融合5G和区块链的意义

多年来，分析师一直在期待物联网（IoT）的影响。但是，它的成功有两个主要障碍：能力和安全。5G和区块链技术正是解决这2大难题的关键

但现在，引入新技术可能会改变这种状况。今年，AT＆T和Verizon等主要运营商将推出最新一代蜂窝移动通信5G。据分析师称，5G平台带来了高数据速率，更短的延迟，节能，降低成本，提高系统容量和大规模设备连接。

5G和区块链技术的结合有可能释放出经济价值的激增。为了理解5G和区块链之间的这种联系，必须将这种关系视为多重关系。通过降低延迟，高速和容量，5G覆盖的强大功能使物联网设备得以广泛使用。同时，这些设备可以利用区块链的安全性，分散性，不变性和共识仲裁作为基础层。

这意味着智能城市，无人驾驶车辆，智能家居和其他传感器驱动的增强功能最终将拥有可以满足其需求的技术。

作为基础层，区块链可以提供共识和安全性，而大多数物联网交易和合同都发生在第二层网络上，有机会在链上解决支付渠道和交易纠纷。然而，物联网的网络容量将通过5G覆盖的功能来实现。

此外，5G将通过增加节点参与和分散来直接协助区块链，并允许更短的阻塞时间，推动链上可扩展性 – 所有这些反过来又进一步支持了物联网经济。

以下是5G如何推出以及何时可以看到实际使用情况的第一眼。

推出5G

网络提供商已经开始在部分美国城市推出5G，而全球覆盖范围预计将在2020年上线。

Verizon将于4月11日开始在芝加哥和明尼阿波利斯开展业务，并在2019年剩余时间内向30个城市提供服务。

在供应商方面，三星有望在下个月发布其兼容5G的Galaxy S10型号。其他公司，如华为和LG，已经宣布了他们自己的模型很快就会出现。

在调制解调器方面，我们仍在等待同时支持5G和LTE。高通预计将在今年的第三季度或第四季度发布这样的产品 X55。

苹果消费者将不得不推迟到2020年，然后再看到兼容5G的iPhone，该公司显然还在评估市场状况。

唤醒物联网

5G的优势在于其高速，容量，低延迟以及与大量设备连接的能力。延迟是指发送和接收信号之间的时间。在区块链术语中，延迟是广播事务与节点接收事务之间的时间。然而，对于物联网而言，无论是应用于智能家居还是自动驾驶汽车，如果设备在不经历长时滞后的情况下相互通信，实现低延迟至关重要。

这种减少可以解开另一个概念，即技能互联网（IoS）。这是专家通过虚拟现实耳机远程开展工作的过程。例如，牙医可以远程执行程序。如果延迟不能最小化，那么专家就不会有足够的反应，危及患者并破坏整个功能。

正是这些新应用推动了对5G经济影响的预测。高通公司的一项研究表明，到2035年，5G可能会使全球GDP增加12.3万亿美元。

重要的是，5G – 速度高达每秒10千兆位 – 是对当前家庭宽带服务以及蜂窝网络的改进。从正确的角度来看，全球平均非移动互联网速度仅为每秒7.2兆比特。因此，5G很可能成为全球事实上的互联网络。

5G对物联网及相关概念的影响将通过多址边缘计算进一步增强。这是一种网络形式，服务从集中式节点传播到外围节点，从而使速度更加提高，同时还可以减少延迟。

物联网将依靠这种容量和能力将大量设备相互连接。根据华为的研究，据估计到2025年可能会有多达1000亿的物联网连接，此后增长可能会呈指数增长。  

加快自动化

在谈论自动化时，通常会考虑机器人取代目前由人类完成的有偿工作。然而，实际上，自动化的范围最终可能远远超过这个范围，包括更换家务和无偿的世俗任务。

这已经可以在智能家居的出现中看到，家用电器相互通信，保持库存水平和管理库存。自动驾驶汽车和卡车已经过了测试，立法成为主要障碍。

在未来十年内，传统行业 – 例如农业，采矿和钻探 – 都预计通过高速物联网实现自动化，由数十亿传感器和5G以上通信设备提供动力。

瓶颈

这些应用依赖于广泛的5G覆盖范围，以提供这些系统在全球范围内按预期执行所需的容量，速度和延迟。

区块链是什么，我为什么要关心？

如果您一直关注技术领域的发展，您可能会了解区块链技术及其最突出的应用程序比特币。问题是，您可能不太了解区块链是什么，它如何作为比特币的基础，或者它可以做什么。 好吧

