بلاک چین در اینترنت اشیاء چه جایگاهی دارد؟

اخیرا بعد از آنکه شرکت مهندسی و الکترونیکی چند ملیتی بوش (bosch) در تاریخ ۱۲ نوامبر توییتی درباره‌ی کیت توسعه میان دامنه‌ای (XDK) -یک ابزار مجهز به حسگر قابل برنامه‌ریزی و پلتفرم نمونه‌سازی اینترنت اشیاء در مشارکت با شرکت آیوتا (IOTA)- منتشر کرد، توجه‌ها دوباره به سمت اینترنت اشیا بازگشته است. تعاریف متعددی برای IoT وجود دارد که ارنست و یانگ (EY) آن را این‌گونه با زبان ساده تعریف می‌کند:

اینترنت اشیاء (IoT) بیانگر ارتباط میان دستگاه‌ها (هر دستگاهی) و اینترنت از طریق نرم‌افزار کارگذاری شده و سنسورها به‌منظور برقراری ارتباط، جمع‌آوری و تبادل اطلاعات دستگاه‌ها با یکدیگر است.

در سال‌های اخیر این صنعت رشد چشمگیری داشته و همچنین تخمین‌ها و پیش‌بینی‌هایی درباره‌ی رشد و تأثیر آن در آینده اینترنت انجام شده است؛ شرکت تحقیقاتی و مشاوره‌ای Gartner تخمین زده است که تعداد دستگاه‌هایی که به IOT متصل هستند تا سال ۲۰۲۰ به ۲۰.۴ میلیارد می‌رسد و شرکت BI Intelligence معتقد است که تعداد این دستگاه‌ها به ۲۴ میلیارد خواهد رسید. در این میان، IDC، یک شرکت خدمات‌رسان جهانی در زمینه هوش اقتصادی و خدمات مشاوره‌ای، تخمین زده است که تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت اشیا تا سال ۲۰۲۰ به حدود ۳۰ میلیارد خواهد رسید. طبق آمار منبع اطلاعاتی مهم IHS Markit که شامل ۵۰۰۰ آنالیزور، دانشمند دیتا، متخصصین مالی و متخصصین صنعت است، این عدد تا سال ۲۰۳۰ به ۱۲۵ میلیارد دستگاه متصل به اینترنت اشیا خواهد رسید. طبق طرح IDC درآمد IOT تا پایان سال ۲۰۱۹ به ۳۵۷ میلیارد دلار خواهد رسید و شرکت مشاوره مدیریتی Bain & Company انتظار دارد که تا پایان سال ۲۰۲۰ این درآمد به ۴۵۰ میلیارد دلار برسد. یک شرکت مشاوره مدیریتی بین‌المللی دیگر به نام McKinsey & Company، پیش‌بینی کرده است که IOT تا سال ۲۰۲۵ در فروش جهانی به رکورد ۱۱.۱ تریلیون دلار خواهد رسید. این صنعت مسلماً یک صنعت بزرگ است و به‌صورت فزاینده‌ای در دهه‌های آینده و یا حتی در آینده دور پیشرفت خواهد کرد.

