Last Updated on 2019-04-03 by admin
Аналитики ожидали последствий активного развития технологии Интернета вещей (Internet of Things — IoT) в течение нескольких лет. Тем не менее, существует два основных препятствия для ее успеха — это мощность и безопасность.
Но теперь запуск новой технологии может изменить скорость развития интернета вещей. В этом году крупнейшие операторы, такие как AT&T и Verizon, представят 5G, технологию мобильной связи последнего поколения. По мнению аналитиков, платформа 5G обеспечивает высокую скорость передачи данных, меньшую задержку, экономию энергии, снижение затрат, более высокую пропускную способность системы и широкие возможности подключения устройств.
Комбинация 5G и технологии блокчейна может спровоцировать всплеск экономической ценности. Сила покрытия 5G благодаря уменьшенной задержке, высокой скорости и емкости позволяет широко использовать устройства Интернета вещей. Одновременно эти устройства могут использовать безопасность, децентрализацию, неизменность и согласованный арбитраж блокчейна в качестве основополагающих уровней.
Это означает, что умные города, автомобили без водителей, умные дома и другие устройства, наконец, получат технологию, способную удовлетворить их потребности и запросы.
В качестве базового уровня, блокчейн может обеспечить консенсус и безопасность, в то время как большинство транзакций и контрактов интернета вещей происходят в сетях второго уровня, с возможностью урегулирования каналов платежей и споров по внутренним блокчейн-транзакциям. Однако пропускная способность сети интернета вещей будет зависеть от мощности покрытия 5G.
Кроме того, 5G будет напрямую помогать блокчейну, увеличивая активность и децентрализацию узлов, а также предоставляя более короткое время, необходимое для обработки блоков, продвигая масштабируемость в цепи — все это, в свою очередь, еще больше сможет поддержать IoT-экономику.
Вот первый взгляд на то, как будет разворачиваться 5G и когда можно будет увидеть реальное использование этой технологии.
Внедрение 5G
Сетевые провайдеры начали развертывание 5G в некоторых городах США. При этом ожидается, что глобальное покрытие для этой технологии появится в 2020 году.
Verizon начнет предоставлять покрытие 5G в Чикаго и Миннеаполисе с 11 апреля, позже эта технология появится еще в 30 городах на протяжении оставшейся части 2019 года.
Ожидается, что Samsung выпустит свою 5G-совместимую модель Galaxy S10 уже в этом месяце. Другие компании, такие как Huawei и LG, анонсировали собственные модели смартфонов с поддержкой 5G, которые ожидаются в ближайшее время.
Что касается модемов, мы все еще ждем, чтобы увидеть тот, который поддерживает и 5G и LTE. Ожидается, что Qualcomm выпустит такой продукт с предварительным названием X55 в третьем или четвертом квартале этого года.
Любители продукции Apple должны будут подождать до 2020 года, прежде чем увидят 5G-совместимый iPhone, хотя компания, по-видимому, все еще оценивает рыночные условия для выпуска такого устройства.
Пробуждение Интернета вещей
Преимуществами 5G являются его высокая скорость, мощность, низкая задержка и возможность подключения к огромному количеству устройств. Задержка – это понятие, которое относится ко времени между отправкой и получением сигнала. В терминах блокчейна задержка — это время между трансляцией транзакции и получением ее узлами. Однако для технологии интернета вещей, независимо от того, применяется ли он к умным домам или автономным транспортным средствам, достижение низкой задержки крайне важно. Ведь сама суть этой технологии предполагает, что устройства должны обмениваться данными друг с другом, не испытывая длительных задержек.
Сокращение времени между отправкой и получением сигнала может открыть другую концепцию, стать родоначальником так называемого Интернета навыков (Internet of Skills — IoS). Это процесс, с помощью которого специалисты проводят свою работу удаленно через наушники виртуальной реальности. Например, стоматолог сможет выполнять процедуры удаленно. Если задержка не может быть минимизирована, тогда специалист не будет достаточно оперативен и в некоторых ситуациях будет буквально подвергать опасности своего пациента.
Именно эти новые приложения определяют прогнозы экономического воздействия 5G. Исследование, проведенное компанией Qualcomm, показало, что к 2035 году развитие технологии 5G может привести к дополнительному мировому ВВП в размере $12,3 трлн.
Важно отметить, что технология 5G, обеспечивающая скорость передачи данных до 10 гигабит в секунду, является улучшением как современных домашних широкополосных услуг, так и сотовых сетей. Для сравнения: средняя глобальная скорость немобильного интернета составляет всего 7,2 мегабит в секунду. Таким образом, 5G вполне может стать де-факто интернет-сетью во всем мире.
