بلاک چین و اینترنت اشیاء

استفاده کاربردی از بلاک چین در اینترنت اشیاء صنعتی یکی دیگر از فناوری های پیشرفته، بلاک چین یا فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT)، این پتانسیل را دارد که به رفع برخی از چالش های امنیتی و مقیاس پذیری اینترنت اشیاء کمک کند. بلاک چین به دلیل قابلیت ها و مزایای منحصر به فرد خود یک «تغییر بازی اطلاعات» است. در هسته خود، یک سیستم بلاک چین شامل یک دفتر کل دیجیتال توزیع شده است که بین شرکت کنندگان در سیستم به اشتراک گذاشته شده است، که در اینترنت قرار دارد: تراکنش ها یا رویدادها تایید شده و در دفتر ثبت می شوند و نمی توانند متعاقباً اصلاح یا حذف شوند. راهی برای ثبت و اشتراک گذاری اطلاعات توسط جامعه ای از کاربران فراهم می کند. در این انجمن، اعضای منتخب کپی دفتر خود را حفظ می کنند و باید قبل از پذیرفته شدن در دفتر کل، هر تراکنش جدید را به طور جمعی از طریق یک فرآیند اجماع تأیید کنند.

توسعه در زمینه تکنیک های بلاک چین، امکان غلبه بر چالش های شناسایی شده IIoT را افزایش می دهد. بلاک چین فناوری زیربنایی برای بیت کوین است. بلاک چین به برنامه های نرم افزاری اجازه می دهد تا ارتباطات یا تراکنش ها را طی یک روش قابل اعتماد و پراکنده (همتا به همتا) انتقال و ذخیره کنند . بلاک چین به سرعت در حال استفاده است و عمدتاً برای برنامه های کاربردی با قراردادهای هوشمند ، دارایی های دیجیتال و ذخیره سازی منتشر شده استفاده می شود. برنامه‌های کاربردی با قابلیت بلاک‌چین در IIoT  شامل اقدامات ضبط‌کننده (مانند تغییرات رطوبت، گرما یا مکان) است .

فناوری بلاک چین از یک تکنیک انتزاعی به یک روش قابل اعتماد تبدیل شده است . در حال حاضر، پیشنهاد بلاک چین بدون محدودیت فعلی، مانند اتریوم، Hyperledger Fabric، سیستم عامل Enterprise (EOS)، به افراد اجازه می دهد تا برنامه های غیرمتمرکز (Dapps) را با استفاده از تکنیک بلاک چین ایجاد کنند . این پیشنهادها با سازماندهی قراردادهای هوشمند، مصرف کنندگان را قادر می سازد از مزایای بلاک چین بهره مند شوند. در گروه بلاک چین، همه گره‌ها مسئول تخصیص  دفتر کل یا هر گره کمک‌کننده دیگری هستند، به این ترتیب که داده‌های موجود در زنجیره بلاک مانع از تغییر و ... می‌شوند.

بلاک چین به دلیل ویژگی های افزایش قابلیت همکاری، محرمانه بودن، ایمنی، قابلیت اطمینان و اندازه گیری، مکمل عالی برای IIoT است .

یک مفهوم جدید از ترکیب IIoT با بلاکچین مورد بررسی قرار می‌گیرد. ترکیبی از IIoT و بلاک چین را بلاک چین برای اینترنت صنعتی اشیاء (BIIoT) می گویند.

چگونه بلاک چین می تواند چالش های امنیت و مقیاس پذیری اینترنت اشیاء را حل کند؟

شبکه اینترنت اشیاء می‌تواند تراکنش‌های داده را در چندین دستگاه که تحت مالکیت و مدیریت سازمان‌های مختلف هستند، پردازش کند و در صورت حمله توسط مجرمان سایبری، شناسایی منبع نشت داده‌ها را دشوار می‌کند. علاوه بر این، اینترنت اشیاء حجم وسیعی از داده ها را تولید می کند و با وجود ذینفعان متعدد، مالکیت داده ها همیشه روشن نیست.

