近年來(lái)隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用規(guī)模呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017 年物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備同比增長(zhǎng) 31%，達(dá)到了 84 億。 預(yù)計(jì)到 2020 年，這個(gè)數(shù)字將增長(zhǎng)至300億。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用為物理世界更直接地整合到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)世界創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，從而減少人力消耗，提升生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。 物聯(lián)網(wǎng)綜合了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等，擴(kuò)展了新的互聯(lián)網(wǎng)概念，從而將萬(wàn)物互聯(lián)互通。 然而，物聯(lián)網(wǎng)在帶來(lái)開放性、包容性的同時(shí)也不可避免地引入了安全性、匿名性等隱患。 為了完善網(wǎng)絡(luò)安全、更好地實(shí)現(xiàn)用戶隱私保護(hù)以及信任管理，物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)仍有待進(jìn)一步研究。

目前，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)解決方案都依賴于集中式的服務(wù)器–客戶端范例，以云計(jì)算的方式接 入物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。 在這種中心化的模式下，線性增長(zhǎng)的集中式云計(jì)算能力無(wú)法匹配爆炸式增長(zhǎng)的設(shè)備及數(shù)據(jù)規(guī)模；網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備與云服務(wù)器的傳輸帶寬限制了網(wǎng)絡(luò)性能，其網(wǎng)絡(luò)延遲也帶 來(lái)了更多安全問題；數(shù)據(jù)的集中化管理使得隱私安全問題變得突出；網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備與云服務(wù) 器的數(shù)據(jù)傳輸給物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來(lái)了較大的開銷。 因此，相繼出現(xiàn)了一些基于分布式 P2P 的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，可以解決中心化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在的問題。 然而，直至引入區(qū)塊鏈技術(shù)并將其與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，才有效地解決了物聯(lián)網(wǎng)存在的許多問題。 比如：物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間存在敏感的數(shù)據(jù)生成、交換、存儲(chǔ)，可以憑借區(qū)塊鏈的 P2P 特性確保其隱私性、魯棒性、單點(diǎn)故障容錯(cuò)性；物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、修改、刪除等每個(gè)操作，可以在區(qū)塊鏈中進(jìn)行注冊(cè)和驗(yàn)證來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng) 數(shù)據(jù)篡改、濫用行為的檢測(cè)。 此外，還可以通過區(qū)塊鏈定制和實(shí)施訪問策略，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的訪問控制。 在區(qū)塊鏈框架中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備無(wú)需人為干預(yù)就可以將數(shù)據(jù)安全地存儲(chǔ)在不同的節(jié)點(diǎn)中，并利用區(qū)塊鏈的特性保證其去中心化信任、真實(shí)性、安全性、隱私性等。 本文將綜述相關(guān)文獻(xiàn)，并主要介紹了區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。

1 區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景

1.1區(qū)塊鏈技術(shù)概述

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N以密碼學(xué)算法為基礎(chǔ)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)分布式賬本技術(shù)，其本質(zhì)是一種互聯(lián)網(wǎng)共享 數(shù)據(jù)庫(kù)。 區(qū)塊鏈?zhǔn)状螐募夹g(shù)上解決了基于信任的中心化模型帶來(lái)的安全問題，它基于密碼學(xué)算法保證數(shù)據(jù)與價(jià)值的安全轉(zhuǎn)移，基于哈希鏈及時(shí)間戳機(jī)制保證數(shù)據(jù)的可追溯和不可篡改的 特性，基于共識(shí)算法保證節(jié)點(diǎn)間區(qū)塊數(shù)據(jù)的一致性。 區(qū)塊鏈技術(shù)自 2008 年比特幣提出以來(lái)迅速得到了應(yīng)用。 最初，區(qū)塊鏈技術(shù)主要應(yīng)用在數(shù)字貨幣領(lǐng)域，并出現(xiàn)了多種類比特幣的數(shù)字貨幣。 2014 年后，越來(lái)越多的領(lǐng)域開始嘗試與區(qū)塊鏈相結(jié)合，催生了廣闊的應(yīng)用前景。

區(qū)塊鏈?zhǔn)怯砂灰仔畔⒌膮^(qū)塊從后向前有序鏈接起來(lái)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 每個(gè)區(qū)塊頭都包含它的父區(qū)塊哈希值，這樣把每個(gè)區(qū)塊鏈接到各自父區(qū)塊的哈希值序列就創(chuàng)建了一條一直可以 追溯到第 1 個(gè)區(qū)塊（創(chuàng)世區(qū)塊）的鏈條。 隨著鏈上新區(qū)塊的產(chǎn)生，該區(qū)塊鏈的本地副本會(huì)不斷地更新維護(hù)這個(gè)鏈，并通過共識(shí)算法和其他同步機(jī)制來(lái)保證每個(gè)區(qū)塊鏈副本的最終一致性。 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)分布式的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)完整節(jié)點(diǎn)都存儲(chǔ)了所有交易數(shù)據(jù)，而不需 要第 3 方或中心化的節(jié)點(diǎn)來(lái)控制交易或數(shù)據(jù)。 這種分布式的數(shù)據(jù)管理架構(gòu)賦予了區(qū)塊鏈應(yīng)用去中心化、開放性、自治性、信息不可篡改性和匿名性等優(yōu)勢(shì)。

