基于区块链的物联网：应用、优势与挑战

### 基于区块链的物联网应用与挑战 #### 1. 区块链技术在物联网中的应用领域 区块链技术正通过创新技术融入物联网系统，这些应用主要是为了最大化发挥区块链的内在特性优势，如永久性、可靠性、执行智能合约的能力、加密保护、分布式管理、数据准确性和验证等。以下是区块链技术在物联网中的一些具体应用领域： - **智能设备**：未来，所有家庭预计都将拥有智能家居技术。通过选择区块链账本而非在中央服务器或云端记录，可保护机密数据，为整个物联网系统提供安全保障。 - **交通运输**：物联网中的分布式账本正在交通运输领域进行测试，例如追踪汽车及其替换部件的来源。像大众和捷豹路虎等汽车制造商，借助IOTA（一种用于物联网设备的开源账本）探索智能合约。汽车中放置智能口袋，车主可通过提供交通和道路状况信息获得IOTA代币，还能用于支付停车费或为电动汽车充电，甚至可以参与拼车计划。 - **电力行业**：智能设备的数据可用于降低社区的能源消耗，政府和企业对此已表现出兴趣。区块链技术还有望保障电力存储设施的持续运行。 - **医疗保健**：传统的客户端 - 服务器信息管理解决方案存在单点故障、集中信息管理和隐私问题。区块链技术的链式机制和安全特性可解决医疗系统中的一些潜在问题。 - **供应链系统**：供应链通常涉及多个地区的多方参与，增加了其复杂性。近年来，食品销售商、制药公司和电子产品制造商等行业已认识到在供应链中集成区块链的价值。区块链技术是确保物品在整个供应链生命周期内的真实性和可靠性的理想框架，拥有一个官方数据库来监控物品来源位置以及供应链中所做的任何更改是有益的。 - **农业**：由于全球人口快速增长，对农业健康扩大粮食生产有很大需求。区块链技术可用于更准确地调节土壤、供应链和存储空间，对于传输有关动物和作物的最新信息至关重要，还可应用于处理金融交易、运输、监控和保障食品安全。在精准农业中应用区块链技术可以带来新的见解，提高包括有效性、开放性、跟踪和问责制等多个过程，无论是在消费者还是生产者层面。 #### 2. 区块链技术在食品供应链管理中的应用 食品供应链管理涉及食品从农场到餐桌的整个过程，包括制造、改进、运输、交易、使用和处理等环节。在全球提供营养食品方面，农产品的安全保管至关重要。然而，在农产品的制造和处理过程中存在安全问题，如过量使用农药、化肥，污水灌溉导致的有毒金属残留，以及劣质产品污染、错误标注食品来源和保质期等，这些都可能损害农产品的纯度和卫生，对个人健康构成严重威胁，而这些问题往往是由于缺乏有效的监控或跟踪系统导致的。 物联网和分布式账本的使用可以通过建立分布式系统并消除第三方参与者来解决这些问题。在传统供应链中，客户对所购买食品的种类和来源感到好奇，但由于系统封闭，难以引起客户关注。物联网和去中心化账本技术可以通过建立客户信任来解决这些问题。在这种结构中，每个商品都有一个数字身份，记录从生产地到商家的信息。区块链与物联网结合可以创建一个更加互联和开放的基础设施，由于其独特的特性，区块链技术可以在食品供应链中自然推进，通过促进供应链网络中各方之间的精确信息共享来保证完整性。采用物联网和区块链技术的融合将使食品在供应链网络中的完全透明成为现实。 从制造商的角度来看，区块链技术有助于与客户建立信任关系，通过在分布式账本上公开提供特定产品数据来提升产品形象，使企业更有效地实现产品价值，提高竞争力。从客户的角度来看，分布式账本便于获取关于食品生产和分销的可靠准确数据，有助于解决客户对农产品安全、质量和生态可持续性的担忧，提供一种安全和永久的方式来存储供应链开始时收集的信息，供应链中的任何实体都可以审查和验证这些数据。 以下是区块链技术在农业应用方面的研究情况： | 应用 | 研究 | 贡献 | | --- | --- | --- | | 农作物买卖 | 相关研究开发了基于区块链的物联网系统，使农田和农产品的