اینترنت اشیا (IOT) دقیقا چطور کار می‌کند؟

اینترنت اشیا یا IOT به معنای شبکه‌ای از دستگاه‌های متصل به هم است که می‌تواند اطلاعات را جمع‌آوری و مبادله کند. اینترنت اشیا این امکان را برای پلتفرم‌ها فراهم می‌کند که به دستگاه‌ها یک اینترنت مشترک ارائه بدهند، تا این دستگاه‌ها اطلاعاتشان را ذخیره کنند. همچنین یک زبان مشترک نیز به دستگاه‌ها ارائه می‌کند تا دستگاه‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و مردم بتوانند از آنها بهره ببرند. دستگاه‌های ارتباطی (سنسورها) در وسایل کاربردی روزمره ما از قبیل موبایل، تلویزیون، سیستم کنترل دمای داخلی، لوازم برقی، ماشین‌ها، چراغ‌های راهنمایی و تجهیزات صنعتی قرار گرفته‌اند. این سنسورها اطلاعات مربوط به موقعیت دستگاه‌های متصل را به‌طور مداوم بیرون می‌دهند و امکان تبادل اطلاعات از طریق اینترنت را برای دستگاه‌ها فراهم می‌کنند. پس از آن پلتفرم های IOT داده‌ها را به‌منظور استخراج اطلاعات مهم آنالیز کرده و برای شروع یک دستور یا عمل جدید، آن‌ها را با دستگاه‌های دیگر به اشتراک می‌گذارد. نتیجه این کار یک تجربه دل‌چسب تر، سیستم خودکاری بزرگ‌تر و افزایش کارایی برای انسان‌هاست. برای مثال می‌توان در بخش تولید، تمام اجزای مختلف و ماشین‌ها را به سنسورهایی مجهز کرد که به‌طور مداوم اطلاعات سلامتی سیستم را به برنامه موبایل اپراتورها می‌فرستند. بدین ترتیب مشکلات احتمالی می‌توانند قبل از اینکه به سیستم آسیبی بزنند شناسایی و برطرف بشوند و در وقت و هزینه شرکت‌ها صرفه‌جویی شود. در کنار اجزاء محصولی که مستقیماً در اختیار مشتری قرار می‌گیرد (مانند سیستم تهویه هوا)، می‌توان یک سنسور قرار داد که اطلاعات مربوط سلامتی و دمای سیستم را بیرون می‌دهد. اطلاعات به‌طور مداوم روی شبکه IOT دانلود و آنالیز خواهند شد و اگر مشکلی پیش بیاید مسئول خدمات مشتریان قبل از اینکه حتی شما از آن مشکل با خبر بشوید، اقدام به تعمیر می‌کند. کاربردهای IOT تقریباً بی‌نهایتند و در هر کاری استفاده می‌شوند؛ از کنترل کارکرد درست دستگاه‌های پزشکی درون بدن بیماران گرفته تا مبارزه با قطع درختان جنگلی در سراسر دنیا. ولی شبکه‌های IOT آنقدرها هم بی‌عیب و نقص نیستند. دستگاه‌ها مدام در حال مبادله اطلاعت بسیار مهم از طریق اینترنتند. این موضوع باعث می‌شود که آن‌ها به هدف اصلی هکرها تبدیل بشوند. از این رو حریم خصوصی و امنیت دو دغدغه اصلی IOT خواهند بود. یکی از معروف‌ترین حملات دستبرد به اطلاعات، حمله DDOS میرای بات نت بود که باعث ایجاد اختلال در خدمات اینترنتی تقریبا تمام بخش‌های سواحل شرقی آمریکا از جمله شبکه‌های توییتر، نتفلیکس و ردیت شد. در یک حمله‌ی امنیتی دیگر، یک خودروی جیپ به‌صورت برنامه‌ریزی شده هک شد، تا برخی از آسیب‌پذیری‌های موجود در خودروهای متصل به اینترنت اشیا و عواقب ناشی از آن مشخص بشوند. یکی دیگر از این خطرها متوجه ۵۰ هزار دستگاه تنظیم ضربان قلب سازمان FDA ( سازمان غذا و دارو آمریکا) در سال ۲۰۱۷ بود. هکرها می‌توانستند به دلیل وجود شکاف‌های امنیتی، در عملکرد دستگاه ضربان‌ساز در بدن بیمار اختلال ایجاد کنند.