但另外两个潜在的5G障碍可能会出现。

首先，恶意设备可能会在网络中造成混乱，并由其互连性提供支持。

其次，5G的推出将包括这些设备之间的交易和支付爆炸式增长。这些数量可能会使目前的集中和分散金融基础设施的能力相形见绌。

区块链裁判

区块链创新可能解决第一个问题。公共的，分散的区块链能够确保不可变性，防篡改并在不信任的实体之间建立共识。

因此，它们可以用作解决无法解决交易或智能合约条件的物联网设备之间争议的基础层。由于这些设备可以通过资金进行交易并运营车辆，因此建立具有强大安全性的底层协议层至关重要。区块链可以在这方面表现出色。

与IoT中使用的当前客户端 – 服务器模型相比，分散式区块链提供了进一步的优势。它们的分散式架构意味着可以保护和保证身份。目前，物联网设备通过云服务器识别自身，其识别数据保存在这些数据库中。因此，数据可能被泄露，被盗或被模仿，对在这样的网络上运行的任何应用程序提出了主要的安全威胁。

通过使用分散的区块链，我们可以通过使用非对称加密和安全散列算法来保护这些身份。设备将根据其自己相应的区块链地址进行注册，以保证其身份。该区块链层可以提供现有集中式基础设施无法比拟的安全级别和无摩擦识别。

扩大

不幸的是，第二个规模问题不能通过区块链直接解决。物联网的绝对程度意味着分散的区块链架构无法处理必要的吞吐量。这在第一层至少也是如此 – 即区块链本身。

通过使用支付渠道或侧链，将大多数交易推迟到第二层协议（例如在区块链之上运行的照明网络）是可能的，也是可取的。  

但是，鉴于每个设备都需要拥有自己的地址和链上事务，因此需要一个每秒达到数万个事务的链上容量。简而言之，可扩展性必须在两个层上得到显着改善。

比特币现金ABC等区块链，块大小增加，以及通过分片的以太坊，正在构建更大的链上容量。与此同时，我们看到闪电网络推出时的稳定进展，以及来自Blockstream的Liquid等侧链，而以太坊的等离子网络继续推进。5G和第2层区块链基础设施的扩建偶然同时发生，为面向物联网的经济提供必要的可扩展性和覆盖范围。

系统架构师的另一个途径是添加其他结构，例如基本区块链层和物联网设备之间的图形。诸如有向无环图（DAG）之类的设计可用于实现更高的吞吐量。但是，这通常会导致安全性和权力下放受到破坏。

导航可扩展性，安全性和分散化的三难问题是任何基于区块链的物联网网络的先决条件，这三个领域中的任何一个方面的缺陷都可能对用户造成灾难性影响，并且会破坏首先使用此类协议的目的。在开发人员可以生产实现高吞吐量而不牺牲安全性或分散性的替代设计之前，物联网网络将不得不使用更有限但安全的区块链结构。

防篡改数据

5G授权的物联网设备将推动数据传输的大幅增长。思科的项目，他们将产生847泽字节到2021年虽然其核心blockchains的分布式数据存储系统，这是不可行的存储显著数量上链数据。但是，如果这个物联网数据没有存储在链上，那么这仍然会让它受到攻击。

但是，很有可能在链上存储数据哈希，链接指向整个数据集的外部数据存储站点。实际上，这种外部存储可以在其他分散协议上运行，例如行星间文件系统（IPFS）或OrbitDB。虽然这不能保证同样的防篡改水平，但它确实提供了比集中式替代品更强的安全性。重要的是，通过在链上存储哈希值，任何对数据的篡改都将导致哈希值的变化，从而引起对这种攻击的关注，以及通过时间戳记的时间记录。

赋予智能合约权力

区块链在功能和性能方面也可直接受益于5G。

一个这样的例子是智能合约。区块链智能合约通常依赖于神谕。这些oracles将外部数据传递给合同。当然，这些信息只能通过互联网接入传输。对于供应链等应用，5G可以在偏远地区为这些神谕提供便利，否则将无法实现。

网络改进

区块链还可以从5G中获得网络改进。

范围和带宽的大幅增加，以及边缘计算辅助的延迟减少，可能导致加入公共区块链的额外节点激增。通过将覆盖范围扩展到偏远地区以及提供与移动设备和平板电脑等非静态设备的更多连接，可以显着提高网络参与度，从而提高安全性和分散性。

此外，由于延迟减少，开发人员可以更多地尝试减少阻塞时间，从而提高链上吞吐量。反过来，这将为使用区块链进行结算，共识和安全的物联网设备提供更好的支持。

多重关系

要真正了解5G，物联网和区块链的价值，您必须将它们视为协同而非提供完全独立的价值主张。通过正确的架构，该技术堆栈 – 以及第二层解决方案，边缘计算，虚拟现实，增强现实和IoS – 将创造前所未有的价值，同时从根本上改变工作条件，就业和娱乐。

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