1.2區(qū)塊鏈層級(jí)架構(gòu)

現(xiàn)有的區(qū)塊鏈架構(gòu)一般從下到上分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、合約層、應(yīng)用層，如圖 1所示。

圖 1 區(qū)塊鏈架構(gòu)圖

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)層一般是基于 levelDB 等數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)的。 區(qū)塊體以 Merkle 樹的形式存儲(chǔ)了交易數(shù)據(jù)和賬戶數(shù)據(jù)等，而區(qū)塊頭則存儲(chǔ)了區(qū)塊父哈希值和 Merkle 樹的根以及用于挖礦的nonce 值等數(shù)據(jù)，形成了區(qū)塊鏈基礎(chǔ)的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。 除此之外，數(shù)據(jù)層還包括了時(shí)間戳技術(shù)和非對(duì)稱加密技術(shù)等，是區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可溯源且不可篡改的基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)層則決定了區(qū)塊鏈的分布式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?這一層包括了節(jié)點(diǎn)間的分布式 P2P 通信協(xié)議、區(qū)塊同步算法、數(shù)據(jù)傳播與數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、消息廣播、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

共識(shí)層主要涉及區(qū)塊鏈的共識(shí)算法，包括了區(qū)塊驗(yàn)證、礦工競(jìng)爭(zhēng)出塊、最長(zhǎng)鏈確認(rèn)等。 較為成熟的共識(shí)算法有：工作量證明算法（proof of work， PoW）、權(quán)益證明算法（proof of stake， PoS）、股份授權(quán)證明算法（delegate proof of stake， DPoS）以及實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法（practical Byzantine fault tolerance， PBFT）。 共識(shí)算法是區(qū)塊鏈的核心機(jī)制。 各類共識(shí)算法各有利弊，目前已有許多工作針對(duì)共識(shí)算法進(jìn)行了創(chuàng)新與優(yōu)化。

合約層包括了智能合約的部署、合約測(cè)試、日志管理、實(shí)例管理、合約接口等。 智能合約即在區(qū)塊鏈上運(yùn)行的圖靈完備腳本語(yǔ)言，無(wú)需人工干預(yù)就可以在約束條件下自動(dòng)觸發(fā)，執(zhí)行 事先約定好的一切條款。 這也是區(qū)塊鏈能夠解決去信任的關(guān)鍵技術(shù)之一。

應(yīng)用層則包括了運(yùn)行在區(qū)塊鏈上的去中心化應(yīng)用程序（decentralized application， DAPP），以及一些接口調(diào)用。 應(yīng)用層封裝了各種應(yīng)用和案例，支撐區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)在金融貨幣、供應(yīng)鏈、物聯(lián)網(wǎng)、征信、社交娛樂等領(lǐng)域的應(yīng)用落地。

1.3區(qū)塊鏈在實(shí)際物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用場(chǎng)景

當(dāng)前區(qū)塊鏈技術(shù)已用于多種物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，涉及了如傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、身份管理、時(shí)間戳服務(wù)、可穿戴設(shè)備、供應(yīng)鏈管理等多種技術(shù)，涵蓋了農(nóng)業(yè)、金融、醫(yī)療、交通等各個(gè)領(lǐng)域，如圖2 所示。

圖 2 區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用場(chǎng)景

在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域中，無(wú)人機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用受到了安全和數(shù)據(jù)隱私等因素的制約，而區(qū)塊 鏈可以為無(wú)人機(jī)管控提供更高水平的透明度、安全性、可信度和效率。 例如沃爾瑪在 2019 年 8 月 1 日公布了此前申請(qǐng)的名為“使用區(qū)塊鏈克隆無(wú)人機(jī)”的專利，旨在以區(qū)塊鏈技術(shù)保障無(wú)人機(jī)包裹遞送系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完整和安全。 文獻(xiàn) 通過哈希算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名，并提供了一種圖像和傳感器采集數(shù)據(jù)的加密方法，通過時(shí)間戳機(jī)制記錄包含了 GPS 位置信息的交易日志，基于區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)了一個(gè)通用、可擴(kuò)展且易于管理的無(wú)人機(jī)訪問控制系統(tǒng)。 相信在不久的將來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)可以在對(duì)消費(fèi)者友好的小型無(wú)人機(jī)上實(shí)現(xiàn)，并且其服務(wù)器可以在諸如手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上運(yùn)行。

