Le implicazioni della fusione di 5G e Blockchain

Gli analisti hanno anticipato le implicazioni dell’Internet of Things (IoT) da diversi anni. Tuttavia, ci sono stati due principali ostacoli al suo successo: capacità e sicurezza.

Ma ora, l’introduzione di una nuova tecnologia potrebbe cambiare la situazione. Quest’anno, i principali vettori come AT&T e Verizon introdurranno il 5G, l’ultima generazione di comunicazioni mobili cellulari. La piattaforma 5G offre un’elevata velocità di trasferimento dati, latenza ridotta, risparmi energetici, riduzione dei costi, maggiore capacità del sistema e massiccia connettività dei dispositivi, secondo gli analisti.

La combinazione di 5G e tecnologia blockchain ha il potenziale per scatenare un’ondata di valore economico. Per comprendere questa connessione tra 5G e blockchain, bisogna pensare alla relazione come multiforme. La potenza della copertura 5G, grazie alla ridotta latenza, alle alte velocità e alla capacità, consente ai dispositivi IoT di essere ampiamente utilizzati. Allo stesso tempo, questi dispositivi possono sfruttare la sicurezza, la decentralizzazione, l’immutabilità e l’arbitrato di consenso delle blockchain come livelli fondamentali.

Questo significa città intelligenti, veicoli senza conducente, case intelligenti e altri miglioramenti guidati dai sensori avranno finalmente una tecnologia in grado di gestire le loro esigenze.

Come livelli fondamentali, le blockchain possono fornire consenso e sicurezza mentre la maggior parte delle transazioni e dei contratti IoT avvengono su reti di secondo livello, con l’opportunità di risolvere i canali di pagamento e le controversie sulle transazioni on-chain. La capacità di rete dell’IoT, tuttavia, sarà abilitata dalla potenza della copertura 5G.

Inoltre, il 5G assisterà direttamente le blockchain aumentando la partecipazione e il decentramento dei nodi, oltre a consentire tempi di blocco più brevi, promuovendo la scalabilità on-chain, il che, a sua volta, supporta ulteriormente l’economia dell’IoT.

Ecco una prima occhiata a come si sta sviluppando il 5G e quando potrebbe essere visto l’utilizzo reale.

Il lancio del 5G

I fornitori di rete hanno iniziato a lanciare il 5G in alcune città degli Stati Uniti, mentre dovrebbe arrivare la copertura globale online nel 2023.

Verizon inizierà a fornire la sua copertura a Chicago e Minneapolis da 11 aprile, con servizi che si spostano in 30 città per il resto del 2023.

Dal punto di vista del venditore, Samsung dovrebbe rilasciare il suo modello Galaxy S10 compatibile con 5G il prossimo mese. Altre società, come Huawei e LG, lo hanno fatto ha annunciato modelli propri che sono attesi presto.

In termini di modem, stiamo ancora aspettando di vederne uno che supporti sia 5G che LTE. Qualcomm dovrebbe rilasciare un tale file Prodotto, l’X55, in Q3 o Q4 di quest’anno.

I consumatori Apple dovranno aspettare fino a 2023 prima di vedere un iPhone compatibile con il 5G, tuttavia, con la società che apparentemente sta ancora valutando le condizioni di mercato.

Svegliare l’Internet delle cose

I vantaggi del 5G sono le sue alte velocità, capacità, bassa latenza e capacità di connettersi con un gran numero di dispositivi. La latenza si riferisce al tempo che intercorre tra l’invio e la ricezione di un segnale. In termini blockchain, la latenza è il tempo che intercorre tra la trasmissione di una transazione e la ricezione da parte dei nodi. Tuttavia, per l’IoT, sia che venga applicato a case intelligenti o veicoli autonomi, ottenere una bassa latenza è fondamentale se i dispositivi comunicano tra loro senza subire lunghi tempi di ritardo.

Questa riduzione potrebbe sbloccare un altro concetto, il Internet of Skills (IoS). Questo è il processo mediante il quale gli specialisti conducono il loro lavoro a distanza tramite cuffie per realtà virtuale. Ad esempio, un dentista sarebbe in grado di eseguire procedure a distanza. Se la latenza non può essere ridotta al minimo, lo specialista non sarà sufficientemente reattivo, mettendo in pericolo il paziente e minando l’intera funzione.

Sono queste nuove applicazioni che stanno guidando le proiezioni per l’impatto economico del 5G. UN studia di Qualcomm ha mostrato che il 5G potrebbe portare a $ 12,3 trilioni di PIL globale aggiuntivo entro il 2035.