بلاک چین می تواند به کاهش نگرانی های امنیتی و مقیاس پذیری مرتبط با اینترنت اشیاء به روش های زیر کمک کند:

دفتر کل توزیع شده در یک سیستم بلاک چین ضد دستکاری است و این نیاز به اعتماد را در میان طرف های درگیر از بین می برد. هیچ سازمانی بر حجم عظیمی از داده های تولید شده توسط دستگاه های IoT کنترل ندارد.
استفاده از بلاک چین برای ذخیره داده های اینترنت اشیاء لایه دیگری از امنیت را اضافه می کند که هکرها برای دسترسی به شبکه باید از آن عبور کنند. بلاک چین سطح بسیار قوی تری از رمزگذاری را فراهم می کند که بازنویسی سوابق داده های موجود را عملاً غیرممکن می کند.
بلاک چین با اجازه دادن به هر کسی که مجاز به دسترسی به شبکه است برای ردیابی تراکنش‌هایی که در گذشته اتفاق افتاده است، شفافیت را فراهم می‌کند. این می تواند راهی قابل اعتماد برای شناسایی منبع خاصی از هرگونه نشت داده و انجام اقدامات اصلاحی سریع ارائه دهد.
بلاک چین می تواند پردازش سریع تراکنش ها و هماهنگی بین میلیاردها دستگاه متصل را فعال کند. با افزایش تعداد دستگاه های متصل به هم، فناوری دفتر کل توزیع شده راه حل مناسبی برای پشتیبانی از پردازش تعداد زیادی از تراکنش ها ارائه می دهد.
با ارائه راهی برای ایجاد اعتماد در بین ذینفعان، بلاک چین می تواند به شرکت های اینترنت اشیاء اجازه دهد تا با حذف سربار پردازش مربوط به دروازه های اینترنت اشیاء (به عنوان مثال هزینه های سربار پروتکل سنتی، سخت افزار یا ارتباطات) هزینه های خود را کاهش دهند.

قراردادهای هوشمند، توافقی بین دو طرف که در بلاک چین ذخیره می‌شود، می‌تواند به اجرای ترتیبات قراردادی بین ذینفعان بر اساس معیارهای خاصی اجازه دهد. به عنوان مثال، قراردادهای هوشمند می توانند به صورت خودکار و بدون نیاز به مداخله انسانی، زمانی که شرایط ارائه یک سرویس انجام شده باشد، پرداخت ها را مجاز کنند.

برخی از بازیکنان فعلی بلاک چین ،IoT و موارد استفاده از آنها

استفاده کاربردی از بلاک چین در اینترنت اشیاء صنعتی فناوریهای پشت سنسورها و تراشه های هوشمند را با سرعتزیاد مجبور به پشرفت میکند و آنها را به طور فزاینده ای قابل حمل و قابل استفاده برای تعاملات بلادرنگ با دفتر کل بلاک چین می کند. ترکیب بلاک چین و اینترنت اشیاء پتانسیل گسترده‌ای برای ایجاد بازار خدمات بین دستگاه‌ها دارد و به شرکت‌ها فرصت ایجاد ارزش از داده‌های جمع‌آوری‌شده را می‌دهد. تعداد فزاینده پروتکل های نوظهور بلاک چین، مشارکت ها و ارائه دهندگان دستگاه های اینترنت اشیاء نشان می دهد که در بخش اینترنت اشیاء، بلاک چین مناسب است.

برخی از بازیکنان فعلی Blockchain-IoT و موارد استفاده از آنها به طور خلاصه در زیر توضیح داده شده است. (لطفاً توجه داشته باشید که مشارکت ها و شرکت های ذکر شده در این مقاله نباید به عنوان تاییدیه های سایت تلقی شوند.)

