区块链+物联网行业专题报告.pdf

u v 5 M ?Z g o/ t o u v g 5) 55 BE ? 7g MS u v g E b SB “ - u v b T $MBJSF s = #PCP 3 .d 6)? hn g1 ? ) y ?Z b ?Z “5 Ya b .5 u v Ma i%a xpaF Ea ?/ 3 y 4 KD41b 目录 1. 物联网行业发展现状 . 1 1.1 物联网正处于从连接到感知的快速发展阶段 . 1 1.2 物联网已成为国家产业发展和技术创新的重点方向 . 1 1.3 物联网智能化面临诸多挑战 . 2 2. 区块链和物联网的融合应用 . 2 2.1 基于区块链技术的解决方案 . 3 2.2 物联网与区块链融合应用逻辑 . 3 2.3 物联网 +区块链的应用场景 . 4 2.4 技术分析 . 8 3. 物联网 +区块链的应用项目 . 10 3.1 IOTA.10 3.2 ITC .12 4. 总结与展望 . 14 5. 附录 . 15 6. 参考资料 . 18 1 1. 物联网 行业发展现状 物联网（ IoT）最早被定义为依托物品编码 、 射频识别（ RFID）技术和 互联网 的物流网络（ Kevin Ashton, 1999），即通过 信息传感设备， 按约定 的协议，实现物品与互联网的 连接、 识别和智能化管理 。随着 市场的实践和 发展，现在的物联网 定义 更为 广阔 ， 指 实现所有 物品的 信息交换与通讯 以及 互联 的智能感知信息网络系统。 物联网中 的每个设备都可以充当独立的商业主体，通过 以 较低的交易成本与其他设备分享能力和资源， 提升 资源利用率 。 1.1 物联网 正处于从连接到感知的 快速发展 阶段 从物联网的功能来看，其基本特征包括：全面感知、可靠传送和智能处理，即 能够随时随地采集和获取物体信息，物体信息 也 能够通过物联网可靠地交换与共享 ，并即时地对海量数据和信息进行分析和处理，以实现智能化决策与控制。 物联网通过特定的连接方式，可以把任何“物体” 转化为该物体的“信息源”，从而 创造出区别于传 统产品和服务的全新价值 。 例如 工业设备 、汽车、家用电器等物品通过网络相互连接，产生大量的 交互 数据， 企业能够基于 数据分析 ， 向顾客提供 动态 、 个性化的智能服务 。企业还可以通过物联网创造出的新的服务模式，例如 开放自己的制造能力，为其他企业提供生产服务等。传统的产品和服务可以 通过 物联网 转型为基于智能产品 和 数据 的服务。 根据 中国产业信息网， 2016年 我国物联网行业市场规模已达到 9750亿 元 ， 同比增长 30%。 据 Gartner研究分析 ， 2022年将 有 共计 200亿个设备接入物联网（见附录一）。 在政策大力支持下，随着技术和应用标准的成熟，以及集群效应 带来的 硬件成本降低，未来几年我国物联网产业可能会呈现爆炸式增长。 资料来源：中国产业信息网 1.2 物联网已成为国家 产业发展和技术创新的重点方向 作为新一轮产业变革的重要方向和推动力量，物联网对于深化供给侧结构性改革、推动产业转型升级具有重要意义。 自 2010年 ， 物联网“十二五”规划发布以来 ， 我 国已在核心技术研发 、 产业集群 和产业链的完198526333650489656797500975013.50%34.50%38.60%34.10%16.00%32.10%30.00%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%0200040006000800010000120002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016图 1： 2010-2016中国物联网行业市场规模情况市场规模（亿元） 同比增长2 善等方面取得显著成效，初步形成创新驱动、应用牵引、协同发展、安全可控的物联网发展格局。 