Implikasi Fusing 5G dan Blockchain

Penganalisis telah menjangkakan implikasi Internet of Things (IoT) selama beberapa tahun. Namun, ada dua halangan utama untuk berjaya: keupayaan dan keselamatan.

Tetapi sekarang, pengenalan teknologi baru dapat mengubahnya. Tahun ini, syarikat penerbangan utama seperti AT&T dan Verizon akan memperkenalkan 5G, generasi terbaru komunikasi mudah alih selular. Platform 5G membawa kadar data yang tinggi, pengurangan latensi, penjimatan tenaga, pengurangan kos, kapasiti sistem yang lebih tinggi dan penyambungan peranti yang besar, menurut penganalisis.

Gabungan teknologi 5G dan blockchain berpotensi melepaskan lonjakan nilai ekonomi. Untuk memahami hubungan antara 5G dan blockchain, seseorang mesti menganggap hubungan itu sebagai pelbagai. Kekuatan liputan 5G melalui kependaman yang dikurangkan, kelajuan tinggi dan kapasiti membolehkan peranti IoT digunakan secara meluas. Pada masa yang sama, peranti ini dapat memanfaatkan keamanan, desentralisasi, kebolehubahan dan arbitrase konsensus dari blok block sebagai lapisan asas.

Maksudnya bandar pintar, kenderaan tanpa pemandu, rumah pintar dan peningkatan yang didorong oleh sensor lain akhirnya akan mempunyai teknologi yang dapat menangani keperluan mereka.

Sebagai lapisan asas, blockchain dapat memberikan konsensus dan keamanan sementara sebahagian besar transaksi dan kontrak IoT berlaku pada rangkaian lapisan kedua, dengan kesempatan untuk menyelesaikan saluran pembayaran dan perselisihan transaksi secara rantai. Kapasiti rangkaian IoT, bagaimanapun, akan diaktifkan oleh kekuatan liputan 5G.

Tambahan pula, 5G secara langsung akan membantu rantaian blok dengan meningkatkan penyertaan nod dan desentralisasi, serta membenarkan masa blok yang lebih pendek, memacu skalabiliti on-chain ke hadapan – yang semuanya seterusnya menyokong ekonomi IoT.

Berikut adalah gambaran pertama bagaimana 5G dilancarkan dan kapan penggunaan sebenar dapat dilihat.

Pelancaran 5G

Penyedia rangkaian telah mula melancarkan 5G di beberapa bandar Amerika Syarikat terpilih, sementara liputan global dijangka akan datang dalam talian pada tahun 2023.

Verizon akan mula memberikan liputannya di Chicago dan Minneapolis dari 11 April, dengan perkhidmatan bergerak ke 30 bandar sepanjang baki 2023.

Di pihak vendor, Samsung dijangka akan melepaskan model Galaxy S10 yang serasi dengan 5G bulan depan. Syarikat lain, seperti Huawei dan LG, mempunyai mengumumkan model mereka sendiri yang dijangka tidak lama lagi.

Dari segi modem, kami masih menunggu untuk melihat modem yang menyokong kedua-dua 5G dan LTE. Qualcomm diharapkan dapat melepaskan a produk, X55, pada Q3 atau Q4 tahun ini.

Pengguna Apple perlu bertahan sehingga 2023 sebelum melihat iPhone yang serasi dengan 5G, syarikat itu nampaknya masih menilai keadaan pasaran.

Membangunkan Internet Perkara

Kelebihan 5G adalah kelajuan tinggi, kapasiti, kependaman rendah dan kemampuan untuk berhubung dengan sebilangan besar peranti. Latensi merujuk kepada masa antara isyarat dihantar dan diterima. Dalam istilah blockchain, latency adalah masa antara transaksi disiarkan dan diterima oleh nod. Walau bagaimanapun, untuk IoT, sama ada digunakan untuk kediaman pintar atau kenderaan autonomi, mencapai kependaman rendah sangat penting jika peranti akan berkomunikasi antara satu sama lain tanpa mengalami masa jeda yang lama.

Pengurangan ini dapat membuka konsep lain, iaitu Internet Kemahiran (IoS). Ini adalah proses di mana pakar menjalankan kerja mereka dari jauh melalui alat dengar realiti maya. Contohnya, doktor gigi dapat melakukan prosedur dari jauh. Sekiranya kependaman tidak dapat dikurangkan, maka pakar tidak akan cukup responsif, membahayakan pesakit dan merosakkan keseluruhan fungsi.

Aplikasi baru inilah yang mendorong unjuran kesan ekonomi 5G. A belajar dari Qualcomm menunjukkan bahawa 5G boleh menghasilkan $ 12.3 trilion dalam KDNK global menjelang 2035.

Yang penting, 5G – dengan kelajuan hingga 10 gigabit sesaat – adalah peningkatan untuk perkhidmatan jalur lebar rumah semasa, dan juga rangkaian selular. Untuk meletakkan ini dalam perspektif, rata-rata kelajuan internet bukan bergerak rata-rata 7.2 megabit sesaat. Oleh itu, 5G boleh menjadi rangkaian internet de facto di seluruh dunia.