زنجیره اشیاء (CoT) کنسرسیومی متشکل از فن‌آوران و شرکت‌های پیشرو در حوزه بلاک چین است. CoT بهترین موارد استفاده ممکن را بررسی می کند که در آن ترکیبی از بلاک چین و اینترنت اشیاء می تواند مزایای قابل توجهی را برای برنامه های صنعتی، زیست محیطی و بشردوستانه ارائه دهد. تاکنون، CoT Maru را ساخته است، یک راه حل سخت افزاری یکپارچه بلاک چین و اینترنت اشیاء برای حل مسائل مربوط به هویت، امنیت و قابلیت همکاری. سه مورد استفاده توسعه یافته به نام‌های Chain of Security، Chain of Solar و Chain of Shipping وجود دارد.

آیوتا پروتکلی است برای تسویه سریع تراکنش ها و یکپارچگی داده ها، با دفتر کل Tangle که نیاز به استخراج گران قیمت (اعتبارسنجی تراکنش ها) را از بین می برد. آیوتا یک زیرساخت امیدوارکننده برای دستگاه‌های اینترنت اشیاء است که نیاز به پردازش مقادیر زیادی از داده‌های میکرو دارند. ویژگی های Tangle ledger که دفتر کل توزیع شده ای است که از IOTA پشتیبانی می کند، ارتباط ماشین به ماشین، پرداخت های خرد بدون هزینه و داده های مقاوم در برابر کوانتومی است. آیوتا یک بازار داده های حسگر ایجاد کرده است و در حال ورود به بازار برای بینش های مبتنی بر داده است که توسط بیش از 20 شرکت جهانی پشتیبانی می شود.

Riddle&Code راه حل های برچسب گذاری رمزنگاری را برای بلاک چین در لجستیک هوشمند و مدیریت زنجیره تامین ارائه می دهد. Riddle&Code با کار بر روی ادغام بین دستگاه‌های اینترنت اشیاء و شبکه‌های دفتر کل توزیع‌شده، یک راه‌حل سخت‌افزاری و نرم‌افزاری ترکیبی و ثبت‌شده را ارائه می‌دهد که تعامل امن و قابل اعتماد با ماشین‌ها را در عصر اینترنت اشیاء با دادن یک «هویت دیجیتال قابل اعتماد» به ماشین‌ها و هر دستگاه فیزیکی ارائه می‌دهد. این فناوری شکاف فیزیکی/دیجیتال را می شکند تا بین تقاضای اسناد کاغذی و مزایایی که فناوری بلاک چین ارائه می دهد تعادل ایجاد کند.

Modum.io حسگرهای اینترنت اشیاء را با فناوری بلاک چین ترکیب می کند و یکپارچگی داده را برای تراکنش های مربوط به محصولات فیزیکی فراهم می کند. سنسورهای مدوم شرایط محیطی مانند دما را که کالاها در حین حمل و نقل در معرض آن هستند، ثبت می کنند. هنگامی که کالا به نقطه ترانزیت بعدی یا مشتری نهایی می رسد، داده های حسگر در برابر شرایط از پیش تعیین شده در یک قرارداد هوشمند در بلاک چین تأیید می شود. قرارداد تأیید می کند که شرایط تمام الزامات تعیین شده توسط فرستنده، مشتریان آنها یا یک تنظیم کننده را برآورده می کند و اقدامات مختلفی مانند اعلان به فرستنده و گیرنده، پرداخت یا ترخیص کالا را آغاز می کند.