區(qū)塊鏈在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。 在車聯(lián)網(wǎng)中，車輛需要收集并共享數(shù)據(jù)以提高駕駛安全性，提供更好的服務(wù)質(zhì)量。 區(qū)塊鏈技術(shù)的引入一方面解決了集中式管理架構(gòu)中車輛因擔(dān)心單點(diǎn)故障和數(shù)據(jù)操控而不愿意將數(shù)據(jù)上傳至基礎(chǔ)設(shè)施的問題，另一方面也解決了分布式管理架構(gòu)中未授權(quán)的數(shù)據(jù)訪問和安全保護(hù)問題。 文獻(xiàn) 利用區(qū)塊鏈建立分布式數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理車輛數(shù)據(jù)，通過部署智能合約來(lái)保證路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施（roadside units， RSUs）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全與高效，通過基于信譽(yù)的數(shù)據(jù)分享方案來(lái)選擇更加可靠的數(shù)據(jù)源以提高數(shù)據(jù)可信度。 車輛可以選擇高質(zhì)量、高可信的數(shù)據(jù)提供者，確保了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)共享的安全性。 結(jié)果表明： 相比于傳統(tǒng)方法，該方案在提高異常車輛的檢測(cè)率以及確保數(shù)據(jù)共享的安全性方面具有很大優(yōu)勢(shì)。

在未來(lái)電網(wǎng)中，除了主電網(wǎng)之外，間歇性能源和微電網(wǎng)也將成為能源供應(yīng)的重要組成部分。 文獻(xiàn) 將區(qū)塊鏈與智能電網(wǎng)相結(jié)合，創(chuàng)建了一個(gè)更加高效的系統(tǒng)，通過人工智能和微交易來(lái)匹配電力需求和供應(yīng)，更加合理地利用了分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的電力資源。 文獻(xiàn) 提出了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的安全、透明、分布式的電力交易模型以消除傳統(tǒng)能源市場(chǎng)的壟斷，促進(jìn)了能源和信用的合理交易，實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)的能源管理需求。 現(xiàn)有的項(xiàng)目比如 Energo 就是通過代幣的形式評(píng)估能源的占有量和消耗量，通過智能合約調(diào)整交易規(guī)則和電網(wǎng)切換策略；基于區(qū)塊鏈和本地微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)清潔能源計(jì)量、登記、管理、交易與結(jié)算的去中心化系統(tǒng)。 目前， 該系統(tǒng)已在東南亞和澳洲得到了推廣與部署。

在農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)任锫?lián)網(wǎng)場(chǎng)景下，傳感器數(shù)據(jù)是重要的組成部分，物聯(lián)網(wǎng)的正常運(yùn)行依賴于大量傳感器數(shù)據(jù)的傳輸，而區(qū)塊鏈與傳感器技術(shù)相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的存證和溯源， 是提高物聯(lián)網(wǎng)去中心化信任和安全的有效手段。 文獻(xiàn) 分析了在實(shí)際運(yùn)輸鏈應(yīng)用場(chǎng)景中， 基于區(qū)塊鏈的谷物質(zhì)量跟蹤系統(tǒng)的可行性。 文章指出：該系統(tǒng)可以將巴西的大豆出口收益額度提高約 15%. 加拿大的 Transport Genie 公司通過傳感器檢測(cè)運(yùn)輸車輛車廂內(nèi)微氣候，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)保存與傳輸數(shù)據(jù)，使供應(yīng)商、運(yùn)輸單位、食品公司都能實(shí)時(shí)掌握運(yùn)輸途中生鮮家畜的狀況。 同時(shí)，該系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了傳感器數(shù)據(jù)的不可篡改與供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的可溯源，在很大程度上確保了農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)的安全。

除此之外，還有更多物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域都因?yàn)橐肓藚^(qū)塊鏈技術(shù)而具備了更強(qiáng)的安全、隱私、信任等特性。 區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景，因此進(jìn)一步研究區(qū)塊鏈底層技術(shù)以及與物聯(lián)網(wǎng)更加有效的結(jié)合方式變得尤為重要。

2 針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈底層技術(shù)研究

區(qū)塊鏈技術(shù)可以解決物聯(lián)網(wǎng)的許多問題，但區(qū)塊鏈本身并不是專門為物聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)的， 怎樣將區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)可行有效地結(jié)合是一個(gè)值得研究的問題。 目前，已有很多研究對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了討論。 文獻(xiàn) 分析了區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備更新場(chǎng)景下的應(yīng)用，提出合理地設(shè)計(jì)區(qū)塊鏈系統(tǒng)可以有效提升物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備更新的可用性，降低設(shè)備承受惡意攻擊的風(fēng)險(xiǎn)， 提高設(shè)備的持久性。 文獻(xiàn) 提出：在物聯(lián)網(wǎng)中，區(qū)塊鏈和其他技術(shù)的結(jié)合可以有效地應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算架構(gòu)，解決隱私與安全問題。 此外，區(qū)塊鏈本身也存在一些短板亟待解決，例如交易通量受限導(dǎo)致的系統(tǒng)性能低下，使得其不能滿足物聯(lián)網(wǎng)中需要頻繁數(shù)據(jù)交換的應(yīng)用場(chǎng)景；共識(shí)算法缺陷導(dǎo)致的系統(tǒng)去中心化不完全，使得物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不能完全發(fā)揮區(qū)塊鏈的去中心化優(yōu)勢(shì)；區(qū)塊生成的冗余計(jì)算導(dǎo)致的大量能源消耗，使得傳感器網(wǎng)絡(luò)等能源受限網(wǎng)絡(luò)的壽命減少；鏈上數(shù)據(jù)公開以及交易過程中的數(shù)據(jù)泄露，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的隱私安全問題等。 因此，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的同時(shí)仍需針對(duì)實(shí)際場(chǎng)景對(duì)區(qū)塊鏈進(jìn)行一定的優(yōu)化與改進(jìn)。

