Последствия слияния 5G и блокчейна

Последствия слияния 5G и блокчейна

Источник · Перевод автора

Аналитики ожидали последствий Интернета вещей (Internet of Things, IoT) в течение нескольких лет. Тем не менее, существует два основных препятствия для его успеха: потенциал и безопасность.

Но теперь, внедрение новой технологии может это изменить. В этом году крупнейшие операторы, такие как AT & T и Verizon, представят 5G, мобильную связь последнего поколения. По мнению аналитиков, платформа 5G обеспечивает высокую скорость передачи данных, меньшую задержку, экономию энергии, снижение затрат, более высокую пропускную способность системы и широкие возможности подключения устройств.

Сочетание технологии 5G и блокчейна может спровоцировать всплеск экономической ценности. Чтобы понять эту связь между 5G и блокчейном, нужно подумать о взаимосвязи как о множественной. Сила покрытия 5G благодаря уменьшенной задержке, высокой скорости и емкости позволяет широко использовать устройства IoT. Одновременно эти устройства могут использовать безопасность, децентрализацию, неизменность и согласованный арбитраж консенсуса блокчейнов в качестве основополагающих уровней.

Это означает, что умные города, транспортные средства без водителей, умные дома и другие сенсорные усовершенствования, наконец, получат технологию, которая сможет удовлетворить их потребности.

Internet of Things Application

Будучи базовыми уровнями, блокчейны могут обеспечивать консенсус и безопасность, в то время как большинство транзакций и контрактов IoT происходят в сетях второго уровня, с возможностью урегулирования каналов платежей и споров по транзакциям в цепочке. Однако пропускная способность сети IoT будет зависеть от мощности покрытия 5G.

Кроме того, 5G будет напрямую помогать блокчейнам, увеличивая участие и децентрализацию узлов, а также предоставляя более короткое время блоков, продвигая масштабируемость в цепочке – все это, в свою очередь, еще больше поддерживает экономику IoT.

Вот первый взгляд на то, как 5G разворачивается и когда можно увидеть реальное использование.

Внедрение 5G

Сетевые провайдеры начали развертывание 5G в некоторых городах США, в то время как ожидается, что глобальное покрытие появится в сети в 2020 году.

Verizon начнет предоставлять покрытие в Чикаго и Миннеаполисе с 11 апреля, а услуги будут перемещены в 30 городов на протяжении оставшейся части 2019 года.

Ожидается, что Samsung выпустит свою 5G-совместимую модель Galaxy S10 в следующем месяце. Другие компании, такие как Huawei и LG, анонсировали собственные модели, которые ожидаются в ближайшее время.

Что касается модемов, мы все еще ждем, чтобы увидеть тот, который поддерживает и 5G и LTE. Ожидается, что Qualcomm выпустит такой продукт, X55, в третьем или четвертом квартале этого года.

Потребителям Apple придется подождать до 2020 года, прежде чем они увидят 5G-совместимый iPhone, хотя компания, по-видимому, все еще оценивает рыночные условия.

Пробуждение Интернета вещей

Преимуществами 5G являются его высокая скорость, емкость, низкая задержка и возможность подключения к огромному количеству устройств. Задержка относится ко времени между отправкой и получением сигнала. В терминах блокчейна задержка – это время между трансляцией транзакции и получением ее узлами. Однако для IoT, независимо от того, применяется ли он к умным домам или автономным транспортным средствам, достижение низкой задержки крайне важно, если устройства будут обмениваться данными друг с другом, не испытывая длительных задержек.

Это сокращение может открыть другую концепцию, Интернет навыков (Internet of Skills, IoS). Это процесс, с помощью которого специалисты проводят свою работу удаленно через наушники виртуальной реальности. Например, стоматолог сможет выполнять процедуры удаленно. Если задержка не может быть минимизирована, тогда специалист не будет достаточно отзывчив, подвергая опасности пациента и подрывая всю функцию.

Именно эти новые приложения определяют прогнозы экономического воздействия 5G. Исследование, проведенное Qualcomm, показало, что к 2035 году 5G может привести к дополнительному мировому ВВП в размере 12,3 триллионов долларов.

Важно отметить, что 5G – со скоростью до 10 гигабит в секунду – является улучшением как современных домашних широкополосных услуг, так и сотовых сетей. Для сравнения: средняя глобальная скорость немобильного интернета составляет всего 7,2 мегабит в секунду. Таким образом, 5G вполне может стать де-факто интернет-сетью во всем мире.