Влияние 5G на интернет вещей и связанные с этой технологией концепции будет дополнительно усилено с помощью периферийных вычислений с множественным доступом. Это форма сети, при которой сервис распространяется от централизованных узлов к периферийным, что приводит к еще большему увеличению скорости при одновременном снижении задержки.
Интернет вещей будет полагаться на эту емкость и способность огромного количества устройств соединяться друг с другом. Было подсчитано , что в такой сети может быть больше, чем 100 миллиардов IoT-соединений к 2025 году, по данным исследования от Huawei, с дальнейшим ростом по экспоненте после этого.
Наращивание автоматизации
Рассуждая об автоматизации, многие думают, что роботы заменяют оплачиваемую работу, выполняемую в настоящее время людьми. Однако в действительности сфера автоматизации может в конечном итоге оказаться гораздо шире и включать замену рутинных операций и неоплачиваемых повседневных задач.
Это уже можно увидеть в появлении умных домов, в которых бытовые приборы обмениваются данными друг с другом, поддерживают определенные уровни датчиков и управляют запасами. Автономные легковые и грузовые автомобили уже проходят испытания, а основным препятствием активного внедрения всего этого является законодательство.
В течение следующего десятилетия традиционные отрасли — такие, как сельское хозяйство, добыча и бурение, будут развивать автоматизацию через высокоскоростные технологии интернета вещей, питание от миллиардов датчиков и устройств, обменивающихся данными через 5G.
Узкие моменты
Эти приложения зависят от обширного покрытия 5G, которое должно обеспечить емкость, мощность, скорость передачи данных и низкий уровень задержки, необходимые для работы этих систем в глобальном масштабе.
Но есть еще два других потенциальных препятствия на пути к 5G.
Во-первых, вредоносные устройства могут вызвать хаос в сетях, что обусловлено их взаимосвязью.
Во-вторых, развертывание 5G будет охватывать взрыв транзакций и платежей между этими устройствами. Такие объемы, вероятно, будут затмевать нынешние возможности централизованной и децентрализованной финансовой инфраструктуры.
Блокчейн рефери
Блокчейн-инновации могут решить первую проблему. Публичные, децентрализованные блокчейны способны обеспечить неизменность, защиту от несанкционированного доступа и установление консенсуса между недоверчивыми субъектами.
Таким образом, они могут использоваться в качестве базового уровня для разрешения споров между устройствами интернета вещей, которые не могут урегулировать транзакции или условия смарт-контракта. Поскольку эти устройства могут совершать сделки с деньгами и управлять транспортными средствами, первостепенное значение имеет создание базового уровня протокола с надежной защитой. Именно блокчейн может преуспеть в этом.
Децентрализованные цепочки блоков предлагают дополнительные преимущества по сравнению с текущей моделью клиент-сервер, используемой в технологии интернета вещей. Ее децентрализованная архитектура означает, что отдельный пользователь, отдельная личность может быть защищена. В настоящее время IoT-устройства идентифицируют себя через облачные серверы, а их идентификационные данные хранятся в этих базах данных. Таким образом, данные могут быть скомпрометированы, украдены или даже подделаны, что представляет серьезную угрозу безопасности для любого приложения, работающего в такой сети.
Используя децентрализованную цепочку блоков, мы можем защитить эти идентификаторы с помощью асимметричной криптографии и алгоритмов безопасного хеширования. Устройства будут регистрироваться в соответствии с их собственными соответствующими адресами блокчейна, что будет гарантировать их идентичность. Этот уровень цепочки блоков может обеспечить уровень безопасности и идентификацию без проблем. Причем такая безопасность не будет иметь аналогов в существующей централизованной инфраструктуре.
Расширение
К сожалению, вторая проблема масштаба не может быть напрямую решена с помощью блокчейна. Простое расширение интернета вещей будет значить, что децентрализованные блокчейн-архитектуры не способны обрабатывать необходимую пропускную способность. По крайней мере, это верно для первого уровня , то есть для самого блокчейна.
Возможно и предпочтительнее отложить большинство транзакций до двухуровневых протоколов, таких как Lighting-сеть, которые работают поверх блокчейна, используя каналы оплаты или боковые цепи.
