مزایا و چالش‌های استفاده از بلاک‌چین در توسعه‌ی IoT

مترجم: آنیتا همتی

اینترنت اشیا (IoT) درصنایع و حوزه‌های مختلف دارای یک مزیت بزرگ است و آن هم اینکه سرعت رشد و تطبیق آن بسیار بالاست. خیلی زود میلیاردها دستگاهِ قابل اتصال در سراسر خانه‌ها و شهرهای هوشمند گسترش می‌یابد، داده‌ها را جمع‌آوری می‌کند، آنها را به پایگاه داده‌های بزرگ برای تجزیه و تحلیل و پردازش می‌فرستد و دستورات فرستاده شده از برنامه‌های هوشمند و سیستم‌های مبتنی بر دستگاه یادگیری را اجرا می‌کند.

در حالی که تعداد بیشتری از دستگاه‌های هوشمند فرصت بهره‌وری، صرفه‌جویی در انرژی و هزینه و افزایش درآمد را پیدا می‌کنند، اما برخی چالش‌ها و مشکلات جدی را نیز به همراه دارند؛ برخی از آن‌ها با زیرساخت‌های فناوری وارتباطات فعلی منطبق نیستند.

اشکال ارتباطات متمرکز چیست؟

تمام اکوسیستم‌های IoT به ارتباطات  سرویس گیرنده / سرور(client/server)، بروکرهای قابل اعتماد و متمرکز، پروتکل‌هایی نظیر SSL / TLS یا مکانیزم‌هایی مانند زیرساخت کلید عمومی (PKI) برای شناسایی گره‌های شبکه و کنترل ارتباطات بستگی دارند.

این فناوری‌ها سال‌ها برای ارتباطات بین دستگاه‌های رایانه‌ایِ عمومی اثبات شده‌اند و هنوزهم به نیاز اکوسیستم‌های کوچک IoT مانند خانه‌های هوشمند پاسخ می‌دهند. اما با رشد IoT، شبکه‌های متمرکز به زودی گلوگاه سیستم شده و به دلیل ترافیک شبکه‌ای بیش ازحد و تاخیر و قطع ناگهانی در مبادلات حساس، برای سرمایه‌گذاری‌های بیشتر نیاز به هاب‌ها و سخت افزارهای ارتباطاتی متناسب با این شرایط دارند. تصور کنید چه اتفاقی می‌افتد اگر دفیبریلاتور(الکتروشوک) هوشمندتان به دلیل ارتباط ماشین به ماشین توستر، ماشین ظرفشویی، یخچال، کتری و چراغ‌ها و مسدود شدن شبکه، موفق به دریافت دستورات نشود.

شبکه‌ٔ IoT غیرمتمرکز

یک راه حل، شبکه‌های غیرمتمرکز IoT به منظور بهبود سرعت و قابلیت اتصال است. در بسیاری از موارد، جایگزینیِ اتصال به اینترنت برای ارتباطات محلی بین دستگاه‌ها به افزایش سرعت و کارایی کمک می‌کند. با این حال، چرا باید برای تبادل فرمان بین یک گوشی هوشمند و یک سوئیچ نور به اینترنت بروید؟

اما دستیابی به تمرکززدایی، مجموعه‌ای از چالش‌ها در حوزهٔ امنیت ایجاد می‌کند. ما می‌دانیم که مفهوم امنیت در IoT بسیار فراتر از حفاظت از اطلاعات حساس است. چطور امنیت ارتباطات بین دستگاه‌ها را تضمین می‌کنید؟

دستگاه‌ها باید بتوانند با یک روش نفر به نفر با هم ارتباط برقرار کنند و امنیت و یکپارچگی را بدون مداخله یا وابستگی به یک مرکز متمرکز قابل اعتماد تضمین کنند. سیستم پیشنهادی باید از شبکه و اکوسیستم در مقابل دستگاه‌های جعلی و حملات مرد میانی (MittM) محافظت کند و مطمئن شود که هر دستور و پیام که بین گره‌ها در یک شبکه رد و بدل می شود، از یک منبع قابل اعتماد و تأیید شده آمده و توسط گیرندهٔ درستی دریافت می‌شود.

بلاک‌چین چگونه این مشکل را حل می‌کند؟

خوشبختانه مشکل عدم تمرکززدایی در فناوری محبوب دیگری حل شده است: بیت‌کوین. ارز رمزنگاری‌شده‌ٔ معروف که توسط فناوری کمتر شناخته شده (اما بسیار هیجان انگیز) به نام بلاک‌چین طراحی شده است. بلاک‌چین یک ساختار داده است که اجازهٔ ایجاد و نگهداری دفترکلی از تراکنش‌ها را می‌دهد که در میان گره‌های شبکهٔ توزیع‌شده، به اشتراک گذاشته می‌شود. بلاک‌چین با استفاده از رمزنگاری، اجازه می‌دهد تا شرکت‌کنندگان بدون یک مرجع مرکزی دفترکل را ماهرانه اداره کنند.

