摘要: 智能交通系统(ITS),作为一个典型的物联网应用场景,利用先进的物联网技术、人工智能技术等有效缓解交通拥堵和减少污染排放,实现更安全、环保和高效率的出行。物信链(CPChain)团队创新性将区块链技术与智能交通系统(ITS)深度结合,实现双轮驱动,建立一个通用的分布式物联网数据开放共享平台,在信息不对称、不确定环境下,打造满足物联网系统大规模发展的“信任”生态体系。   
 

智能交通系统(ITS),作为一个典型的物联网应用场景,利用先进的物联网技术、人工智能技术等有效缓解交通拥堵和减少污染排放,实现更安全、环保和高效率的出行。物信链(CPChain)团队创新性将区块链技术与智能交通系统(ITS)深度结合,实现双轮驱动,建立一个通用的分布式物联网数据开放共享平台,在信息不对称、不确定环境下,打造满足物联网系统大规模发展的“信任”生态体系。 


近日,共享财经有幸采访到CPChain项目创始人赵滨博士和龙承念教授,共同探讨物联网+区块链的新生态。


CPChain项目创始人介绍:


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(CPChain项目联合创始人:赵滨)


赵滨博士,物信链联合创始人/首席执行官。其在通信、物联网和金融行业拥有超过12年的研发经验,和丰富的研发团队管理经验,并拥有3项物联网领域发明专利。


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(CPChain项目创始人:龙承念)

龙承念博士,物信链联合创始人,首席科学家。教授、博士生导师。IEEE高级会员,ACM会员;中国自动化学会工业系统信息安全专业委员会委员,中国创造学会智能制造与服务分会常务理事。龙承念教授的主要研究方向为物联网、基于区块链的分布式智能系统,曾先后获教育部新世纪人才,上海市浦江人才等人才计划支持。


以下是采访正文:


Q1、共享财经:根据白皮书我们了解到,您和您的团队希望打造出一个未来物联网系统的分布式基础架构。那么,您觉得现有的物联网系统存在哪些问题?


CPChain:现有的物联网系统大多数采用中心化、垂直封闭架构,存在着系统构建和管理成本昂贵,数据价值单一和数据隐私安全问题。具体表现为:


1、成本问题。现有的物联网架构大多是烟囱式的垂直体系架构,需要投入大量的专用物联网传感设备,软件系统(包括数据中心和IT系统)也是进行独立重复建设,导致物联网系统极高的软硬件投入,并且极易形成信息孤岛,数据无法实现实时流动。


2、数据价值问题。物联网的核心价值在于由物联网数据产生的信息与知识,因此需要海量异构数据的实时交互流动。在当前“烟囱式”的孤岛架构体系下,大量的数据锁定在中心化平台,无法实现实时高效的数据共享,数据价值单一,数据的实时价值和汇聚价值流失严重。


3、隐私安全性问题。中心化系统在大数据采集与应用过程中往往会泄露或侵犯用户的隐私和权利,例如中心化的打车平台收集用户的交通数据用于商业化开发,但用户无法掌控和拥有自己创造的数据及其价值。此外,物联网设备和无线系统极易受到网络攻击(如Botnets of Things等利用物联网设备发动分布式拒绝服务攻击),数据的安全性问题是一个极大的挑战,当前中心化架构中“封闭即安全”的理念也已经过时。


因此,大规模物联网系统应用落地需翻越成本、价值、安全三座大山。物信链提出运用区块链技术构建物联网数据开放共享平台,形成高速数据通路,为物联网这辆列车的高速、稳定和安全运行保驾护航。

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Q2、共享财经:智能交通系统(ITS)作为典型的物联网应用场景,团队将区块链技术与之深度结合,能够解决哪些问题?


CPChain:ITS是一个典型的物联网应用场景,它利用先进的物联网技术、人工智能技术等提升车、道路、人的互联互通,从而降低交通拥堵和污染排放,实现安全、绿色、高效出行。作为一个千亿级的物联网垂直业务场景,其的深度智慧化面临上述物联网发展的共性问题。结合区块链技术,CPChain将从降低交通数据互联成本,保护数据隐私和提升数据价值三方面切入,解决行业发展的痛点问题。


Q3、共享财经:为了提供一个面向物联网行业系统的全流程解决方案,物信链有哪些核心技术亮点?对于其中的一些技术难点,团队又将如何克服?


