干貨|“區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用案例

大家好！我是來自萬向區(qū)塊鏈的屠文慧，在加入?yún)^(qū)塊鏈之前，我是芯片行業(yè)十多年的老兵，很高興今天有機(jī)會與大家探討區(qū)塊鏈的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)，以及區(qū)塊鏈與RISC-V結(jié)合的機(jī)遇。

今天我的分享主要由三部分組成：首先是區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識介紹；第二，簡單介紹區(qū)塊鏈技術(shù)面對物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)應(yīng)用的挑戰(zhàn)，及RISC-V可能可以解決的問題。最后，準(zhǔn)備了幾個萬向區(qū)塊鏈已經(jīng)落地的行業(yè)應(yīng)用案例，分享我們在區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)、AI等關(guān)聯(lián)技術(shù)融合的方案，希望能拋轉(zhuǎn)引玉啟發(fā)各位RISC-V專家在與區(qū)塊鏈結(jié)合方面的思考。

什么是區(qū)塊鏈？

大家對區(qū)塊鏈有不同的理解或不同的講法，分享兩個比較容易理解的定義。

首先，ISO/DIS 22739的術(shù)語定義：“區(qū)塊鏈?zhǔn)怯妹艽a技術(shù)將共識確認(rèn)的區(qū)塊按順序追加形成的分布式賬本”。這個定義中包含了三個概念：第一是密碼學(xué)，是和數(shù)學(xué)緊密相關(guān)的學(xué)科，近代密碼學(xué)已有幾十年的歷史，密碼學(xué)是區(qū)塊鏈技術(shù)的基石。第二個概念是“分布式”，可以理解成是網(wǎng)絡(luò)的概念，由多個對等的節(jié)點組成區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點與節(jié)點之間通過共識協(xié)議同步。第三個概念是分布式賬本中“賬本”，和財務(wù)記賬的賬本類似，其背后帶有金融的概念。

第二個對區(qū)塊鏈比較容易理解的定義是2015年10月30日《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》的封面文章，其將區(qū)塊鏈定義為信任的機(jī)器（The trust machine），區(qū)塊鏈?zhǔn)墙鉀Q信任問題的，不僅是一種技術(shù)創(chuàng)新，也是社會協(xié)作模式的創(chuàng)新，如今，區(qū)塊鏈已經(jīng)在影響實體經(jīng)濟(jì)，并滲透到了各行各業(yè)中。

區(qū)塊鏈分為公鏈、私鏈、聯(lián)盟鏈。公鏈?zhǔn)撬械膫€人、組織只要下載APP裝上，就可以加入鏈了，是不需要許可的。私鏈?zhǔn)亲约簝?nèi)部應(yīng)用。聯(lián)盟鏈則更適合企業(yè)級應(yīng)用，萬向區(qū)塊鏈主要做的就是聯(lián)盟鏈的應(yīng)用。加入聯(lián)盟鏈需要線下各個參與方之間合作協(xié)同，達(dá)成線下聯(lián)盟，組成平等、公平、透明的網(wǎng)絡(luò)即為聯(lián)盟鏈（許可鏈）。聯(lián)盟鏈需要聯(lián)盟成員的許可才可加入。

今天是RISC-V峰會，所以提一下區(qū)塊鏈技術(shù)要素，幫助大家理解RISC-V如何賦能區(qū)塊鏈并與區(qū)塊鏈進(jìn)行融合的可能性。區(qū)塊鏈有四大技術(shù)要素：首先是加密算法。包括非對稱加密算法、哈希、電子簽名等。第二是智能合約。智能合約相當(dāng)于在區(qū)塊鏈上部署自動化執(zhí)行條款，可以幫助落地應(yīng)用及場景的結(jié)合，實現(xiàn)智能化部署。第三是共識機(jī)制。共識的作用是賬本，賬本和賬本之間每個節(jié)點會維護(hù)一份自己的數(shù)據(jù)庫，節(jié)點之間要達(dá)成一致，哪個區(qū)塊是合法的，哪個是非法的，需要共識算法。聯(lián)盟鏈中常用的有PBFT（拜占庭容錯）、PoS（股權(quán)證明）等不產(chǎn)生過多能耗的共識機(jī)制。在我們看來，共識是區(qū)塊鏈面臨的挑戰(zhàn)之一，可以通過RISC-V、芯片的硬件進(jìn)行賦能加速。第四是鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，即由先后順序，后一區(qū)塊對前一區(qū)塊進(jìn)行哈希驗證的存儲方式。