Влияние 5G на IoT и связанные с ним концепции будет дополнительно усилено с помощью периферийных вычислений с множественным доступом. Это форма сети, при которой сервис распространяется от централизованных узлов к периферийным, что приводит к еще большему увеличению скорости при одновременном снижении задержки.

IoT будет полагаться на эту емкость и способность огромного количества устройств соединяться друг с другом. По оценкам Huawei, к 2025 году может быть до 100 миллиардов IoT-подключений, и после этого рост, вероятно, станет экспоненциальным.

Наращивание автоматизации

Говоря об автоматизации, типично думать, что роботы заменяют оплачиваемую работу, выполняемую в настоящее время людьми. Однако в действительности область автоматизации может в конечном итоге оказаться гораздо шире, чем это, включая замену рутинных операций и неоплачиваемых повседневных задач.

Это уже можно увидеть в появлении умных домов, в которых бытовые приборы обмениваются данными друг с другом, поддерживают уровень запасов и управляют запасами. Автономные легковые и грузовые автомобили уже проходят испытания, а основным препятствием является законодательство.

В течение следующего десятилетия традиционные отрасли, такие как сельское хозяйство, добыча полезных ископаемых и бурение, ожидают автоматизации с помощью высокоскоростного IoT с использованием миллиардов датчиков и устройств, поддерживающих связь более 5G.

Препятствия

Эти приложения зависят от обширного покрытия 5G, чтобы обеспечить емкость, скорости и задержку, необходимые для работы этих систем в глобальном масштабе.

Но два других потенциальных препятствия на пути к 5G могут представиться.

Во-первых, вредоносные устройства могут вызывать хаос в сетях, что обусловлено их взаимосвязью.

Во-вторых, развертывание 5G будет охватывать взрыв транзакций и платежей между этими устройствами. Такие объемы, вероятно, будут затмевать нынешние возможности централизованной и децентрализованной финансовой инфраструктуры.

Блокчейн рефери

Блокчейн инновации могут решить первую проблему. Публичные, децентрализованные блокчейны способны обеспечить неизменность, защиту от несанкционированного доступа и установление консенсуса между недоверчивыми субъектами.

Таким образом, они могут использоваться в качестве базового уровня для разрешения споров между устройствами IoT, которые не могут урегулировать транзакции или условия смарт-контракта. Поскольку эти устройства могут осуществлять операции с деньгами и управлять транспортными средствами, первостепенное значение имеет создание базового уровня протокола с надежной защитой. Блокчейны могут преуспеть в этом.

Децентрализованные цепочки блоков предлагают дополнительные преимущества по сравнению с текущей моделью клиент-сервер, используемой в IoT. Их децентрализованная архитектура означает, что личность может быть защищена и гарантирована. В настоящее время устройства IoT идентифицируют себя через облачные серверы, а их идентификационные данные хранятся в этих базах данных. Таким образом, данные могут быть скомпрометированы, украдены или имитированы, что представляет серьезную угрозу безопасности для любого приложения, работающего в такой сети.

Используя децентрализованную цепочку блоков, мы можем защитить эти идентификаторы с помощью асимметричной криптографии и алгоритмов безопасного хеширования. Устройства будут регистрироваться в соответствии с их собственными соответствующими адресами блокчейна, гарантируя их идентичность. Этот уровень цепочки блоков может обеспечить уровень безопасности и идентификацию без трения, не имеющую аналогов в существующей централизованной инфраструктуре.

Расширение

К сожалению, вторая проблема масштаба не может быть напрямую решена с помощью блокчейнов. Простая степень IoT означает, что децентрализованные архитектуры цепочки блоков не способны обрабатывать необходимую пропускную способность. По крайней мере, это верно для первого уровня, то есть для самих блокчейнов.

Возможно и предпочтительнее отложить большинство транзакций до двухуровневых протоколов, таких как Сеть освещения, которые работают поверх блокчейнов, используя каналы оплаты или боковые цепи.

Однако, учитывая, что каждое устройство должно иметь свой собственный адрес и транзакции в цепочке, должна быть пропускная способность в цепочке, которая достигает десятков тысяч транзакций в секунду. Короче говоря, масштабируемость должна значительно улучшиться на обоих уровнях.