CPChain:物信链希望通过区块链、物联网与P2P网络底层技术的研发,解决区块链技术应用于物联网行业系统的可扩展性、实时性问题。从数据存储与计算和共识协议两个方面开展研发,主要有如下三方面的技术亮点:


1)平行分布式计算与存储架构。当前,去中心化的区块链系统要求全网节点对同一交易(数据)进行运算,从计算和存储角度来说具有很大的弊端,无法充分发挥分布式网络系统的协同能力,其只能遵循“木桶原理”,因此不具有扩展性。物信链提出数据层与控制层分离思想,构建平行架构来增强系统的可扩展性。

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2)双层共识协议机制。共识协议是区块链技术的核心基础,工作量证明(PoW)通过耗费计算能力解决了大规模网络下的拜占庭容错问题,但是其交易容量、出块速度和电力消耗成为诟病的问题;传统的拜占庭容错方法通过复杂的消息通信机制来实现共识,不适用于大规模公有链。权益证明(PoS)和权威证明(PoA)通过引入权益或者权威,避免了PoW的挖矿成本问题,成为未来区块链共识协议发展的主流方向。但是在公有链上如何安全、公平、有效的产生权益或权威,特别是动态委员会生产机制是一个难点问题。物信链提出双层共识协议机制,设计动态委员会安全选举机制,解决系统的低吞吐量及高延时问题,增强数据一致性及安全性。

 


3)轻量级侧链共识协议。物信链的主链是一个通用的物联网数据控制层,然而不同的物联网垂直应用,具有不同的性能需求。针对此异构需求,物信链将选取典型的应用场景,开发轻量级的侧链共识协议来满足机器数据交易高频、细粒度、实时性等需求。 

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技术难点和解决方案:

1. 将数据层与控制层分离后,需要构建分布式存储网络,且保证能与区块链之间高效交互,两个平行架构之间必须建立起有效的连接,同时确保系统的安全和高效。物信链提出研发分布式加密计算与存储技术,结合加密签名技术、哈希运算、数据凭证,将“区块链”控制层与“分布式哈希表”数据层有机融合,完成协同工作;基于重加密或同态加密技术来构造加密函数,设计一套基于加密技术的隐私保护方案,并在隐私性与可用性之间寻求最优平衡;


2. 双层共识协议机制中动态委员会安全选举是一个难点,需考虑一致性、有效性、公平性、抗攻击性等多性能需要。CPChain提出分布式节点名誉模型,综合考虑节点的网络性能(在线时间、转播合法交易量、网络延迟)和权益(持有币龄、权威授权),建立一致性名誉评估模型;在此基础上,深入研究基于加密随机函数的分布式委员会动态选取和更新机制,包括设计委员会成员自动添加、删除机制,增加系统自治属性;研究委员会内部共识过程的督查机制,增加系统健壮性;设计合理激励机制,增强系统可持续扩展性;


3. 针对物联网中实时性、安全性要求高的应用,例如未来无人车的智能集群控制,需要实现快速、安全的侧链共识协议。物信链提出硬件加速和安全传输协议来实现,开发针对物联网应用的嵌入式数据网关,实现基于硬件的数据加密与计算,并将共识方法嵌入到物联网传输协议中,在数据传输过程中同时实现共识。


Q4、共享财经:技术攻关后,应用场景的落实至关重要。您可以简要谈谈物信链有哪些具体的使用场景吗?


CPChain:物信链的目标是建立一个通用的物联网数据开放、共享平台,实现数据的实时流动,因此可用于数据存储、共享和大数据应用等多类型场景。以智能交通为例,通过物信链实现交通大数据的获取与分享,如在物信链上构建激励机制,以低成本获取大量真实的车辆驶轨迹与驾驶数据,助推人工智能和无人驾驶技术的发展;另外,基于交通数据,可进行驾驶行为的分析,给用户提供定制化增值服务,如安全驾驶辅助和个性化车险定制。


Q5、共享财经:通过物信链平台,您和您的团队希望打造出一个怎样的生态架构?


CPChain:我们希望将物信链打造成一个通用的分布式物联网数据开发共享平台,在信息不对称、不确定环境下,建立满足物联网系统大规模发展的“信任”生态体系。


Q6、共享财经:根据已披露的项目开发路线图,团队已经发布了技术白皮书,您方便和我们透露下接下来团队有哪些合作和动作吗?团队愿景又是什么?


CPChain:物信链团队将围绕技术白皮书所提的若干关键技术展开持续深入研究及平台应用开发工作。同时建立物信链的开源社区,并逐步开源内部代码,与更多对物信链前景看好的各行业人士一起,不断交流讨论,完善方案,进行多元化的协作。此外,我们已经与部分业内企业达成了产学研合作关系,共同推动物信链的市场落地,发展物联网新业态,推动国家科技发展。


Q7、共享财经:您能简单介绍下团队吗?为什么团队能够把物联网和区块链技术有机结合,解决物联网大规模的应用问题?


CPChain:物信链研究团队是一支国际化、知识结构复合化、年轻化的团队,创始团队成员包括来自高校、物联网行业、金融证券公司和商业运营的顶级人才。我本人一直从事物联网领域的基础研发与应用工作,完成了多项有关物联网系统的国家、省部级重点项目,获得了3项教育部自然科学奖励一等奖。近年来,我所在的研究团队围绕大规模物联网应用落地的挑战问题和区块链应用于行业系统的可扩展性问题,在分布式加密存储与技术,可扩展的共识协议和面向物联网的轻量级共识技术方面开展了深入的研发工作,这些为CPChain的发展提供了底层、基础技术支撑。我深信,随着CPChain社区力量的发展壮大,我们一定能够联合物联网行业、区块链行业和金融领域的有识人士,为物联网和区块链的深度融合与大规模发展探索出一条可行之路。

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