区块链与5G：应用场景分析

在具体的应用场景上,5G 技术与区块链技术拥有各自的优势和劣势。5G技术的优势在于数据信息传输的速率高、网络覆盖广、通信延时低,并允许海量设备接入,其愿景是实现万物互联,构建数字化的社会经济体系,但作为4G 技术的延伸,5G 技术依然未能完全打破4G 技术所遇到的瓶颈,如隐私信息安全、虚拟知识产权保护、虚拟交易信任缺失等。区块链技术旨在打破当前依赖中心机构信任背书的交易模式,用密码学的手段为交易去中心化、交易信息隐私保护、历史记录防篡改、可追溯等提供的技术支持,其缺点是对底层数据交换频繁、延时高、交易确认速率慢、网络节点的部署和回收效率低下。

因此,5G 未来作为网络设备的基础设施,也很有可能成为区块链底层通信的基础设施,通过5G 技术发挥其基础作用,从而提高区块链底层通信能力,最终实现提升区块链的技术能力。同时,在5G 应用里,能够结合区块链技术,在隐私信息安全、分布式交易确认等方面,可以实现不依赖某个单一机构的信任传递模式,给机器与机器之间建立起可信的通信信道,使更大规模的物联网应用创造良好的网络环境。

5G 技术作为通信基础设施未来能够促进区块链应用项目的落地,以下将列举5G 技术与区块链应用的结合,并对场景的特征、优势进行描述。

1)物联网

5G 技术能够给物联网带来更广的覆盖,更稳定的授权频段,更统一的标准,这将对物联网和区块链的发展提供有力的支持。具体可以结合的特性如下所述。

(1)点对点网络

作为一种分布式网络系统,区块链技术所采用的通信方式是一种P2P的网络架构。而基于5G 的物联网技术,其通信的特点是希望实现设备与设备之间的直接互联互通。因此,两者之间具有相同的架构模式,区块链可为物联网设备提供可信的通信模式解决方案。

(2)低时延

5G 技术带来的高数据传输速率,配合新一代网络架构等,可使得设备间实现高响应速度,扩展了物联网技术应用的范围。区块链技术在进行数据的读取写入过程中,需要对数据以及交易信息进行扩散、确认等步骤。如果能够实现区块链技术低时延,则将大大提高区块链的性能和吞吐效率,从而实现支持更广泛的应用场景。

(3)安全性

目前,很多物联网技术还需要一个中心化的服务器来对物联网中的设备进行管理,这样就存在着中心化管理系统被攻击的风险。这对于整个物联网系统的鲁棒性来说,是重大的挑战。由于物联网设备的数量庞大,管理复杂,以往有很多物联网系统被攻破,从而导致大规模安全事件的发生。区块链技术以其独特的共识机制作为保障,可以使整个网络中的节点具备一定的抗攻击能力,在没有达成网络共识前,攻击者很难掌控被攻击的网络,从而保证物联网网络的安全。

2)云端大数据与人工智能

(1)云端传输

目前手机等移动终端设备的能力在不断提升,但与日益快速发展的各种应用相比,终端的能力依然是数据存储计算的瓶颈。当5G 技术全面推广应用后,移动设备终端的数据可快速甚至无感地存储到云端设备,通过云端计算并把运算结果反馈给终端设备。当整个数据传输通道具备相应的能力后,所有的图片信息、视频音频信息都将会在云端保存和计算,而不依赖于移动终端。届时,所有应用的用户体现将大大增强,且不依赖于终端设备的能力。(www.xing528.com)

(2)数据运营

在云端数据计算和存储的基础之上,结合区块链技术中的零知识证明以及同态加密等技术,可实现云端数据的可信计算以存储,并且能够实现基于用户授权的数据使用。这样,就能够充分保证用户数据的使用是在用户授权的基础之上,从而在保护用户的隐私的同时,使数据交易和使用更加方便。而作为人工智能技术所需要的关键模型数据,可实现在线授权的数据模型训练,从而在数据的使用方、输出方搭建起良性的互动,从而实现即保证用户隐私又能够提供更好的用户服务。

3)车联网、无人驾驶

(1)低时延

以车联网、无人驾驶等应用的技术一直都是行业研究的热点,但由于网络延时以及容量等问题,一直都无法达到商用的要求。而5G 的低延时和大规模接入能力,有望实现这些技术从研究到商用的突破。

(2)分布式网络

5G 技术允许设备与设备之间进行通信,形成D2D(Device to Device)网络;而区块链技术同样为分布式网络提供一种解决方案。5G 技术与区块链技术在车联网等领域的应用,将使这些分布式网络中的设备协作成为可能。

(3)信息透明

在区块链上,若设备均处于同一主链,主链上可根据权限共享全部或一部分信息,使得车辆协作等所获取的信息更完整,体系更智能,减少信息公示不透明、信息发布滞后等情况。

(4)信息溯源

区块链技术具备不可篡改的特点,在网络结构日益复杂的情况下,网络节点间的所有指令、行为等信息均将保留存档凭证,有利于解决纠纷以及在需要的情况下对事件进行复盘与追责。

区块链技术与人工智能、物联网、5G 技术融合,有望推动智慧城市、数字社会、数字经济、资产数字化等各个领域的发展。通过这些技术的融合,能够对现有的物理资产进行链上确权,并通过区块链技术实现快速地交易和验证,从而实现数据信息等概念性资产与实体资产的对接融合并自由流转和交易。在以5G 技术为基础的物联网,能够突破原有设备与设备之间的通信瓶颈,从根本上实现点到点,端到端的通信。再结合区块链技术的理念,可以广泛应用到具有物联网传感器设备的应用中,包括:物流监控、农业遥感、自动化生产及管理等领域,实现生产效率大大地提升,并节省人工成本,提供系统的安全性。在此基础之上,通过人工智能技术对设备间的通信数据进行采集和运算,更能够高效地实现人与人、人与物、物与物之间的高效协同,在新的环境下,由数据采集到数据感知,由数据管理转变到数据治理,并能够对数据态势进行感知和预警,从而实现整个社会的高效治理。