2015年 ，物联网市场已 实现 7500亿 的规模， 年均增长率 为 32.1%， 远超过 “十二五”规划 对市场规模 5000亿的预测。 2016年 ， 国家“十三五”规划纲要明确提出“发展物联网开环应用”，将致力于加强通用协议和标准的研究，推动物联网不同行业不同领域应用间的互联互通、资源共享和应用协同 ；尤其 是在 农业 、城市建设、 物流、交通、健康医疗、智慧旅游、能源等细分领域的创新应用。 在多项政策的推动下（见附录 二 ），我国物联网生态体系逐渐完善， 形成了芯片、元器件、设备、软件、电器运营、物联网服务等较为完善的物联网产业链 ；京津翼 、 长三角 、珠三角等区域 逐渐 形成聚集发展的格局 ， 各地区依托自身产业优势，规划建设了一批重点项目并取得了阶段性成果，同时 也 为 未来物联网发展和普及 奠定了重要基础 。 1.3 物联网 智能化 面临诸多 挑战 目前物联网产业主要以基础设施建设和局部应用创新等业态为主， 多 用于 B2B的工业领域，比如汽车智能制造，远程健康管理，金融风险定价等 ，与各个行业领域融合的巨大价值尚未被深度挖掘 。 许多领域对物联网的需求起步缓慢， 尤其是在家庭物联网自动化方面， 家庭消费者依然对物联网的安全性提出质疑。 随着 物联网 智能 的规模化 发展 ， 应用物联网 的 成本将更为高昂，安全和隐私性难以保证，商业应用遇阻 。 1.3.1 应用 物联网的 成本压力 物联网的传统中心化 网络 架构使每个设备的数据流都汇总到单一的中心控制系统。目前 全球已经 有数十亿个设备在物联网中应用， 随着 设备数量的增长，物联网中收集到的数据信息 也会 呈现几何式增长 ，目前 物联网应用采用的中心化的体系结构提供的中心化服务面临着越来越高的计算、管理、存储和带宽成本 。 1.3.2 数据隐私 与 信息 安全 企业和 外部系统 的合作中仍有不少障碍，比如数据分享，知识产权的保护，智能服务的投资与收益共享等。 此外 ， 生产厂商或服务提供者构建的中心化物联网平台，大多拥有未经用户授权即收集和分析用户数据与控制用户设备的权限，对用户隐私和安全造成很大威胁 。 1.3.3 产业链冗长， 协作体系不完善 横向来看，物联网中的芯片、模块、设备、网络、平台、应用、数据、服务等产业链条冗长，涉及技术领域庞杂，市场通道没有被打开，价值传导效应慢；纵向来看，行业中的各类用户、物体对象、感知控制设备、服务平台、监管平台、第三方资源系统等各方之间的协作体系、信任体系和价值体系尚不完善，导致物联网融入行业的难度大。 2. 区块链 和物联网 的 融合应用 区块链集成了分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术，可以为物联网提供信任、所有权记录、透明性和通信支持， 从而 为解决物联网产业发展难题、拓展物联网产业发展空间提供了新的思路。 基于物联网 的 “ 六 域模型 ” 架构体系和 不同 区块链技术的融合， 物理世界的 物 （包括物联网设备、物3 联网网关、物联网系统等）可以直接（或间接）地连接到物联网区块链中，信息世界的物（通常指信息类资产）可以通过物理世界的物映射到物联网区块链中。 2.1 基于区块链 技术的解决方案 只有建立完善的数据和知识产权保护机制以及价值共享机制，才能构建高效的价值创造网络，走向规模化应用 。 针对物联网市场发展 的三大核心挑战 维护成本 高、 安全性低和 协作体系不完善 ， 构建物联网下的区块 链应用可以减少中心化 网络运营和信用成本 、 解决 物联网 安全性的弱点 、提高运营效率和工业资产 利用率 ，最终 提升物联网系统的价值 。 2.1.1 降低运营管理成本 对于原本物联网设备来说，所有的操作都需要经过中心服务器的处理，带来了额外的管理、数据通信成本和处理时间的增加 。 通过区块链点对点网络技术，每个节点作为对等节点，可以不需要额外的协议、硬件支持和数据通信处理成本进行点对点的交互。 