設(shè)計(jì)新的系統(tǒng)架構(gòu)、共識(shí)算法、智能合約、加密算法、時(shí)間戳技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等，可 以使得區(qū)塊鏈更加適用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。 例如文獻(xiàn) 提出了一種優(yōu)化的區(qū)塊鏈，可以解決經(jīng)典區(qū)塊鏈中的高資源消耗、低擴(kuò)展性、長(zhǎng)處理時(shí)間的問題，同時(shí)為物聯(lián)網(wǎng)保留了安全性與隱私 性。 為了更好地與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，現(xiàn)有的針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下區(qū)塊鏈底層技術(shù)的研究大多從以下三方面展開：系統(tǒng)架構(gòu)、共識(shí)算法、智能合約。

2.1系統(tǒng)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷了從服務(wù)器–客戶端到開放式云中心，再到分布式 P2P 的過程， 如圖 3 所示。 傳統(tǒng)的基于云服務(wù)器的物聯(lián)網(wǎng)存在一些固有的安全隱患，服務(wù)器若出錯(cuò)或被攻擊將直接影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 此外，若單個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備被攻擊，則可能通過拒絕服務(wù)（denial of service， DoS）攻擊破壞整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，從而影響到網(wǎng)絡(luò)安全。 相比之下，基于區(qū)塊鏈的分布式P2P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)則不依賴于某個(gè)中心節(jié)點(diǎn)或云服務(wù)器，且事務(wù)或交易在網(wǎng)絡(luò)中以加密的形式操作和驗(yàn)證，因此在單個(gè)惡意節(jié)點(diǎn)存在的情況下可以拒絕該節(jié)點(diǎn)對(duì)鏈上數(shù)據(jù)的操作。

圖 3 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)發(fā)展

針對(duì)適用于物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈架構(gòu)，研究者們提出了許多解決方案。 例如文獻(xiàn) 考慮到典型的智能家居環(huán)境，基于區(qū)塊鏈技術(shù)提出了一種新的輕量級(jí)體系架構(gòu)。 該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為 3 層：智能家居、覆蓋網(wǎng)絡(luò)、云存儲(chǔ)。 智能家居層在區(qū)塊中加入 Policy Header，解決了身份認(rèn)證和訪問控制等問題；覆蓋網(wǎng)絡(luò)層通過簽名與驗(yàn)簽、賬戶公鑰與 ID 解決了隱私問題；云存儲(chǔ)層通過數(shù)據(jù)的哈希簽名解決分布式節(jié)點(diǎn)的信任問題。 文獻(xiàn) 基于區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)新的物聯(lián)網(wǎng)分布式訪問控制系統(tǒng)，使用區(qū)塊鏈存儲(chǔ)并分發(fā)訪問控制信息。 該系統(tǒng)由管理中心節(jié)點(diǎn)將多個(gè)約束網(wǎng)絡(luò)同時(shí)連接至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，因此具有很好的擴(kuò)展性與靈活性，能夠適用于各種 物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景。 文獻(xiàn) 提出了 IoTChain，結(jié)合了基于對(duì)象的物聯(lián)網(wǎng)安全架構(gòu)（object security architecture for the Internet of Things）和 ACE 授權(quán)框架，使 ACE 授權(quán)階段變得可信而靈活。 該文以區(qū)塊鏈替換單個(gè) ACE 授權(quán)服務(wù)器，由智能合約處理授權(quán)請(qǐng)求，使用自我修復(fù)的密鑰分發(fā)方案實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的高效管理。 文獻(xiàn) 提出了一個(gè)多層分布式網(wǎng)絡(luò)模型，有機(jī)地結(jié)合了區(qū)塊鏈技術(shù)的安全性、可靠性和云服務(wù)器架構(gòu)的高性能和管控能力。 該模型將網(wǎng)絡(luò)分為邊緣層和高級(jí)層。 邊緣層包括了本地物聯(lián)網(wǎng)實(shí)體，并提供與高級(jí)層的接口。 邊緣層與當(dāng)前的集中式網(wǎng)絡(luò)模型一致：云服務(wù)器管理設(shè)備數(shù)據(jù)并處理請(qǐng)求，相當(dāng)于實(shí)現(xiàn) IoT 的局域網(wǎng)。 高級(jí)層連接邊緣層并實(shí)現(xiàn) IoT 的廣域網(wǎng)功能。 在高級(jí)層中，同一層的所有節(jié)點(diǎn)均以分布式方式運(yùn)行，基于拜占庭容錯(cuò)（Byzantine fault tolerance， BFT）算法來(lái)維護(hù)分布式記錄的數(shù)據(jù)，使同一層的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了自我管理和一定程度的容錯(cuò)；針對(duì)跨層通信，該模型也設(shè)計(jì)了特定的跨層尋址與 數(shù)據(jù)傳輸方法。 這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為建立廣域安全物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)提供了可行的解決方案。