تاثیر بلاک چین در بخش IOT به‌منظور غلبه بر تنگناهای متمرکز

هسته بلاک چین یک دفترکل توزیع‌شده، رمزنگاری شده و ایمن است که امکان مبادله امن اطلاعات را برای ما فراهم می‌کند. سیستم‌های IOT سنتی وابسته به یک مهندسی متمرکز هستند. اطلاعات از دستگاه به محل ذخیره‌ی ابری فرستاده می‌شوند، جایی که اطلاعات از طریق تجزیه تحلیل پردازش شده و سپس دوباره به دستگاه متصل به IOT باز می‌گردند. مقیاس پذیری این سیستم متمرکز با اتصال میلیاردها دستگاه به شبکه IOT در سال‌های آتی، بسیار محدود خواهد بود و امنیت شبکه به خاطر داشتن میلیاردها نقطه‌ضعف به خطر می‌افتد. همچنین اگر قرار باشد در آینده اشخاص ثالث به‌طور مداوم هر تراکنش کوچک بین دستگاه‌ها را تأیید و بررسی کنند، این سیستم به یک سیستم کند و بسیار پرهزینه تبدیل خواهد شد. قراردادهای هوشمند در شبکه‌های بلاک چینی یک توافق برای دستگاه‌ها ایجاد می‌کنند که در صورت تکمیل شرایط خاص اجرا شده و باعث می‌شوند که آن‌ها به‌صورت امن و مستقل کار کنند. از این‌رو تبادل اطلاعات کم هزینه‌تر، مقیاس‌پذیرتر و مستقل‌تر خواهد بود (نیاز نیست هیچ شخص ثالثی بر مبادلات نظارت داشته باشد). این قرارداد هوشمند می‌تواند از نیت افرادی که می‌خواهند از این اطلاعات به نفع خودشان استفاده کنند نیز جلوگیری کند. در چنین سیستمی اطلاعات در سرتاسر یک شبکه امنیتی رمزنگاری شده غیرمتمرکز منتشر می‌شوند. بدین ترتیب دست بردن در امنیت شبکه کار بسیار دشواری خواهد بود. در نهایت در یک شبکه متمرکز، احتمال از کار افتادن فقط با یک اشتباه کوچک بسیار زیاد است. در یک شبکه غیرمتمرکز بلاک چینی این ریسک از طریق میلیون‌ها نود که اطلاعات را بر اساس یک سیستم همتا به همتا (P2P) جابجا می‌کنند، کاهش می‌یابد و مابقی شبکه IoT بدون مشکل کار کند.

پلتفرم‌های IOT شناخته شده و مبتنی بر بلاک چین

با بزرگ‌تر شدن این صنعت، پلتفرم‌های متمرکز بر IOT بیشتری ظهور پیدا می‌کنند. آیوتا (IOTA) یکی از اولین پلتفرم‌های اینترنت اشیا مبتنی بر بلاک چین است. آیوتا به‌طور اختصاصی برای اینترنت اشیاء طراحی شده و برای دستگاه‌های متصل به هم یک لایه‌ی انتقال داده و بستر انجام تراکنش فراهم می‌کند. کمپانی آیوتا پلتفرمی به نام تنگل (Tangle) ایجاد کرده که توسعه‌دهندگان آن را به‌عنوان پلتفرمی «فراتر از بلاک چین» توصیف می‌کنند. تنگل یک شبکه غیرمتمرکز رمزنگاری شده بدون بلاک است که به‌جای پرداختن بیش از حد به تأییدیه‌های شبکه، کاربران مبادلات کاربران دیگر را تأیید می‌کنند. این مسئله یک سود دو جانبه دارد: امکان مقیاس‌پذیری بیشتر را فراهم می‌کند و با وجود آن نیازی به پرداخت کارمزد تراکنش به ماینرها نیست؛ وجود این دو فاکتور برای یک شبکه IoT کاربردی که روزانه به پردازش بیش از میلیاردها ریز تراکنش بین دستگاه‌ها می‌پردازد ضروری است.

کمپانی IOTA با چند شرکت مهم نیز وارد همکاری شده است:

بوش (BOSCH)

کیت توسعه میان‌دامنه‌ای BOSCH XDX یک دستگاه سنسوردار قابل برنامه‌ریزی و یک نمونه پلتفرم IoT است که به‌منظور جمع‌آوری به‌موقع داده‌ها استفاده می‌شود و می‌تواند از طریق بازار دیتای آیوتا به فروش برسد. فوجیتسو (FUJITSU) این شرکت در زمینه تولید صنعتی و زنجیره تامین کالا، و در یک پایگاه اطلاعاتی تغییرناپذیر و مبتنی بر اثبات مفهوم از پروتکل آیوتا بهره می‌برد. بانک نروژی (DEN NORSKE) در حال حاضر بانک دن نورسکی در همکاری با آیوتا، مشغول بررسی راه‌هایی است که پلتفرم تنگل آیوتا بتواند در زمینه پیشرفت خدمات بانکی و محصولاتش به‌کار گرفته شود. فولکس واگن (Volkswagen) شرکت تولیدکننده خودرو فولکس واگن در همکاری با آیوتا، مشغول کار بر روی پروژه‌ای به نام گذرنامه دیجیتالی خودرو است. این گذرنامه دیجیتالی اساساً یک گزارش برای کارت‌های انباشته شده در دفتر توزیع است که تضمین می‌کند فاکتورهای مهمی -مثل مسافت پیموده‌شده- قابل‌اعتماد و دقیق هستند.