分布式网络则使得节点不再需要中心化的数据库，能实现自我管理，极大地降低了物联网的运作成本 。 2.1.2 数据安全与隐私保护 物联网的安全隐私问题是物联网技术所面临的威胁之一 。 由于物联网的拓扑结构以及资源的约束 ， 传统的安全技术并不完全适用于物联网 。 区块链技术具有去中心化、去信任化和数据加密等特点 ， 尤其适合构建分布式系统 。 在区块链系统中，所有的数据传输都是通过严格的加密方式进行处理，并通过点对点的网络进行通信，不需要在交 易中将数据信息委托给第三方实现， 任何设备都可以随时接入或退出网络 。此外，根据区块链中信息不可篡改的特点，可以通过查看 交易记录时间戳的方式，判断数据信息是否被窃取，保证 数据安全 和隐私 。 2.1.3 多网融合，智能管理 从基础资源 管理 架构的角度来看，物联网网络 产业链过长， 尚未形成打通各个环节的有效机制， 协作体系尚未 完善 。 基于 共识机制， 区块链 通过对等网络提供计算、存储、网络和平台资源等， 物联网可以 连接不同协议与设备，提供管理、查询和分析对等网络中数据的能力 。此外 ， 区块链系统下记录 具有 不可篡改的优势，平台下的用户和设备不需要验证双方信息，只需要在交易时判断对方给予的条件与之前是否不同，保证了无需建立可信关系也可以完成 数据和信息 的直接交换 。 共识机制 有效 打通了各个环节和不同体系，解 决了数以百亿计的设备之间如何协作的问题 。 2.2 物联网 与 区块链 融合 应用逻辑 为了更全面地梳理 物联网所存在的安全隐患， 有效在特定行业中应用区块链 技术 制定相应的 安全防控机制 ，我们 需要 对 物联网 的 顶层架构进行分析 ，解构物联网生态各重要组成部分 。我国提出“六域模型”参考架构，目前已被 ISO/IEC 国际标准和我国国家标准所采纳。“六域模型”从一个全新和系统的角度描述和定义了物联网的统一框架 ： 通过用户域、目标对象域、感知控制域、服务提供域、运维管控域、资源共享域 6 个主体业务 逻辑 ， 建立网络化连接 ， 指导物联网协同生态体系建设和运营的思路。 4 物联网和区块链的 融合 应用包括横向 和 纵向两种模式。横向模式是通过区块链贯穿物联网的服务提供域、运维管控域以及资源交换域，打通物联网的整个产业链，解决物联网生态链长、信息不对称的问题。区块链可以将物联网设备采集到的数据视为数字化资产，利用区块链的技术特点，参与方在共识的前提下对数据进行挖掘和利用，保障数据的安全和一致性，打通物联网产业链的信息壁垒，为物联网用户提供多维、高质量的数据，提升数据的利用价值。例如，通过物联网和区块链的融合应用，实现病人、医院、金融保险、医疗机构等多方数据的采集和共享，破解数据孤岛局面，可有效促进各参与方的协作，帮助打 通医疗产业生态。 纵向模式是通过区块链贯穿物联网的目标对象域、感知控制域、服务提供域和用户域。可以利用区块链技术打通 IT设备和物联网设备的连接，保障数据的安全和不可篡改 ， 物联网采集的数据是物理世界中的目标对象通过感知控制域中设备连接，映射成为虚拟空间中的数字化资产 对象 。 通过区块链实现目标对象、设备、平台等相关方身份以及数据获取的有效性、客观性和合法性 ，保 障物理世界的实体资产与虚拟世界的数字资产的一致性、安全性和可靠性 。 例如，在智能制造领域，通过区块链可以实现设备的身份和数据等信息的可信、安全和高效的管理，为工业物联网系统打开新的发展通道。 基于 物联网的“六域模型”的架构体系， 区块链技术 可以 打通物联网横向产业链和纵向物联网设备的数据通道 ，加强物联网生态的共识，促进数据在整个物联网生态中的利用。结合 两种应用模式， 下面 我们 列举若干 领域 进行场景 说明 ， 并从 行业痛点 解决思路 、 应用场景 几个方面 展开分析。 2.3 物联网 +区块链 的应用场景 2.3.1 能源 管理 能源领域面临的痛点 图 2： 物联网 六域模型 5 能源行业目前存在常规能源产能过剩、新能源利润率和回报率低以及相关基础设施及硬件配置不完备等问题。