ملاحظات برای پذیرش فناوری های بلاک چین و اینترنت اشیاء

همانطور که قبلاً توضیح داده شد، یک مشکل اساسی در سیستم‌های اینترنت اشیاء فعلی، معماری امنیتی آنها است، با یک مدل مشتری-سرور (CLIENT -SERVER ) متمرکز که توسط یک مرجع مرکزی مدیریت می‌شود و آن را در معرض یک نقطه شکست قرار می‌دهد. بلاک چین این مشکل را با تمرکززدایی تصمیم‌گیری به یک شبکه مشترک از دستگاه‌های مبتنی بر اجماع برطرف می‌کند. با این حال، هنگام طراحی معماری برای دستگاه های اینترنت اشیاء در ارتباط با دفتر کل بلاک چین، سه چالش اصلی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود:

• مقیاس پذیری یکی از مشکلات مهمی که هنوز اینترنت اشیاء با آن مواجه است، مشکل مقیاس است .
• نحوه مدیریت حجم عظیم داده های جمع آوری شده توسط شبکه بزرگی از حسگرها و به طور بالقوه کاهش سرعت پردازش تراکنش یا تأخیر.
• تعریف یک مدل داده واضح از قبل می تواند باعث صرفه جویی در زمان و جلوگیری از مشکلات در هنگام آوردن راه حل به تولید شود.

حریم خصوصی شبکه و محرمانه بودن معاملات. حریم خصوصی تاریخچه تراکنش در دفتر کل مشترک برای شبکه ای از دستگاه های اینترنت اشیاء را نمی توان به راحتی در بلاک چین های عمومی اعطا کرد. به این دلیل که تحلیل الگوی تراکنش را می توان برای استنتاج درباره هویت کاربران یا دستگاه های پشت کلیدهای عمومی به کار برد. سازمان ها باید الزامات حریم خصوصی خود را بررسی کنند تا ببینند آیا بلاک چین های ترکیبی یا خصوصی ممکن است با نیازهای آنها مطابقت بیشتری داشته باشند.
حسگرها قابلیت اطمینان حسگرهای IoT به طور بالقوه می تواند با تداخل در اندازه گیری صحیح معیارهایی که برای اجرای تراکنش باید رعایت شوند، تضعیف شود. اقداماتی برای اطمینان از یکپارچگی دستگاه‌های IoT به طوری که نمی‌توان آنها را با مداخلات خارجی تغییر داد، برای ایمن کردن محیط امن برای ضبط داده‌ها و تراکنش‌ها کلیدی است.

در نتیجه، بلاک چین و اینترنت اشیاء هر دو فناوری‌های نوظهوری هستند که پتانسیل بالایی دارند، اما هنوز به دلیل نگرانی‌های فنی و امنیتی، پذیرش گسترده‌ای ندارند. چندین شرکت در بازار در حال حاضر روی موارد استفاده با ترکیب این دو فناوری کار می کنند، زیرا آنها با هم راهی برای به حداقل رساندن امنیت و خطرات تجاری همراه ارائه می دهند.

مرکز نوآوری  دیلویت: نمایشگاه اینترنت اشیاء و بلاک چین

شرکت‌ها باید پیاده‌سازی بلاک چین و اینترنت اشیاء را برای رسیدگی به مسائل کسب‌وکار خود در نظر بگیرند و با یادگیری از موارد استفاده فعلی و پروژه‌ها در صنعت، از کوچک شروع کنند. Deloitte Switzerland یک تجربه تعاملی را در یک مرکز نوآوری گاراژ تازه افتتاح شده در زوریخ به مشتریان ارائه می دهد، جایی که آنها می توانند تجربه عملی از فناوری اینترنت اشیاء و بلاک چین کسب کنند، بحث ها را آغاز کنند و ایده هایی را در مورد راه حل ها به اشتراک بگذارند. این فضای نوآوری برای کمک به سازمان‌ها طراحی شده است تا استراتژی خود را پیرامون اینترنت اشیاء و بلاک چین تعریف کنند و به آنها الهام بخشد تا آن را دنبال کنند.