اما آیوتا تنها پلتفرم بلاک چینی متمرکز بر اینترنت اشیا نیست. موارد دیگری نیز وجود دارند:

شرکت دارایی‌های دیجیتال هیوندا (HDAC) شرکت دارایی‌های دیجیتالی هیوندا در حال استفاده از تکنولوژی بلاک چین به‌منظور برقراری ارتباط سریع و مؤثر، تأیید هویت، احراز هویت و ذخیره سازی داده‌ها بین دستگاه‌های IOT است. این سیستم از یک ساختار دو زنجیره‌ای (خصوصی و عمومی) به‌منظور بالا بردن سطح و حجم تراکنش‌ها بهره می‌برد که موجب می‌شود به شکل ایده آلی برای دستگاه‌های IOT مناسب باشد. این تکنولوژی در شرکت‌های هوشمند، خانه‌ها و ساختمان‌های کوچک، تراکنش‌های دستگاه به دستگاه و عملکرد بین دستگاه‌های IOT کاربرد دارد. وی‌چین (VECHAIN) پلتفرم وی چین یک بلاک چین عمومی در سطح سازمانی است که بلاک چین در آن به روش‌های مختلفی استفاده می‌شود. تمرکز وی چین بر ادغام شبکه‌های پیشرفته‌ی IOT با شبکه‌های توزیع و نگهداری، از طریق استفاده از دستگاه‌های مجهز به اینترنت است؛ به عنوان مثال رهگیری یک معیار کلیدی مانند دما در تمام طول مسیر حمل و نقل مواد منجمد. بیشتر بخوانید: وی چین (VeChain) چیست؟ درواقع پلتفرم وی چین می‌تواند از طریق به وجود آوردن سوابق دیجیتالی ماشین از قبیل تاریخچه تعمیرات، بیمه، ثبت و نام‌نویسی یا حتی رفتارهای رانندگی که با آن خودرو انجام شده، گذرنامه خودرو را در خود داشته باشد. این کاربرد در زمینه درمان و سلامت نیز قابل تعمیم است. با رهگیری کلیه فرایندهای تولیدی دستگاه‌های پزشکی، امکان استفاده از نرم افزارهای پزشکی و مراقبتی نیز فراهم می‌آید. با این کار بیماران می‌توانند از نظارت آنی پزشک بر سلامت خود بهره‌مند بشوند و به‌صورت ایمن اطلاعات بایومتریکشان را با پزشکشان به اشتراک بگذارند. کاربرد دیگر وی چین استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا در کالاهای لوکس است. وی چین این کار را از طریق قرار دادن تراشه‌های هوشمند در کالاهای لوکس انجام می‌دهد تا برندها بتوانند سر وقت به کانال‌های فروششان نظارت داشته باشند. در نتیجه از فروش غیرقانونی جلوگیری شده و مصرف‌کننده می‌تواند از اصالت کالایی که خریداری می‌کند، مطمئن بشود. والتون چین (Waltonchain) والتون چین (Waltonchain) از تلفیق RFID (برچسب شناسایی رادیویی) و تکنولوژی بلاک چین برای ادغام مؤثر IOT ساخته شده است. تمرکز اصلی والتون چین بر روی رهگیری پردازش‌ها و محصولات در زنجیره تأمین است، جایی که تکنولوژی آن می‌تواند به‌منظور شناخت پوشاک و غذای با کیفیت، ردیابی مواد مخدر و رهگیری مطلوب از طریق قرار دادن برچسب‌های RFID و تراشه‌های کنترل‌کننده به کار برده شود. به این ترتیب اطلاعات مربوط به کالاها به‌منظور آنالیز، بر روی یک شبکه ایمن بلاک چینی قرار داده می‌شود. استریمر (Streamr) استریمر یک بلاک چین زیرساختی متن‌باز برای قوی کردن صنعت داده‌های جهان و بازگرداندن کنترل اطلاعات به مردم است. تکنولوژی استریمر می‌تواند روی اشیاء روزمره مانند خودرو برای ثبت اطلاعاتی از قبیل ترافیک، دست‌اندازها و قیمت سوخت محلی کاربرد داشته باشد. به این ترتیب راننده می‌تواند این اطلاعات را به رانندگان دیگر یا سازمان‌های مرتبط با بزرگراه‌ها بفروشد یا اطلاعات را از افراد دیگر بخرد تا بتواند در یک شهر هوشمند اینترنتی تصمیمات به‌موقع بگیرد. این اطلاعات از یک شبکه غیرمتمرکز فرد به فرد مستقل عبور کرده و سپس توسط نودها به شبکه ارسال می‌شوند و از دیتاکوین، ارز دیجیتال اصلی شبکه، قدرت می‌گیرند. این فقط یک نمونه ساده از پلتفرم IOT روی بلاک چین است و لیست کاربردهای آن با تکامل بیشتر شبکه طویل‌تر می‌شود. پروژه‌های دیگری نیز در این زمینه وجود دارند:

Ambrosus
IoT Chain
Atonomi
Chain of Things
IoTeX
OriginTrail
Slock.it
BlockMesh
Helium
Moeco
FOAM
Fysical
+Grid
Power Ledger

چالش‌های پیش‌رو بلاک چین در IOT

در این زمینه گام‌های بزرگی برای توسعه برداشته‌شده ولی نرم‌افزار IOT بلاک چین بسیار خارق‌العاده است و چند چالش مهم وجود دارد که قبل از بهره بردن از منافع بلاک چین در IOT باید با آنها روبرو شویم.

مقیاس پذیری

آیا شبکه بلاک چین می‌تواند در پنج الی ده سال آینده، بدون کند شدن تراکنش‌ها یا جریان اطلاعات، حجم بزرگ اطلاعاتی که توسط دستگاه‌های IOT به‌وجود می‌آیند را مدیریت کند؟

اینترنت اشیا به‌طور مشخص برای حل این مشکل از یک شبکه بلاک چین غیرمتمرکز استفاده نمی‌کند، بلکه به‌جای آن از پلتفرم تنگل بهره می‌برد. ولی این فقط یک پروژه است. مشکل مقیاس پذیری مدت‌هاست که در پروتکل‌های معروف‌تری مانند اتریوم و بیت کوین وجود دارد و برای میزان اطلاعاتی که دستگاه‌های IOT به وجود می‌آورند مناسب نیستند.

امنیت

شبکه‌های بلاک چینی غیرمتمرکز، سطح بالایی از امنیت را ارائه می‌کنند. اما وقتی‌که دستگاه‌های IOT به شبکه متصل می‌شوند تا چه حد آسیب پذیرند؟ (البته اگر مشکلی به وجود بیاید) این دستگاه‌ها باید به‌قدری امن و مطمئن باشند که جلوی دسترسی هکرها را بگیرند.

قابلیت همکاری

اگر واقعاً قصد بهره بردن از منافع دستگاه‌های هوشمند به هم پیوسته را داریم باید قابلیت همکاری در کراس چین (CROSS CHAIN) را مدنظر داشته باشیم. و اگرنه، می‌توانیم به موقعیتی بسنده کنیم که در آن به چند شبکه ایزوله غیرمتمرکز متصل هستیم که برای هدفی که طراحی شده‌اند خوب عمل می‌کنند، ولی توانایی برقراری ارتباط با دستگاه های دیگر را ندارند؛ چون برای این کار طراحی نشده‌اند.

موافقت‌ها و مقررات قانونی

اختصاص دادن مسئولیت‌پذیری باید با جدیت موردبررسی قرار بگیرد. همچنین چگونگی تنظیم شدن قرار دادهای هوشمند خارج از دنیای بلاک چین باید تصریح بشود. برای مثال، اگر یک دستگاه پزشکی متصل به اینترنت اشیا که درون بدن یک بیمار قرار داده شده طبق دستور قرار داد هوشمند عمل کند، اما در نهایت به بیمار صدمه بزند، مسئولیت این موضوع بر عهده کیست؟ آیا این مسئولیت به عهده شرکت تولیدکننده است یا پلتفرم IOT؟ اگر پلتفرم IOT بر پایه بلاک چین باشد، پس یک نهاد کنترل‌کننده بر آن نظارت ندارد و غیرمتمرکز است. بنابرین بردن انگشت اتهام به سمت یک نهاد پاسخگو می‌تواند یک مشکل باشد.