طبیعت غیرمتمرکز و امن بلاک‌چین، آن را به یک فناوری ایده‌آل برای برقراری ارتباط میان گره‌ها در شبکه‌های IoT تبدیل می کند. این فناوری در حال حاضر توسط برخی از شرکت‌های پیشرو در فناوری IoT  پذیرفته شده است. سامسونگ و آی بی ام سال گذشته در (Consumer Electronics Show (CES، پلت‌فرم IoT مبتنی بر بلاک‌چین خود را با نام ADEPT منتشر کردند.

هنگامی که بلاک‌چین با IoT سازگار شود، از همان مکانیزم به کار رفته در تراکنش‌های مالی بیت‌کوین برای ایجاد یک رکورد تغییرناپذیراز دستگاه‌های هوشمند و مبادلات بین آنها استفاده خواهد کرد. این کار، دستگاه‌های هوشمندِ مستقل را قادر می سازد تا بدون نیاز به یک قدرت مرکزی، مستقیما ارتباط برقرار کنند و اعتبار تراکنش‌ها را بررسی کنند. دستگاه‌ها هنگامی که وارد شبکه‌های IoT می شوند، در بلاک‌چین ثبت می‌شوند و پس از آن می توانند تراکنش‌ها را پردازش کنند.

موارد متعددی برای ارتباطات مبتنی بر بلاک‌چین وجود دارد. یک مقاله‌ٔ منتشر شده توسط آی بی ام و سامسونگ نشان می‌دهد چگونه بلاک‌چین می‌تواند یک ماشین لباسشویی را به یک دستگاه نیمه مستقل تبدیل کند تا بتواند مواد مصرفی خود را تامین کند، خدمات تعمیر و نگهداری را خودش انجام دهد و حتی با سایر دستگاه‌های همکار در خانه و خارج از آن برای بهینه سازی محیط مذاکره کند.

دیگر حوزه‌های IoT نیز می‌توانند از فناوری بلاک‌چین بهره‌مند شوند. به عنوان مثال، یک سیستم آبیاری می‌تواند از بلاک‌چین برای کنترل جریان آب براساس ورودی مستقیم از سنسورهایی که شرایط محصول را دریافت می‌کنند، استفاده کند. پلت‌فرم‌های نفتی نیز می‌توانند به طور مشابه از این فناوری برای برقراری ارتباط بین دستگاه‌های هوشمند و تنظیم عملکرد بر اساس شرایط آب و هوایی استفاده کنند.

چالش‌های این کار چیست؟

به رغم تمام مزایا، مدل بلاک‌چین بدون نقص نیست. مسئولان بیت‌کوین، خود از درگیری‌های داخلی در مورد چگونگی مقابله با مسائل مربوط به مقیاس‌پذیری بلاک‌چین رنج می‌برند، مسائلی که بر آینده ارز رمزنگاری‌شده سایه می‌اندازد.

همچنین نگرانی‌هایی در مورد قدرت پردازش مورد نیاز برای انجام رمزگذاری تمام اشیاء درگیر دراکوسیستمِ مبتنی بر بلاک‌چین وجود دارد. اکوسیستم‌های IoT بسیار متنوع هستند. برخلاف شبکه‌های محاسباتی عمومی، شبکه‌های IoT شامل دستگاه‌هایی با قابلیت‌های محاسباتی مختلف است  که همهٔ آنها نمی‌توانند الگوریتم‌های رمزنگاری مشابه را با سرعت مطلوب اجرا کنند.

ذخیره‌سازی نیز مانع خواهد بود. درست است که بلاک‌چین نیاز به یک سرور مرکزی برای ذخیرهٔ معاملات و شناسه دستگاه‌ها را حذف می‌کند، اما این دفترکل باید بر روی گره‌ها ذخیره شود. دفترکلی که به مرور زمان بزرگتر هم می‌شود. این حجم، فراتر از توانایی‌ِ طیف وسیعی از دستگاه‌های هوشمند مانند سنسورهاست که ظرفیت ذخیره‌سازی بسیار پایینی دارند.

چالش‌های دیگری مثل چگونگی تاثیر ترکیب فناوری IoT و بلاک‌چین بر تلاش‌های بازاریابی و فروشِ سازندگان نیز مطرح است.

هنوز خیلی زود است که بگوییم بلاک‌چین، صنعت IoT را متحول کرده یا آن را فتح نموده اما مطمئنا اگر چالش‌هایش برطرف شود، پیشنهاد امیدوارکننده‌ای خواهد بود. در ماه‌ها و سال‌های آینده، با رشد IoT  و درگیری بیشتر آن با زندگیمان، موارد بیشتری از آن شاهد خواهیم بود.

منبع: bdtechtalk