設(shè)計(jì)更適合物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構(gòu)，是兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域交叉融合的基礎(chǔ)。 據(jù)現(xiàn)有的研究來(lái)看，完全分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)并不是最適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景的架構(gòu)，而多層可擴(kuò)展的區(qū)塊鏈 架構(gòu)能夠在擁有區(qū)塊鏈優(yōu)勢(shì)的情況下更有效地兼容物聯(lián)網(wǎng)原有的功能，如圖 4 所示。 同時(shí)，隨著下一代物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算的快速發(fā)展，分層結(jié)構(gòu)的霧計(jì)算將成為更高效的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。 區(qū)塊鏈與霧計(jì)算結(jié)合將是未來(lái)區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)研究的重要發(fā)展方向。

圖 4 結(jié)合霧計(jì)算的區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)多層架構(gòu)

2.2共識(shí)算法

在區(qū)塊鏈中，共識(shí)機(jī)制用于分布式 P2P 網(wǎng)絡(luò)能確保各節(jié)點(diǎn)維護(hù)相同內(nèi)容和順序的交易記錄。 在共識(shí)過程中，各節(jié)點(diǎn)獨(dú)立構(gòu)造候選區(qū)塊，獲得記賬權(quán)的節(jié)點(diǎn)將自身構(gòu)造的區(qū)塊廣播至其他節(jié)點(diǎn)，而其他節(jié)點(diǎn)將收到的有效區(qū)塊加入各自區(qū)塊鏈。 共識(shí)算法是區(qū)塊鏈的核心技術(shù)之一， 在保證其去中心化、維護(hù)其安全性等方面發(fā)揮著重要作用。 類似傳統(tǒng) PoW 的共識(shí)算法具有較高的安全性，但其挖礦過程給區(qū)塊鏈帶來(lái)了低通量、低可擴(kuò)展性以及高能耗的問題，這在物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中是不可接受的。 因此，優(yōu)化或設(shè)計(jì)更適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的共識(shí)算法已經(jīng)成為區(qū)塊鏈落地的關(guān)鍵問題。

文獻(xiàn) 對(duì)比了傳統(tǒng)區(qū)塊鏈與有向無(wú)環(huán)圖（directed acyclic graph， DAG）區(qū)塊鏈的共識(shí)算法，DAG（即以網(wǎng)狀拓?fù)涠擎準(zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存儲(chǔ)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)）概念作為共識(shí)算法，最早在2013年由以色列希伯來(lái)大學(xué)學(xué)者提出。 文章認(rèn)為：在沒有礦工參與的情況下，交易有向無(wú)環(huán)圖（transaction directed acyclic graph， TDAG）區(qū)塊鏈的共識(shí)過程相比于 PoW 具有更好的去中心化程度、更小的能源消耗以及更高的可擴(kuò)展性。 提出區(qū)塊鏈應(yīng)用DAG的共識(shí)算法，可以給邊緣設(shè)備為主的物聯(lián)網(wǎng)提供完整有效的解決方案。 文獻(xiàn) 提出了一種適用于物聯(lián)網(wǎng)的輕量級(jí)區(qū)塊鏈共識(shí)算法：身份認(rèn)證證明。 它包括了兩個(gè)認(rèn)證步驟：1）認(rèn)證區(qū)塊以及區(qū)塊的源。 2）在可信節(jié)點(diǎn)成功認(rèn)證區(qū)塊之后，第 1 個(gè)認(rèn)證該區(qū)塊的節(jié)點(diǎn)信任值增加一個(gè)單位。 之后所有節(jié)點(diǎn)更新區(qū)塊，在此過程中區(qū)塊內(nèi)的非法交易會(huì)被識(shí)別出，任何對(duì)這個(gè)區(qū)塊進(jìn)行過錯(cuò)誤認(rèn)證的節(jié)點(diǎn) 將失去一個(gè)單位的信任值，直至成為一個(gè)普通節(jié)點(diǎn)。 身份認(rèn)證證明不需要逆 Hash 計(jì)算，從而減少了能源消耗，使區(qū)塊鏈可以有效地集成到資源約束網(wǎng)絡(luò)，并且在分層網(wǎng)絡(luò)和霧計(jì)算場(chǎng)景 中依然有效。 文獻(xiàn) 為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景提出了一種混合區(qū)塊鏈 Hybrid-IoT. 在 Hybrid-IoT 中，IoT 設(shè)備以 PoW 區(qū)塊鏈的形式組成若干小組，而各 PoW 區(qū)塊鏈之間使用 BFT 共識(shí)算法連接，這種共識(shí)類似于跨鏈交互的 Polkadot或Cosmos. 文獻(xiàn) 分析了PoW 共識(shí)算法在子區(qū)塊鏈應(yīng)用的有效性，證明了 PoW 與 BFT 混合共識(shí)的安全性，為針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈共識(shí)算法設(shè)計(jì)提供了新的解決方案。