有人說現(xiàn)在是Web/區(qū)塊鏈3.0，也人有說是Web/區(qū)塊鏈4.0。最早從2008年中本聰發(fā)布的白皮書開始是Web/區(qū)塊鏈1.0，經(jīng)過十多年的運行，技術(shù)的安全性和可靠性經(jīng)過了時間的檢驗，在金融領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)證明了技術(shù)運行得非常穩(wěn)定，為我們奠定了堅實的基礎(chǔ)。Web/區(qū)塊鏈2.0是以太坊，以太坊在比特幣的基礎(chǔ)上增加了智能合約功能。作為平臺，有了以太坊之后所有分布式的應(yīng)用可以很方便地部署，造就了區(qū)塊鏈行業(yè)的繁榮。Web/區(qū)塊鏈3.0各種技術(shù)在快速發(fā)展中，包括近期上線的Dfinity，區(qū)塊鏈技術(shù)逐步發(fā)展，最顯著的提升是性能的飛躍。第一代一筆交易確認(rèn)需要2-3小時，第二代十分鐘，而第三代則10秒鐘以內(nèi)即能確認(rèn)。如今，區(qū)塊鏈技術(shù)還在不斷發(fā)展中，會越來越適合各種行業(yè)應(yīng)用。

區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的挑戰(zhàn)

接下來探討區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的挑戰(zhàn)，即可能可以應(yīng)用RISC-V芯片技術(shù)來解決的機(jī)會：

1、TPS性能（Transaction per second）。每秒執(zhí)行的交易記錄數(shù)量對物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈場景來說，是數(shù)據(jù)上傳上鏈的性能指標(biāo)。TPS性能會直接影響到網(wǎng)絡(luò)運行的吞吐量，物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)量大，且有實時性要求，是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)目前面臨的較大挑戰(zhàn)。

2、上鏈數(shù)據(jù)可信。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)是共同記錄的，賬本每個節(jié)點都有一份，只有半數(shù)以上的節(jié)點被黑掉了，數(shù)據(jù)才有可能被篡改。但是上鏈之前的數(shù)據(jù)做到可信？安全如何保證？如果說原始數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，那鏈上數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確就沒有意義了，所以，第二大挑戰(zhàn)是上鏈前的數(shù)據(jù)怎么樣做到可信。相信做物聯(lián)網(wǎng)、芯片的大家會有各自的答案。

3、面向未來的數(shù)字經(jīng)濟(jì)社會，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量是海量的，有大概幾百億不同的設(shè)備接入，目前已經(jīng)有300億左右的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，真正的萬物互聯(lián)也已不遠(yuǎn)。如果物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要跟區(qū)塊鏈互通，海量設(shè)備產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)量、并發(fā)性對區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)會是非常大的挑戰(zhàn)。

4、各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)硬件適配能力五花八門，有些很弱，可能只是非常弱的傳感器，或IO信號，如PLC在現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)；有些很強(qiáng)，如邊緣網(wǎng)關(guān)則可相當(dāng)于一臺計算機(jī)，區(qū)塊鏈怎么和不同能力的物聯(lián)網(wǎng)硬件做連接做適配是第四個挑戰(zhàn)。

上述挑戰(zhàn)同樣也是“RISC-V+區(qū)塊鏈”的新機(jī)遇。RISC-V本身是一種開源指令級，區(qū)塊鏈也是開源和公平公正的理念，兩種理念一致的開源技術(shù)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合以后可以產(chǎn)生很多新的機(jī)遇。

首先是安全性，從設(shè)備端安全到傳輸過程中的安全都可以通過RISC-V的賦能完成。上午主旨論壇中王允臻王總曾提到世界上最安全的軟件是開源的軟件，確實如此，因為大家可以看到所有的軟件過程，共同來監(jiān)督檢查驗證安全性，RISC-V指令集的開源特性帶來了對區(qū)塊鏈安全適配的靈活性，社區(qū)成員共同努力可擴(kuò)展出更適合區(qū)塊鏈應(yīng)用的指令類型，RISC-V結(jié)合區(qū)塊鏈以后，數(shù)據(jù)如何采集、流轉(zhuǎn)、經(jīng)過哪些環(huán)節(jié)，應(yīng)用在哪里等，這些過程性的內(nèi)容都有忠實的記錄和留痕，那安全性方面可以提升很多。