راه حل های زنجیره تامین

موارد استفاده از زنجیره تامین رایج ترین کاربرد بلاک چین برای حل مشاغل واقعی است .
مشکلات ناشی از عدم مشاهده اطلاعات حمل و نقل برای اطلاعات محصول یا جزء به عنوان محموله از طریق زنجیره تامین حرکت می کند. تاخیر در حمل و نقل اغلب به دلیل واسطه ها است .
در زنجیره تامین که نقش آن تایید مدارک مرتبط با محموله ها است. کارهای کاغذی تمایل به جا انداختن یا گم شدن دارند، یا با افزایش انبوه اسناد در انتظار پردازش هستند. اگر بتوان این کاغذها را روی بلاک چین دیجیتالی کرد چه؟ نیاز به اینها  ،انواع واسطه ها را می توان از زنجیره تامین حذف کرد.
بلاک چین داده‌های کلیدی محموله‌های منتشر شده از دستگاه‌های اینترنت اشیاء متصل به محصولات را دریافت می‌کند . یا اجزاء در حین حرکت محموله از مبدا به مقصد. پلتفرم اینترنت اشیاء یک تراکنش را برای بلاک چین فراخوانی می کند که حاوی محل کانتینر محموله و مهر زمانی تراکنش های ثبت شده در بلاک چین به عنوان مدرکی برای حمل و نقل و اثبات تحویل برای محموله های کانتینری. تاخیر در حمل و نقل به حداقل می رسد و زمان تحویل برای موادی که به سمت تاسیسات تولیدی جریان می یابند، می توان با دقت بیشتری پیش بینی کرد. فهرست سطوح موجود در تأسیسات می‌تواند با روش‌های به‌موقع هماهنگ‌تر شود.

در شکل 1، داده های مکان توسط حسگرهای اینترنت اشیاء که داده ها را به یک پلتفرم اینترنت اشیاء ارسال می کنند، گرفته شده است.
پلتفرم اینترنت اشیاء داده های مکان را در بلاک چین می گیرد.

شامل سازندگان تجهیزات اصلی (OEM)، تامین کنندگان، ارائه دهندگان تدارکات شخص ثالث، فرستنده ها و انبارها. هر شرکت کننده به داده های مربوط به حمل و نقل در بلاک چین قابل مشاهده است
بر اساس نقش شرکت کننده سیستم های مدیریت لجستیک توسط تولید کنندگان استفاده می شود
از بلاک چین برای داده های حمل و نقل پرس و جو کنید و اطلاعات حمل و نقل اضافی را به بلاک چین ارائه دهید.

راه حل های خودران خودرو

بر اساس مطالعه برترین خودروسازان جهانی، تا اوایل دهه 2020 شاهد تعداد قابل توجهی از خودروهای با ظرفیت خودران خواهیم بود که اولین خودروها عمدتاً خودروهای لوکس هستند.

اگر یک وسیله نقلیه کاملاً مستقل به تمام معنا بود چه؟ یک وسیله نقلیه می‌تواند خودش را برای سوخت‌گیری یا به ایستگاه شارژ برقی براند. راه‌حل‌های خودروهای متصل (vanet) به دلیل داده‌های به موقع و قابل مشاهده‌تر که در بلاک چین از حسگرهای خودرو گرفته می‌شود، از راه‌حل بلاک چین و اینترنت اشیاء بهره می‌برند.

اگر حسگرهای روی خودرو تشخیص دهند که تعمیر مورد نیاز است، خودرو می‌تواند به‌طور خودکار یک قرار ملاقات بگذارد و به مرکز تعمیر برود.

سازندگان خودروهای خودمختار به اطلاعات خرابی موتور که در بلاک چین  ثبت شده است دسترسی به موقع دارند و می توانند از این اطلاعات برای تعیین اینکه آیا روند خرابی برای قطعه رخ می دهد یا خیر استفاده کنند.

مشتریان از افزایش سطح مراقبت از سوی تولیدکنندگان و افزایش اعتماد مصرف کننده سود می برند.