Kesan 5G pada IoT dan konsep yang berkaitan akan semakin meningkat dengan pengkomputeran pelbagai akses. Ini adalah bentuk rangkaian di mana perkhidmatan disebarkan dari node terpusat ke node periferal, yang mengakibatkan peningkatan kelajuan yang lebih besar dan juga mengurangkan latensi.

IoT akan bergantung pada keupayaan dan kemampuan ini untuk sebilangan besar peranti untuk berhubung antara satu sama lain. Telah dianggarkan ada sebanyak 100 miliar sambungan IoT pada tahun 2025, menurut penyelidikan dari Huawei, dengan pertumbuhan kemungkinan berubah menjadi eksponensial selepas itu.

Meningkatkan automasi

Apabila bercakap mengenai automasi, adalah tipikal untuk berfikir dari segi robot menggantikan pekerjaan berbayar yang dilakukan oleh manusia sekarang. Namun, pada kenyataannya, skop automasi akhirnya mungkin jauh lebih luas daripada ini, termasuk penggantian tugas dan tugas biasa yang tidak dibayar.

Ini sudah dapat dilihat pada munculnya rumah pintar, dengan peralatan rumah tangga berkomunikasi antara satu sama lain, menjaga tahap stok dan menguruskan inventori. Kereta dan trak autonomi sudah bergerak melewati ujian, dengan undang-undang menjadi penghalang utama.

Dalam dekad berikutnya, industri tradisional – seperti pertanian, perlombongan dan penggerudian – semua menjangkakan automasi melalui IoT berkelajuan tinggi, dikuasakan oleh berbilion sensor dan peranti yang berkomunikasi lebih dari 5G.

Kesesakan

Aplikasi ini bergantung pada jangkauan 5G yang luas untuk menyediakan kapasitas, kecepatan, dan latensi yang diperlukan agar sistem ini dapat berfungsi sebagaimana dimaksud pada skala global.

Tetapi dua halangan lain yang berpotensi menuju 5G dapat hadir.

Pertama, peranti berniat jahat boleh menyebabkan kekacauan dalam rangkaian, diperkasakan oleh kesalinghubungan mereka.

Kedua, pelancaran 5G akan merangkumi ledakan transaksi dan pembayaran antara peranti ini. Jumlah sebegini mungkin akan mengurangkan keupayaan semasa infrastruktur kewangan terpusat dan terdesentralisasi.

Pengadil blockchain

Inovasi blockchain kemungkinan dapat menyelesaikan masalah pertama. Rangkaian blok awam yang terdesentralisasi mahir dalam memastikan kebolehubahan, ketahanan terhadap gangguan dan mewujudkan konsensus di antara entiti yang tidak percaya.

Oleh itu, mereka dapat digunakan sebagai lapisan dasar untuk menyelesaikan perselisihan antara perangkat IoT yang tidak dapat menyelesaikan transaksi atau syarat kontrak pintar. Oleh kerana peranti ini dapat bertransaksi dengan wang dan mengendalikan kenderaan, mewujudkan lapisan protokol yang mendasari dengan keamanan yang kuat adalah yang terpenting. Blockchain boleh menjadi cemerlang dalam hal ini.

Blockchain yang terdesentralisasi menawarkan faedah lebih banyak berbanding model pelayan pelanggan semasa yang digunakan di IoT. Seni bina mereka yang terdesentralisasi bermaksud bahawa identiti dapat dilindungi dan dijamin. Pada masa ini, peranti IoT mengenal pasti diri mereka melalui pelayan awan, dengan data pengenalannya disimpan dalam pangkalan data ini. Dengan demikian, data dapat dikompromikan, dicuri atau ditiru, yang menimbulkan ancaman keamanan besar terhadap aplikasi yang berjalan di atas jaringan seperti itu.

Dengan menggunakan blockchain yang terdesentralisasi, kita dapat melindungi identiti ini melalui penggunaan kriptografi asimetri dan algoritma hashing yang selamat. Peranti akan didaftarkan mengikut alamat blockchain yang sesuai, yang menjamin identiti mereka. Lapisan blockchain ini dapat memberikan tahap keselamatan dan pengecaman tanpa geseran yang tidak dapat ditandingi oleh infrastruktur terpusat yang ada.

Meningkatkan

Malangnya, masalah skala kedua tidak dapat diselesaikan secara langsung oleh blockchain. Sejauh mana IoT bermaksud bahawa seni bina blockchain yang terdesentralisasi tidak mampu menangani proses yang diperlukan. Ini sekurang-kurangnya berlaku pada lapisan satu – iaitu blok rantai itu sendiri.

Ini mungkin dan lebih baik menangguhkan sebahagian besar urus niaga untuk melapisi dua protokol seperti Lighting Network yang beroperasi di atas blockchain, melalui penggunaan saluran pembayaran atau sidechains.

Namun, memandangkan setiap peranti perlu mempunyai alamat sendiri dan transaksi dalam rangkaian, perlu ada kapasiti dalam rantai yang mencapai puluhan ribu transaksi sesaat. Ringkasnya, skalabiliti mesti meningkat dengan ketara pada kedua-dua lapisan.