共識(shí)算法作為區(qū)塊鏈的核心技術(shù)，其優(yōu)化與改進(jìn)對(duì)區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)的性能表現(xiàn)起重要作用。 在大多數(shù)情況下，PoW 類的共識(shí)算法不再適用于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。 相比之下，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大且安全性要求高的環(huán)境下，可以使用 PoS 共識(shí)算法。 在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小、安全性要求不太嚴(yán)苛的環(huán)境下，可以使用 DPoS 和 PBFT 等共識(shí)算法。 總的來(lái)說，更多的工作應(yīng)針對(duì)更高效、更節(jié)能、更大交易吞吐量的共識(shí)算法進(jìn)一步研究；而更加前沿的 DAG 無(wú)鏈結(jié)構(gòu)共識(shí)算法，省去了打包區(qū)塊的時(shí)間，在效率方面有了質(zhì)的飛躍。 使區(qū)塊鏈的容量和速度有了質(zhì)的提升，DAG 共識(shí)算法的應(yīng)用也將成為區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)的新趨勢(shì)。

2.3智能合約

區(qū)塊鏈在去中心化數(shù)字貨幣等領(lǐng)域取得成功后，支持各類智能合約的區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)使得區(qū) 塊鏈技術(shù)在其他領(lǐng)域得到了更廣泛的應(yīng)用。 智能合約是一種使用區(qū)塊鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)各方之間協(xié)議的方法。 通過使用加密算法和其他區(qū)塊鏈安全機(jī)制，智能合約允許在沒有第3方的情況下執(zhí)行可信交易。 這些交易是可追蹤的，也是不可逆轉(zhuǎn)的。 因此，智能合約提供了優(yōu)于傳統(tǒng)合約的安全性，并降低了與合同相關(guān)的其他交易成本。

智能合約本質(zhì)上是在區(qū)塊鏈的特定地址上記錄的預(yù)定義指令和數(shù)據(jù)的集合。 合約操作的結(jié)果通過礦工的共識(shí)打包進(jìn)區(qū)塊中，保證了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)同步更新數(shù)據(jù)。 由智能合約定義的公共函數(shù)或應(yīng)用程序二進(jìn)制接口（application binary interface， ABI）允許用戶在給定預(yù)定義的業(yè)務(wù)邏輯或合同協(xié)議的情況下與它們進(jìn)行交互。 智能合約將操作邏輯封裝為字節(jié)碼并對(duì)分布礦工執(zhí)行圖靈完整計(jì)算，允許用戶將更復(fù)雜的業(yè)務(wù)模型轉(zhuǎn)化為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的新類型的交易， 因此可以提供可擴(kuò)展的解決方案，允許物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上完成更靈活、更細(xì)粒度、更復(fù)雜的業(yè)務(wù)。

文獻(xiàn) 在以太坊基礎(chǔ)上根據(jù)智能合約定義的訪問控制方法，通過檢查對(duì)象的行為來(lái)實(shí)現(xiàn)基于預(yù)定義策略的靜態(tài)/動(dòng)態(tài)訪問權(quán)限驗(yàn)證。 訪問控制框架包括了多個(gè)訪問控制合約（access control contracts， ACC）、一個(gè)裁決合約（judge contract， JC）和一個(gè)注冊(cè)合約（register contract， RC）。 ACC 為每對(duì)主體–客體提供一種訪問控制方法，通過檢測(cè)主體的行為來(lái)實(shí)現(xiàn)基于預(yù)定義策略的靜態(tài)/動(dòng)態(tài)訪問權(quán)限驗(yàn)證。 JC 實(shí)現(xiàn)了一個(gè)非法行為的判斷算法， 通過接收 ACC 的行為報(bào)告來(lái)輔助 ACC 進(jìn)行動(dòng)態(tài)驗(yàn)證并懲罰非法行為。 RC 注冊(cè)登記訪問控制以及非法行為判斷方法的信息，并提供管理這些方法的接口。 該訪問控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，證明了利用區(qū)塊鏈智能合約實(shí)現(xiàn)分布式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備訪問控制的可行性。 文獻(xiàn) 基于以太坊區(qū)塊鏈開發(fā)了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理系統(tǒng)。 該系統(tǒng)將密碼公鑰存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，而將私鑰保存在各個(gè)設(shè)備上，通過圖靈完備語(yǔ)言編寫的智能合約輕松管理物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的配置并構(gòu)建密鑰管理系統(tǒng)。 智能合約的應(yīng)用使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的管理達(dá)到了更細(xì)的粒度。

通過智能合約區(qū)塊鏈能靈活地實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用功能，因此智能合約已經(jīng)成為區(qū)塊鏈技術(shù) 在各個(gè)領(lǐng)域落地的關(guān)鍵點(diǎn)。 除了訪問控制和設(shè)備管理等，當(dāng)前區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)中供應(yīng)鏈產(chǎn)品溯源、傳感器質(zhì)量控制、分布式智能電網(wǎng)等應(yīng)用都依賴于智能合約來(lái)實(shí)現(xiàn)，可見智能合約在物聯(lián) 網(wǎng)中的應(yīng)用場(chǎng)景仍有待開發(fā)。 與此同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能合約代碼審計(jì)和代碼安全等問題也將成為重要的研究方向。

