物聯網是大量的聯網終端設備，將收集到的資料傳輸到雲端或本地資料庫，應用的範圍廣泛涵蓋個人設備、居家環境、公共資訊或工業生產。區塊鏈這個新生的去中心鑄幣和分散式帳本技術，順理成章在物聯網上，被看到可能的應用和潛在的產值。本文由區塊鏈新創 ITM 國際信任機器 執行長 陳洲任 撰稿，其曾任香港泰德陽光集團副總裁及台灣首席代表，協助集團在台灣打造百人區塊鏈技術開發及運營團隊。
本文為 2020 台灣區塊鏈產業特輯系列第九集，完整「區塊鏈產業年度圖鑑（報告）」即將正式釋出，歡迎留下 email 第一時間掌握「台灣區塊鏈產業年鑑」資訊。
當區塊鏈遇到物聯網
根據市調機構 Zion Market Reseach 報告，全球區塊鏈物聯網的市場規模將從 2018年 的3 千2 百萬美金，增長到2025 年的30 億美金，2019 年至2025年 的年均複合增長率（CAGR）為 91.4%。未來5年約百倍市場規模的擴增，的確是亮眼的預測和可期待的市場。
從「幣」的角度看，去中心的加密貨幣（Coin or Token）可以作為物聯網機器對機器之間，價值交換的工具，創造M2M 經濟。從「鏈」的角度看，去中心化帳本技術（Distributed Ledger Technology）可以建立可信任的物聯網資料，在智慧城市、智慧生產、供應鏈金融創造新的信任經濟。
IDC曾預測2019 年 20% 的物聯網環境都會具備基本區塊鏈上鏈功能，事實上距離還十分遙遠，因為區塊鏈技術並無法支應物聯網的需求，主要有幾個大的瓶頸。這些瓶頸有一個無法克服，區塊鏈與物聯網的整合可能就遙遙無期。
區塊鏈應用到物聯網的五大瓶頸
一、擴展性（Scalibility）
主流的公有區塊鏈，如比特幣和以太坊，每秒交易數（TPS）小於10，私有鏈或聯盟鏈的TPS則可以超過1000，但這樣的交易速度，都遠遠不及物聯網的需求。如以智慧電表為例，每15分鐘傳輸一筆資料，則每一百萬個智慧電表的TPS為1111，現有的區塊鏈如果沒有擴容技術，實很難支應動則百萬等級以上的物聯網設備，每分每秒傳送大量資料。
二、數據保護和隱私（GDPR Compliance）
區塊鏈帳本的特性就是不可篡改，上鏈的資料存在每個節點，無法刪除。歐盟推動的一般資料保護規範（GDPR），其中規範了被遺忘權 (Right to be forgotten)，個人可以要求控制資料的一方，刪除所有個人資料的任何連結、副本或複製品。區塊鏈上資料不可刪除，自然與被遺忘權和資料抹除權相互牴觸。
三、成本（Cost）
公有區塊鏈每放一筆交易必須付給礦工（即節點）費用，以通用的以太坊為例，每放一筆資料的費用經過換算約為0.1 美金，物聯網系統產生大量的資料，直接放上公有區塊鏈的費用是天價。私有鏈和聯盟鏈維持節點的成本也不便宜，加上區塊鏈的資料不能刪除，可預期的區塊鏈膨脹，節點的維運成本只會越來越高。另一個成本議題則是終端設備的成本，不能因為要將資料上鏈，而提高現有設備的規格，這不符合業者的成本效益。
四、可稽核性（Auditibility）
物聯網產生大量且連續的資料，透過區塊鏈分散式帳本技術將資料存在每個節點，然而現實上擔任節點的維運成本高，不可能每個資料使用者都擔任節點。如果使用者本身不是節點即無法稽核從區塊鏈節點拿到的資料，或者必須透過代理人或向其他節點來查核。這個情況下，代理人的信任，以及向其他節點查核的時間、效率和費用，都將成為新的議題。不需擔任節點也能稽核從區塊鏈拿到資料，是一大挑戰。
五、資料處理（Data Processing）
區塊鏈上的資料都由雜湊值（Hash Value）來關連，當資料累積量越來越大，要對大量的資料作搜尋及分析，效率不彰，無法和傳統資料庫的效能相比。例如，十萬筆資料放在 Hyperledger 區塊鏈，搜尋一筆資料的速度，和傳統資料庫相比，大概慢了500倍。同樣的道理，以區塊鏈來存放資料不利於已經發展十分成熟的大數據及 AI 分析。
落地應用的關鍵 – Trust is proven at the Edge
區塊鏈當前發展的夢魘就是「為區塊鏈而區塊鏈」，任何技術前面加上區塊鏈三個字，好似就成了當紅炸子雞，尖端熱門科技。區塊鏈來自去中心系統的信任機制，應該勇於和現有以企業為中心的系統整合，而非「幻想」式的取代。「落地」是現在所有區塊鏈技術發展公司最大的挑戰，如何從概念驗證（POC）出發，達到十萬甚或百萬等級的實際應用。
晶片等級的區塊鏈上鏈技術，是將萬物聯網提升到萬物上鏈的關鍵。物聯網設備透過 Sensor 收集到的資料，直接透過本身的MCU，在低算力、高頻量的要求下，將資料上鏈。前述的五大瓶頸，在此也必須一併獲得解決，才是有意義的解決方案。區塊鏈新創 ITM 國際信任機器已研發出具有區塊鏈擴容能力的SDK，透過Porting Kit，將SDK裝載到Cortex-M3等級以上的物聯網晶片，將其提升成為區塊鏈 IC。區塊鏈 IC 搭載 ITM 專利的演算法，能將一百萬筆資料雜湊成一個 32 bytes 帳本指紋，再將帳本指紋透過智能合約上到公有區塊鏈。資料仍放在鏈下傳統資料庫，透過 open source 程式，可以稽核資料的存在、不存在或是否被竄改，成功解決區塊鏈應用到物聯網的五大瓶頸。
「安全」是物聯網發展最關鍵的議題之一，沒有安全就沒有物聯網。區塊鏈技術是物聯網安全最後的一塊拼圖，透過分散式帳本技術，確認物聯網系統收集到的資料具備完整性（Data Integrity）和可追溯性（Data Traceability）。晶片等級的區塊鏈上鏈技術，將是區塊鏈和物聯網整合的關鍵，其應用將可廣泛用在智慧城市、智慧製造、V2X、健康醫療、供應鏈金融等等重要應用場景。
（本篇文章為 2020台灣區塊鏈產業系列 IX《產學聯手，區塊鏈於醫療領域之應用— 政治大學．陳恭教授》，期待看到接續特輯的讀者們，歡迎關注 動區動趨 BlockTempo）
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