تولیدکنندگان، تنظیم‌کننده‌ها و تامین‌کنندگان می‌توانند دید مناسبی نسبت به خرابی‌های اجزا در بلاک چین داشته باشند و می‌توانند با سرعت بیشتری نسبت به روند خرابی واکنش نشان دهند تا ایمنی و رضایت مصرف‌کننده را تضمین کنند.

این وسیله نقلیه به طور ایمن هزینه سوخت گیری یا تعمیرات را بدون دخالت مستقیم انسان به طور خودکار پرداخت می کند.
سابقه دائمی سوخت‌گیری، تعمیرات و پرداخت‌ها در بلاک چین ثبت می‌شود و توسط شرکت‌کنندگان از جمله مالکان خودرو، تولیدکنندگان، تأسیسات تعمیر و شرکت‌های تامین مالی به اشتراک گذاشته می‌شود.

مدیریت دارایی کارخانه تولیدی

استفاده کاربردی از بلاک چین در اینترنت اشیاء صنعتی، پیشگیری و پیش بینی خرابی تجهیزات کارخانه تولید را امکان پذیر می کند. سنسورهای تجهیزات شرایطی مانند ارتعاش یا گرمای بیش از حد را که ممکن است منجر به خرابی یا آسیب اپراتور شود را تشخیص می دهند.
داده‌های آستانه کلیدی گرفته‌شده در بلاک چین از حسگرها برای شناسایی روند این خرابی‌ها و تسهیل نگهداری و تعمیرات فعال قبل از وقوع خرابی استفاده می‌شود.
استفاده از تجزیه و تحلیل و داده های شناختی تولید شده از تجهیزات در کف کارخانه، قابلیت اطمینان، نگهداری و پرسنل عملیات برای به دست آوردن بینش دقیق تر و دقیق تر از عملکرد دارایی.
تنظیم‌کننده‌ها و تامین‌کنندگان تجهیزات کارخانه می‌توانند سوابق تجهیزات را مشاهده کنند و می‌توانند بازرسی‌ها و گواهی‌های به موقع را برای اطمینان از قابلیت اطمینان تجهیزات ارائه دهند.
شرکای تعمیر شخص ثالث می توانند بلاک چین را برای نگهداری پیشگیرانه نظارت کنند و کار خود را روی بلاک چین ثبت کنند.

نتیجه گیری :

نتیجه‌گیری و پیامدها استفاده کاربردی از بلاک چین در اینترنت اشیاء صنعتی باید به موارد نظارتی، قانونی و الزامات بیمه برای کالاهای منتقل شده در زنجیره تامین، وسایل نقلیه خودران و تجهیزات کارخانه تولیدی.
سوابق ایمنی و نتایج آزمایش باید به دقت توسط رگولاتورها، تعدیل کنندگان بیمه و موسسات قانونی بررسی شوند.

رگولاتورها نیاز به دسترسی به سوابق انطباق و ایمنی در بلاک چین دارند. تنظیم کنندگان بیمه به سوابق ایمنی و همچنین خرابی تجهیزات برای تجزیه و تحلیل ریسک علاقه مند خواهند شد. شرکت های حقوقی برای دادخواهی به سوابق ایمنی و داده های خرابی تجهیزات از بلاک چین نیاز دارند.
دستگاه‌های حسگر اینترنت اشیاء و پلتفرم اینترنت اشیاء به راه‌حل‌های در دسترس و مقیاس‌پذیر برای رسیدگی به حجم تراکنش‌ها و پنج مورد نیاز به کار نیاز دارند. بیمه‌گران وسایل نقلیه خودران نگرانی‌های زیادی در مورد مسئولیت دارند و حق بیمه در ابتدا گران خواهد بود تا زمانی که چارچوب فنی و سوابق ایمنی برای وسایل نقلیه خودران بالغ شود.
با وجود این پیامدها، ترکیب بلاک چین و اینترنت اشیاء (IoT) ارزش تجاری را برای بخش صنعتی به ارمغان خواهد آورد.