Blockchain seperti Bitcoin Cash ABC, dengan peningkatan saiz blok, dan Ethereum, melalui sharding, membangun kapasiti rantai yang jauh lebih besar. Pada masa yang sama, kami melihat kemajuan yang stabil dari Lightning Network ketika ia dilancarkan, bersama dengan sidechain seperti Cecair dari Blockstream, sementara Ethereum’s Plasma rangkaian terus maju. Pembangunan infrastruktur blockchain 5G dan lapisan dua secara kebetulan berlaku secara serentak, memberikan skalabilitas dan liputan yang diperlukan untuk ekonomi berorientasi IoT.

Satu jalan lain untuk arkitek sistem adalah dengan menambah struktur lain, seperti grafik antara lapisan asas blockchain dan peranti IoT. Reka bentuk seperti graf asiklik terarah (DAG) boleh digunakan untuk mencapai hasil yang jauh lebih tinggi. Namun, ini biasanya mengakibatkan keselamatan dan desentralisasi terganggu.

Menavigasi trilemma skalabilitas, keamanan dan desentralisasi adalah prasyarat kepada mana-mana rangkaian IoT berasaskan blockchain, dan kekurangan dalam mana-mana tiga bidang ini boleh menjadi bencana bagi pengguna dan akan menjejaskan tujuan penggunaan protokol seperti itu. Sehingga pembangun dapat menghasilkan reka bentuk alternatif yang mencapai hasil yang tinggi tanpa mengorbankan keselamatan atau desentralisasi, rangkaian IoT harus menggunakan struktur blockchain yang lebih terhad namun selamat.

Data tahan gangguan

Peranti IoT yang diberi kuasa 5G ditetapkan untuk mendorong peningkatan besar dalam pemindahan data. Cisco projek bahawa mereka akan menghasilkan 847 zettabyte menjelang 2023. Walaupun blockchain di intinya adalah sistem penyimpanan data yang diedarkan, tidak mungkin menyimpan sejumlah besar data secara rantai. Sekiranya data IoT ini tidak disimpan secara rantai, ini tetap membiarkannya terbuka untuk menyerang.

Walau bagaimanapun, sangat mungkin untuk menyimpan hash data secara rantai, dengan pautan yang menunjukkan ke tempat penyimpanan data luaran untuk keseluruhan kumpulan data. Sesungguhnya, storan luaran seperti itu dapat dijalankan pada protokol desentralisasi lain, seperti Sistem Fail Antara Plan (IPFS) atau OrbitDB. Walaupun ini tidak menjamin tahap ketahanan yang sama, ia menawarkan tahap keselamatan yang lebih kuat daripada alternatif terpusat. Yang penting, dengan menyimpan hash on-chain, setiap gangguan data akan mengakibatkan perubahan hash, sehingga menarik perhatian terhadap serangan seperti itu, bersama dengan catatan waktu melalui cap waktu.

Memperkasakan kontrak pintar

Blockchains juga secara langsung dapat memanfaatkan 5G dari segi fungsi dan prestasi.

Salah satu contohnya ialah kontrak pintar. Kontrak pintar blockchain sering bergantung pada oracle. Oracle ini menyampaikan data luaran ke kontrak. Sudah tentu, maklumat ini hanya dapat dihantar dengan akses internet. Untuk aplikasi seperti rantaian bekalan, 5G dapat memfasilitasi oracle ini di kawasan terpencil yang sebaliknya tidak mungkin dilakukan.

Penambahbaikan rangkaian

Blockchains juga dapat memperoleh peningkatan rangkaian dari 5G.

Peningkatan besar-besaran dalam julat dan lebar jalur, selari dengan pengurangan latensi yang dibantu oleh pengkomputeran tepi, boleh menyebabkan lonjakan nod tambahan yang bergabung dalam blok awam. Dengan memperluas jangkauan ke daerah terpencil serta memberikan peningkatan sambungan ke peranti bukan statik seperti telefon bimbit dan tablet, terdapat peningkatan yang signifikan dalam penyertaan rangkaian dan, dengan itu, peningkatan keamanan dan desentralisasi.

Di samping itu, kerana pengurangan latensi, pemaju akan mempunyai lebih banyak ruang untuk bereksperimen dengan pengurangan masa blok, sehingga meningkatkan throughput rantai. Pada gilirannya, ini akan menawarkan sokongan yang jauh lebih baik untuk peranti IoT menggunakan blockchain untuk penyelesaian, konsensus dan keselamatan.

Hubungan berbilang

Untuk benar-benar menghargai nilai 5G, IoT dan blockchain, anda harus menganggapnya sebagai sinergis dan bukannya menawarkan cadangan nilai yang sepenuhnya terpisah. Dengan seni bina yang betul, timbunan teknologi ini – bersama dengan penyelesaian lapisan kedua, pengkomputeran tepi, realiti maya, augmented reality dan IoS – diatur untuk menghasilkan sejumlah nilai yang belum pernah terjadi sebelumnya dan sekaligus mengubah keadaan kerja, pekerjaan dan rekreasi secara radikal.