其次，在區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的過程中，從最邊緣MCU的采集匯聚到網(wǎng)關(guān)，再至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，其架構(gòu)是比較通用的，通過區(qū)塊鏈與RISC-V結(jié)合打造可信的框架。從芯片內(nèi)部開始、到最底層的軟件、操作系統(tǒng)，到傳輸，到網(wǎng)絡(luò)側(cè)，再到上層應(yīng)用，可以形成完整的端到端可信閉環(huán)。

物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈的實際應(yīng)用案例

我將分享幾個我們已經(jīng)落地的區(qū)塊鏈結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用案例。

案例一：生物資產(chǎn)監(jiān)管。通過肉牛的項圈采集運動量和GPS位置，這些數(shù)據(jù)都可以同時在區(qū)塊鏈上存證，沒法被篡改。為生物資產(chǎn)的金融應(yīng)用提供數(shù)據(jù)保障。

案例二：新能源汽車電池全生命周期管理。電池也是資產(chǎn)，在電池包內(nèi)置相關(guān)區(qū)塊鏈模組可以記錄電池使用狀況，能夠公平公正地記錄電池的相關(guān)使用數(shù)據(jù)，為電池資產(chǎn)的價值波動模型、梯次利用、碳足跡碳積分等應(yīng)用提供可信數(shù)據(jù)，做到電池全生命周期的管理。

案例三：石化行業(yè)可信倉單。以區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)將液位儀、流量計等傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)塊鏈可信存證，賦能貨轉(zhuǎn)、倉單質(zhì)押融資等應(yīng)用。

接下來講兩個大的場景。

首先是萬向區(qū)塊鏈聚焦的工業(yè)方向——分布式認(rèn)知工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。在區(qū)塊鏈加入之前，數(shù)據(jù)是離散的點，即“數(shù)據(jù)孤島”。特別是企業(yè)之間的數(shù)據(jù)很難打通，主要原因是涉及隱私等各種各樣的原因。區(qū)塊鏈和隱私計算，使數(shù)據(jù)不出門，可用不可見，從而保護(hù)了數(shù)據(jù)隱私。以四大技術(shù)（區(qū)塊鏈、知識圖譜、隱私計算、物聯(lián)網(wǎng)）打造可信的數(shù)據(jù)底座，改變工業(yè)企業(yè)間的協(xié)作方式。企業(yè)內(nèi)部還是傳統(tǒng)的MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)，而企業(yè)外部上下游供需、商檢、倉儲物流等各種環(huán)節(jié)需要打通，因此分布式認(rèn)知技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用場景是非常好的工具，可以催生很多應(yīng)用案例。

第二個是數(shù)字城市場景。在個人信息中心化的情況下，個人隱私很難被保護(hù)，很可能網(wǎng)絡(luò)虛擬畫像比你自己還了解你。萬向區(qū)塊鏈提出 “自如城市”，即每個人都可以在數(shù)字城市中擁有虛擬的身份，不泄露個人隱私相關(guān)的信息，但虛擬消費行為、消費愛好仍然可以通過隱私計算、AI算法、加密分析完成。這樣，商家的需求匹配仍然可以很方便地進(jìn)行。

時間關(guān)系，簡單介紹一下萬向區(qū)塊鏈與摩聯(lián)科技、賽昉聯(lián)手在RISC-V成立的區(qū)塊鏈行業(yè)工作組SIG，本人任主席，摩聯(lián)科技的許剛總是副主席。希望通過工作組與各位嘉賓、各位行業(yè)專家一起集成RISC-V方案到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，使區(qū)塊鏈挑戰(zhàn)面臨的問題可以在RISC-V指令集層面、芯片層面得到促進(jìn)和提升。工作組會通過與芯片商、設(shè)備商、軟件合作伙伴共同的PoC項目，驗證和促進(jìn)共同發(fā)展。推廣RISC-V在區(qū)塊鏈框架里的應(yīng)用需要大家的共同參與，一起構(gòu)建從芯片底層到軟件到上層應(yīng)用可信的區(qū)塊鏈和RISC-V結(jié)合的框架。

目前，可信TEE環(huán)境、根信任、算法加速是RISC-V和芯片可以提供的能力，也期待有更多RISC-V和區(qū)塊鏈結(jié)合的發(fā)展。歡迎大家加入行業(yè)工作組，一起探索領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)更多商機(jī)，發(fā)現(xiàn)更多創(chuàng)新，謝謝大家！

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