3 區(qū)塊鏈為物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的新挑戰(zhàn)

區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的有效結(jié)合，為物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了去中心化信任、安全、不可篡改、可溯源等優(yōu)勢(shì)；同時(shí)區(qū)塊鏈本身作為一個(gè)尚在發(fā)展的新技術(shù)，也為物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了新的問題和挑戰(zhàn)， 這意味著對(duì)區(qū)塊鏈進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計(jì)的同時(shí)對(duì)區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)也有了更高的技術(shù)要求。 目前，大部分工作將重點(diǎn)放在隱私安全、節(jié)能高效、通量性能等方面。

3.1隱私安全

如今物聯(lián)網(wǎng)與人們的日常生活息息相關(guān)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備遍布城市各個(gè)角落。 各類傳感器以及通信設(shè)備承載的海量數(shù)據(jù)信息也引起了人們對(duì)于隱私安全方面的擔(dān)憂，尤其在區(qū)塊鏈系統(tǒng) 中交易數(shù)據(jù)公開透明地存儲(chǔ)在鏈上，雖然地址與用戶真實(shí)身份是匿名對(duì)應(yīng)的關(guān)系，但仍然帶 來(lái)了嚴(yán)重的安全隱患。 在涉及敏感數(shù)據(jù)的應(yīng)用中，如何確保數(shù)據(jù)隱私安全是區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)需要研究的重要問題。

文獻(xiàn) 首次提出了用區(qū)塊鏈來(lái)保障物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)隱私安全的方法——FairAccess，利用分布式賬本的一致性來(lái)解決物聯(lián)網(wǎng)中集中式和分布式訪問控制的問題，開辟了區(qū)塊鏈新的使用 領(lǐng)域，即物聯(lián)網(wǎng)訪問控制。 文獻(xiàn) 提出了ControlChain，這是一種基于區(qū)塊鏈的訪問控制架構(gòu)。 該架構(gòu)不但可以保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)的隱私安全，而且可以與物聯(lián)網(wǎng)中的各種訪問控制模型兼容。 文獻(xiàn) 提出了一種區(qū)塊鏈連接網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)，可以自適應(yīng)地保護(hù)用戶隱私安全。 區(qū)塊鏈在用戶和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間起著中介的作用，用戶可以獲得連接到區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)的設(shè)備信息以及隱私 策略。 用戶通過網(wǎng)關(guān)訪問設(shè)備，而不是直接訪問以免數(shù)據(jù)泄露。 此外，區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)將存儲(chǔ)用戶對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的隱私偏好。 由于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的不可篡改性，存儲(chǔ)的用戶偏好信息可用于解決用戶和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者之間的隱私爭(zhēng)議。 該區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)在不改變傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的情況下，為提高用戶隱私安全和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用信任做出了貢獻(xiàn)。 然而，即使在區(qū)塊鏈架構(gòu)下，如果數(shù)據(jù)是通過高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（advanced encryption standard， AES）等對(duì)稱密鑰方案加密的， 那么在礦工驗(yàn)證出塊的過程中，密鑰與數(shù)據(jù)也會(huì)一起共享，這意味著區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)隱私性依然是個(gè)問題。 文獻(xiàn) 基于屬性加密算法（attribute-based encryption， ABE）提出了一種隱私保護(hù)的區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，將 ABE 加密技術(shù)應(yīng)用于區(qū)塊鏈以重構(gòu)區(qū)塊鏈協(xié)議，為物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)提供了端到端的隱私保護(hù)方案，為解決實(shí)際應(yīng)用問題提供了新的思路。 然而，基于加密算法的隱私安全優(yōu)化也會(huì)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來(lái)更多的計(jì)算開銷，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景權(quán)衡利弊。

3.2節(jié)能高效

在分布式 P2P 網(wǎng)絡(luò)中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大多是嵌入式終端或傳感器節(jié)點(diǎn)，具有較低的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力。 在使用電池供能的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，能源消耗甚至直接影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命。 設(shè)備性能的影響極大地限制了區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，因此如何保障區(qū)塊鏈的節(jié)能高效是一個(gè)必須解決的問題。