Блокчейны, такие как Bitcoin Cash ABC, с увеличением размера блоков, и Ethereum, благодаря шардингу, наращивают пропускную способность сети. Одновременно мы наблюдаем устойчивый прогресс сети Lightning по мере ее развертывания, а также боковых цепей, таких как Liquid from Blockstream, в то время как сеть Ethereum продолжает развиваться. Создание 5G и блокчейн-инфраструктура второго уровня случайно происходят одновременно, обеспечивая необходимую масштабируемость и охват для IoT-ориентированной экономики.

Другим маршрутом для системных архитекторов будет добавление других структур, таких как графики между базовым уровнем цепочки блоков и устройствами IoT. Такие конструкции, как ориентированные ациклические графы (Directed Acyclic Graph, DAG), могут использоваться для достижения гораздо более высокой пропускной способности. Однако это обычно приводит к подрыву безопасности и децентрализации.

Навигация по трилемме масштабируемости, безопасности и децентрализации является необходимым условием для любой сети IoT на основе цепочки блоков, и недостатки в любой из этих трех областей могут быть катастрофическими для пользователей и могут подорвать цель использования такого протокола в первую очередь. До тех пор, пока разработчики не смогут создавать альтернативные проекты, обеспечивающие высокую пропускную способность без ущерба для безопасности или децентрализации, сети IoT будут вынуждены использовать более ограниченную, но безопасную структуру цепочки блоков.

Данные, устойчивые к взлому

Устройства IoT с поддержкой 5G настроены на значительное увеличение скорости передачи данных. По прогнозам Cisco, к 2021 году они будут генерировать 847 зетабайт.

В своей основе блокчейны представляют собой распределенные системы хранения данных, поэтому невозможно хранить значительные объемы данных в цепочке. Однако, если эти данные IoT не хранятся в цепочке, это все равно оставляет их открытыми для атак.

Тем не менее, вполне возможно хранить цепочки данных в цепочке со ссылками, указывающими на внешние сайты хранения данных для всего набора данных. Действительно, такое внешнее хранилище может быть запущено по другим децентрализованным протоколам, таким как Межпланетная файловая система (InterPlanetary File System, IPFS) или OrbitDB. Хотя это не гарантирует тот же уровень защиты от несанкционированного доступа, он обеспечивает более высокий уровень безопасности, чем централизованные альтернативы. Важно отметить, что при хранении хэшей в цепочке любое вмешательство в данные приведет к изменению хэша, что привлечет внимание к такой атаке, а также к записи времени с помощью метки времени.

Расширение возможностей смарт-контрактов

Блокчейны также могут напрямую выиграть от 5G с точки зрения функциональности и производительности.

Одним из таких примеров являются смарт-контракты. Смарт-контракты блокчейн часто зависят от предсказаний. Эти предсказания передают внешние данные в контракт. Конечно, эта информация может быть передана только с доступом в Интернет. Для приложений, таких как цепочки поставок, 5G может облегчить эти предсказания в отдаленных районах, где в противном случае они были бы невозможны.

Улучшения сети

Блокчейны могут также улучшить сеть от 5G.

Огромное увеличение диапазона и пропускной способности параллельно с сокращением задержки, чему способствуют периферийные вычисления, может привести к увеличению количества дополнительных узлов, присоединяющихся к общедоступным цепочкам блоков. Расширение зоны покрытия на удаленные районы, а также расширение возможностей подключения к нестатическим устройствам, таким как мобильные телефоны и планшеты, может значительно увеличить участие в сети и, как следствие, повысить безопасность и децентрализацию.

Кроме того, из-за сокращения задержек у разработчиков будет больше возможностей экспериментировать с сокращением времени блоков, что увеличивает пропускную способность в цепочке. В свою очередь, это обеспечит гораздо лучшую поддержку устройств IoT, использующих блокчейны для расчета, достижения консенсуса и безопасности.

Многовариационные отношения

Чтобы по-настоящему оценить ценности 5G, IoT и блокчейн, вы должны рассматривать их как синергетические, а не предлагать совершенно отдельные ценностные предложения. Благодаря правильной архитектуре этот технологический стек – наряду с решениями второго уровня, граничными вычислениями, виртуальной реальностью, дополненной реальностью и IoS – призван создать беспрецедентную ценность при одновременном радикальном изменении условий труда, занятости и отдыха.