Однако, учитывая, что каждое устройство должно иметь свой собственный адрес и поддерживать внутренние блокчейн-транзакции, должна быть пропускная способность в цепочке, которая достигает десятков тысяч транзакций в секунду. Короче говоря, масштабируемость должна значительно улучшиться на обоих уровнях.
Блокчейны, такие как Bitcoin Cash ABC, с увеличением размера блоков, и Ethereum, благодаря шардингу, наращивают пропускную способность сети. Одновременно мы наблюдаем устойчивый прогресс Lighting-сети по мере ее развертывания, наряду с боковыми цепями, такими как Liquid from Blockstream, в то время как Plasma-сеть Эфириума продолжает развиваться. Создание 5G и инфраструктура блокчейна второго уровня происходят одновременно, обеспечивая необходимую масштабируемость и охват для IoT-ориентированной экономики.
Другим маршрутом для системных архитекторов будет добавление других структур, таких как графики между базовым уровнем цепочки блоков и устройствами интернета вещей. Такие конструкции, как ориентированные ациклические графы (directed acyclic graphs — DAG), могут использоваться для достижения гораздо более высокой пропускной способности. Однако это обычно приводит к подрыву безопасности и децентрализации.
Навигация по триаде масштабируемости, безопасности и децентрализации является необходимым условием для любой сети интернета вещей на основе блокчейна, и недостатки в любой из этих трех частей могут быть катастрофическими для пользователей и могут подорвать цель использования такого протокола в первую очередь. До тех пор, пока разработчики не смогут создавать альтернативные проекты, обеспечивающие высокую пропускную способность без ущерба для безопасности или децентрализации, IoT-сети будут вынуждены использовать более ограниченную, но безопасную структуру цепочки блоков.
Стойкие данные
IoT-устройства с поддержкой 5G настроены на значительное увеличение скорости передачи данных. Например, Cisco-проекты будут генерировать 847 зеттабайта к 2021 году. Хотя блокчейны на их основе являются распределенными системами хранения данных, весьма проблематично хранить значительные объемы данных внутри блокчейна. Однако, если эти IoT-данные не хранятся в цепи, они все равно остаются открытыми для атак.
Тем не менее, вполне возможно хранить цепочки данных внутри блокчейна со ссылками, указывающими на внешние сайты хранения для всего набора данных. Действительно, такое внешнее хранилище может быть запущено по другим децентрализованным протоколам, таким как Интерпланетная файловая система (InterPlanetary File System — IPFS) или OrbitDB. Хотя это не гарантирует тот же уровень защиты от несанкционированного доступа, он обеспечивает более высокий уровень безопасности, чем централизованные альтернативы. Важно отметить, что при хранении хэшей в блокчейне любое вмешательство в данные приведет к изменению хэша, что привлечет внимание к такой атаке, а также к записи времени с помощью метки времени.
Расширение возможностей смарт-контрактов
Блокчейны также могут напрямую выиграть от 5G с точки зрения функциональности и производительности.
Одним из таких примеров являются смарт-контракты. Умные контракты часто зависят от предсказаний. Эти предсказания (оракулы) передают внешние данные в контракт. Конечно, эта информация может быть передана только с доступом в Интернет. Для приложений, таких как цепочки поставок, 5G может облегчить скорость передачи этих оракулов в отдаленных районах, где в противном случае они были бы невозможны.
Улучшения сети
Блокчейн может также улучшить сеть по сравнению с традиционными возможностями 5G.
Огромное увеличение диапазона и пропускной способности параллельно с сокращением задержки, чему способствуют периферийные вычисления, может привести к увеличению количества дополнительных узлов, присоединяющихся к общедоступным цепочкам блоков. Расширение зоны покрытия на удаленные районы, а также расширение возможностей подключения к нестатическим устройствам, таким как мобильные телефоны и планшеты, может значительно увеличить участие в сети и, как следствие, повысить безопасность и децентрализацию.
Кроме того, из-за сокращения задержек у разработчиков будет больше возможностей экспериментировать с сокращением времени обработки блоков, что увеличивает пропускную способность в блокчейне. В свою очередь, это обеспечит гораздо лучшую поддержку IoT-устройств, использующих блокчейн для расчета, достижения консенсуса и безопасности.
Многократные отношения
Чтобы по-настоящему оценить ценности 5G, IoT и блокчейна, вы должны рассматривать их как синергию, а не предлагать совершенно отдельные ценностные предложения.
Благодаря правильной архитектуре этот технологический стек призван создать беспрецедентную ценность при одновременном радикальном изменении условий труда, занятости и отдыха.