文獻(xiàn) 分析了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用區(qū)塊鏈的 3 個(gè)限制條件：一是區(qū)塊鏈挖礦需要大量的計(jì)算資源，使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不適合成為礦工節(jié)點(diǎn)；二是區(qū)塊鏈的任何設(shè)備都需要一套完整的加密功能，這提高了硬件設(shè)備的最低門檻；三是每個(gè)完整節(jié)點(diǎn)需要存儲(chǔ)區(qū)塊鏈副本，但一般的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可能無(wú)法提供如此大的存儲(chǔ)容量。 因此，該文提出了基于 Twitter 概念的 Tweetchain， 使用類似推文的結(jié)構(gòu)對(duì)交易和狀態(tài)進(jìn)行編碼，重新制定共識(shí)協(xié)議以取代工作量證明，從而大幅降低區(qū)塊鏈的性能開銷。 文獻(xiàn) 認(rèn)為區(qū)塊鏈計(jì)算開銷昂貴，可擴(kuò)展性有限，并且有顯而易見的帶寬開銷和延遲，不適合物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，于是提出了一個(gè)分層的輕量級(jí)可擴(kuò)展區(qū)塊鏈（lightweight scalable blockchain， LSB）。 LSB 針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)需求進(jìn)行優(yōu)化，包括輕量級(jí)的共識(shí)算法、分布式信任和通量管理算法以及交易路由和數(shù)據(jù)流的分離，大大降低了能源消耗，使得區(qū)塊鏈能夠適用于低性能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

據(jù)當(dāng)前已有的研究來(lái)看，共識(shí)算法依然是制約物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能耗開銷的最主要的問題。 在一般的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景下，采用輕量級(jí)的共識(shí)協(xié)議可以有效降低物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備計(jì)算、通信和存儲(chǔ) 的負(fù)擔(dān)，但在類似無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等更加嚴(yán)苛的能源受限環(huán)境中，針對(duì)區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)能 高效問題仍有待進(jìn)一步研究。

3.3通量性能

通量和性能的提升是目前區(qū)塊鏈領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。 現(xiàn)有區(qū)塊鏈通量有限，比特幣平均每秒只能處理 7 筆交易，以太坊平均每秒只能處理 15 筆交易。 雖然使用效率更高的共識(shí)算法可以在一定程度上提升每秒交易數(shù)量（transactions per second， TPS），但仍難以滿足業(yè)務(wù)需求。在物聯(lián)網(wǎng)的某些場(chǎng)景下，提升區(qū)塊鏈的通量性能也是應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的重要前提。 文獻(xiàn) 提出網(wǎng)絡(luò)吞吐量是物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的一個(gè)重要指標(biāo)。 文獻(xiàn) 就適用于物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈進(jìn)行了評(píng)估， 認(rèn)為基于拜占庭容錯(cuò)共識(shí)的大規(guī)模區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中表現(xiàn)為通量性能存在很大的不足， 并且該不足隨節(jié)點(diǎn)規(guī)模的增長(zhǎng)越發(fā)明顯。

當(dāng)前許多區(qū)塊鏈的交易通量并不足以支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，因此出現(xiàn)了許多針對(duì)區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)提升交易通量的工作。 文獻(xiàn) 對(duì)區(qū)塊鏈的優(yōu)化在一定程度上減少了帶寬要求和處理時(shí)間， 提升了網(wǎng)絡(luò)通量。 文獻(xiàn) 實(shí)現(xiàn)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)霧計(jì)算的區(qū)塊鏈云架構(gòu)，并通過通量、響應(yīng)時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)延遲來(lái)評(píng)估系統(tǒng)。 實(shí)驗(yàn)顯示該架構(gòu)可以有效提升區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)通量，但從目前的工作來(lái)看，區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)在通量上的改進(jìn)并不明顯。 通量性能可能還需要在區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施的大幅優(yōu)化之后才能得到明顯的提升。 目前比特幣、以太坊等團(tuán)隊(duì)也正在著重針對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行優(yōu)化。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著數(shù)字驅(qū)動(dòng)的互聯(lián)網(wǎng)世界高速發(fā)展，萬(wàn)物互聯(lián)的概念越來(lái)越接近現(xiàn)實(shí)。 在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量呈爆炸式增長(zhǎng)同時(shí)區(qū)塊鏈技術(shù)日益進(jìn)步的情況下，物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)成為 非常值得關(guān)注的研究問題。 在物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)下，區(qū)塊鏈可以提供一個(gè)分布式去中心化信任平臺(tái)。借助密碼學(xué)、哈希鏈、時(shí)間戳、共識(shí)算法等技術(shù)解決了物聯(lián)網(wǎng)存在的安全、隱私、信任等舊問 題，賦予了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)去中心化、可追溯、不可篡等新特性，從而使區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)在智能家 居、智慧城市、可穿戴醫(yī)療設(shè)備、物流保障、傳感器數(shù)據(jù)安全等眾多領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用前景。

本文針對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下的應(yīng)用與優(yōu)化、提升與挑戰(zhàn)，綜述了目前的研究成果和熱點(diǎn)問題。 可以看到，區(qū)塊鏈在有效提升物聯(lián)網(wǎng)表現(xiàn)的同時(shí)也存在需要研究和解決的問題。 近年來(lái)，學(xué)術(shù)界也針對(duì)區(qū)塊鏈及其在實(shí)際應(yīng)用中的核心問題與關(guān)鍵技術(shù)開展了相關(guān)研究。 但目前區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)仍處于起步階段，并沒有一個(gè)完美的解決方案，因此針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊 鏈底層技術(shù)，尤其是共識(shí)算法的研究十分重要。 可以說在這個(gè)研究領(lǐng)域機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，仍需對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)一步深入探索，使區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域可以得到更好的應(yīng)用與發(fā)展.