为信息；基于区块链的惩罚规则可以基于数字货币进行惩罚。因此可以预见，区块链技术在物联网应用上将大有可为。

4.3.2 区块链技术降低物联网的运营成本

区块链技术可以为物联网提供点对点直接互联的方式来传输数据，而不是通过中央处理器，这样分布式的计算就可以处理数以亿计的交易。同时，还可以充分利用分布在不同位置的数以亿计闲置设备的计算力、存储容量和带宽，用于交易处理，大幅度降低计算和储存的成本。

区块链技术叠加智能合约可将每个智能设备变成可以自我维护调节的独立的网络节点，这些节点可在事先规定或植入的规则基础上执行与其他节点交换信息或核实身份等功能。这样无论设备生命周期有多长，物联网产品都不会过时，节省了大量的设备维护成本。

云服务器依旧是一个瓶颈和故障点，这会颠覆整个网络。当人类健康和生命越来越依赖物联网时，这就显得尤为重要。万物互联的情况下，容易造成集群式的大范围的攻击和感染。

区块链技术有望带来没有任何第三方“认证”物联网。它以非常一致的方式解决可扩展性、单点故障、时间标记、记录、隐私、信任和可靠性等挑战。区块链技术可以为两台设备提供一个简单的基础设施，通过一个安全可靠的时间标记的合约，直接将货币或数据等财产相互转移。为了实现消息交换，物联网设备将利用智能合约，然后模拟双方之间的协议。此功能使智能设备的自主运行无须集中授权。如果将点对点的交易延伸到人和人或人和物体／平台，得到的就是完全去中心化的可信数字基础架构。

4.3.2 区块链+物联网行业展望

区块链必须链接场景才有未来，而物联网就成了区块链梦寐以求的场景。在多数商业领域都呈现中心化特征的情况下，相较那些为了区块链而区块链，强行把不必要去中心化的领域也端上区块链，物联网终端设备的分散化无疑为去中心化提供了最好的施展场所。

此外，物联网所采用的P2P（对等式网络）、NAS（网络附加存储）、CDN（内容分发网络）等分布式互联网技术也与区块链在技术层面天然亲和，这在互联网中也是一种特殊的存在。

随着区块链及侧链发展，会对物联网及智能系统开发产生若干重要影响。其一便是可使用区块链技术交换追踪个人设备历史，因为区块链作为账簿可记录个人设备及其他设备、网络应用、使用者之间的数据交换。

区块链技术可以使智能设备变作独立代理，自动执行各种转账。在更抽象的层面讲，区块链网络本身有潜力作为独立个体代理，有些人称之为DAC（分布式自治机构）。这些DAC提供的去中心非信任网络，可作为传统上依赖于信任和中心化机制的银行及仲裁机构的补充。

4.4 基于区块链技术的物联网应用

4.4.1 IBM

IBM是最早宣布它们对区块链的开发计划的公司之一，它在多个不同层面已经建立了多个合作伙伴关系，并展现了它们对区块链技术的钟爱。它已经发表了一份报告，指出区块链可以成为物联网的最佳的解决方案。2015年1月，IBM宣布了一个项目——ADEPT项目，一个使用了P2P的区块链技术的研究项目。IBM还与三星专为下一代的物联网系统建立了一个概念证明型系统，该系统基于IBM的ADEPT（自治分散对等网络遥测），ADEPT平台由三个要素组成：以太坊、Telehash和BitTorrent。使用该平台，两家公司都希望带来一个能自动检测问题，自动更新，不需要任何人为操作的设备，这些设备也将能够与其他附近的设备通信，以便于为电池供电和节约能量。

4.4.2 Filament

Filament公司提出了它们的传感器设备，它允许以秒为单位快速地部署一个安全的、全范围的无线网络，设备能直接与其他10英里（mi）内的TAP（虚拟网络设备）通信，而且可以直接通过手机、平板或者计算机来连接，该公司利用区块链为基础的技术堆栈操作，区块链技术可以使Filament设备独立处理付款，以及允许智能合约确保交易的可信。该公司成立于2012年，在2015年得到500万美元的来自Bullpen Capital，Verizon Ventures and Samsung Ventures的联合投资，在2017年又得到了1500万美元的风险投资，主要的投资方是Verizon风险投资部门Verizon Ventures和专注种子轮后期的公司Bullpen Capital领投，英特尔公司，美国航空公司JetBlue，芝加哥商品交易所（CME）风险投资部门，Lab IX，Backstage Capital，Tappan Hill Ventures。

4.4.3 Filament

ePlug是Ken Code的一款产品，根据Ken Code的白皮书，ePlug是一个小型电路板，位于里面的“ePlug认证”的电源插座和灯的开关。为了安全性与可靠性，该产品提供了可选的Meshnet、分布式计算、端到端的数据加密、无线连接、定时器、USB接口、温度传感器、触觉传感器、光线和运动传感器，以及为了提供提醒的LED灯，该产品以基于区块链的登录方式，来确保安全，一旦输入正确的网络地址、URL时，ePlug所有者会看到一个登录界面，最初，区块链平台如OneName和KeyBase将会被用于登录到ePlug的身份验证。

4.4.4 Tilepay

Tilepay（物付宝）是为现有的物联网行业提供一种人到机器或者机器到机器的支付解决方案。该公司开发了一个微支付平台，Tilepay是一个去中心化的支付系统，它基于比特币的区块链，且能被下载并安装到一台个人计算机、平板或者手机上，所有物联网设计都会有一个独一无二的令牌，并用来通过区块链技术接收支付。Tilepay还将建立一个物联网数据交易市场，使大家可以购买物联网中各种设备和传感器上的数据，并以P2P的方式保证数据和支付的安全传输。