能源行业普遍采用传统人工运维方式，效率低、成本高，同时也存在安全风险。另外，监测计量设备落后、采集数据精确度低等问题明显，设备相对独立未形成联网，信息孤岛化问题严重。 区块链和物联网融合提供的解决思路 将区块链与物联网融合应用在能源领域，可提高数据信息管理能力。在数据信息接入方面，利用物联网技术能实现智能设备信息互联互通；在数据信息采集方面，能促进信息系统与物理系统高效集成，实现设备状态、外部环境的实时监测；在数 据信息处理与应用方面，区块链技术可实现智能化决策调控与自主交易。另外，区块链技术在智能交互过程中可降低多方主体间的信任成本，使交互过程更加方便和高效。 应用 场景： 新能源 汽车管理 通过物联网与区块链技术可以加强新能源汽车管理，如新能源汽车的租赁管理、充电桩智能化运营和充电场站建设等。通过物联网与区块链技术还可以实现电动汽车供应商、充电桩供应商、交通集团、市民卡及各类商户系统间的互联互通和数据共享（如图 3）。 2.3.2 供应链 管理 供应链管理 领域面临的痛点 供应链由众多参与主体构成，核心企业作为供应链中的主角，实际上对供应链上下游的掌控范围很有限，导致信息的不对称和不透明，存在信息作假的风险，相关企业无法实时掌控必要和真实的信息，影响供应链的效率。供应链管理中的物流环节具有区域多、时间跨度长的特征，因此监管困难，假冒伪劣产品等问题很难彻底消除。目前市场上存在的第三方防伪平台，又由于公信力不足和数据匮乏等原因，无法对产品进行精确认证和管理。 图 3： 新能源 汽车管理 6 区块链 和物联网融合提供的解决思路 横向来看 ， 在从供应链源头开始 ，生产商利用物联网的物品身份标识及传感器、可穿戴辅助管理装置等技术，能够将一件商品有关的生产信息和流转信息都实时记录在区块链上 。 区块链技术由于其防篡改、分布式、非对称加密的特点，适合多方参与、信息交换的场景，能够保证数据的透明可信，确保各参与方能及时发现供应链系统运行过程中存在 的问题，有针对性地找到解决问题的方法，提升供应链管理的整体效率，有效 防止假冒伪劣产品。 对消费者 而言， 链上 重要信息经 加密处理 ，只对有特定权限的用户开放，由此保障了信息安全。 纵向 来看， 区块链 的共识 机制 保证了 生产关系 中信息源的统一 。 利用区 块链技术 将 不同 商品 流通的参与主体的供应链和区块存储系统相连接， 使 每一个参与者信息在 区块链 系统中可查可看，由此为供应链上的众多参与方提供了一个管理协作的平台 ， 上下游 厂商 都可以根据这个平台调整生产、销售计划。而 智能 合约的使用，可以使产品交易、签收等自动执行，降低了人工操作的成本，提高了效率。 应用场景 ： 供应链 金融 在供应链过程中，货物交付、提单质押、尾款结余、实时仓库、实时物流等信息都可以通过物联网设备记录，降低人工成本，减少人工记录带来的错误，将物联网设备采集到的这些数据记录在区块链上，可确保信息的真实性。同时承运人或某个交易方的信用记录也可以记录在区块链中，与金融机构产生金融业务时，金融机构可以使用区块链中的信用数据和供应链数据进行风险评估，为交易方提供保险或贷款（如图4）。 2.3.3 医疗 医疗领域面临 的痛点 当前，医疗领域中的各级医疗卫生机构大多是互不连通的，形成了医疗信息孤岛，分级诊疗难以实现。同时，隐私和数据安全是医疗领域无法回避的关键问题，是妨碍移动医疗、智慧医疗、新兴治疗技术发展的原因之一。此外，一些医保药店在利益驱动下违规使用医保，违背了建立医疗保障制度的初衷 。 区块链 和物联网融合提供的解决思路 区块链应用到医疗数据管理中，可以保证用户的医疗检测结果的真实性和可靠性，使得医院之间可以共享检测结果，有效连接各级医疗卫生机构，降低用户分级诊疗的难度。区块链技术可以提高用户和相关方的医疗信息整合度，实现医疗 数据跨平台共享。同时可以在保护病人隐私的前提下，利用个人健康信息创造图 4： 供应链 金融