È importante sottolineare che il 5G, con velocità fino a 10 gigabit al secondo – è un miglioramento degli attuali servizi domestici a banda larga e delle reti cellulari. Per mettere questo in prospettiva, la velocità media globale di Internet non mobile è di appena 7,2 megabit al secondo. In quanto tale, il 5G potrebbe benissimo diventare la rete Internet di fatto in tutto il mondo.

Gli effetti del 5G sull’IoT e sui concetti correlati saranno ulteriormente aumentati dall’edge computing multi-accesso. Questa è una forma di rete in base alla quale il servizio viene diffuso dai nodi centralizzati a quelli periferici, con un conseguente aumento ancora maggiore delle velocità riducendo al contempo la latenza.

L’IoT farà affidamento su questa capacità e capacità per consentire a un numero enorme di dispositivi di connettersi tra loro. È stato stimato che potrebbero esserci fino a 100 miliardi di connessioni IoT entro il 2025, secondo ricerca da Huawei, con una crescita che probabilmente diventerà esponenziale in seguito.

Aumentare l’automazione

Quando si parla di automazione, è tipico pensare in termini di robot che sostituiscono i lavori retribuiti attualmente svolti dagli esseri umani. Tuttavia, in realtà, l’ambito dell’automazione potrebbe essere molto più ampio di questo, inclusa la sostituzione di faccende domestiche e compiti banali non pagati.

Lo si vede già nell’avvento delle case intelligenti, con gli elettrodomestici che comunicano tra loro, mantengono i livelli delle scorte e gestiscono le scorte. Le auto e i camion autonomi stanno già superando i test, con la legislazione che rappresenta il principale ostacolo.

Entro il prossimo decennio, le industrie tradizionali, come agricoltura, estrazione e perforazione – tutti anticipare l’automazione attraverso l’IoT ad alta velocità, alimentato da miliardi di sensori e dispositivi che comunicano su 5G.

Colli di bottiglia

Queste applicazioni dipendono da un’ampia copertura 5G per fornire la capacità, le velocità e la latenza necessarie affinché questi sistemi funzionino come previsto su scala globale.

Ma potrebbero presentarsi altri due potenziali ostacoli al 5G.

Innanzitutto, dispositivi dannosi potrebbe causare il caos all’interno delle reti, potenziate dalla loro interconnettività.

In secondo luogo, il lancio del 5G includerà un’esplosione di transazioni e pagamenti tra questi dispositivi. Tali volumi probabilmente faranno impallidire l’attuale capacità dell’infrastruttura finanziaria centralizzata e decentralizzata.

L’arbitro blockchain

Le innovazioni blockchain potrebbero probabilmente risolvere il primo problema. Le blockchain pubbliche e decentralizzate sono abili nel garantire l’immutabilità, la resistenza alle manomissioni e stabilire il consenso tra le entità diffidenti.

Pertanto, possono essere utilizzati come livello fondamentale per la risoluzione delle controversie tra dispositivi IoT che non possono risolvere transazioni o condizioni di contratto intelligente. Poiché questi dispositivi possono effettuare transazioni con denaro e azionare veicoli, è fondamentale stabilire un livello di protocollo sottostante con una solida sicurezza. Le blockchain possono eccellere in questo.

Le blockchain decentralizzate offrono ulteriori vantaggi rispetto all’attuale modello client-server utilizzato nell’IoT. La loro architettura decentralizzata significa che l’identità può essere protetta e garantita. Attualmente, i dispositivi IoT si identificano tramite i server cloud, con i loro dati di identificazione contenuti in questi database. In quanto tali, i dati possono essere compromessi, rubati o imitati, rappresentando una grave minaccia alla sicurezza per qualsiasi applicazione in esecuzione su tale rete.

Utilizzando una blockchain decentralizzata, possiamo proteggere queste identità attraverso l’uso di crittografia asimmetrica e algoritmi di hashing sicuri. I dispositivi sarebbero registrati in base ai propri indirizzi blockchain corrispondenti, garantendo la loro identità. Questo livello blockchain può fornire un livello di sicurezza e identificazione senza attriti senza eguali nell’infrastruttura centralizzata esistente.

Scalare

Sfortunatamente, il secondo problema di scala non può essere risolto direttamente dalle blockchain. La vastità dell’IoT significa che le architetture blockchain decentralizzate non sono in grado di gestire il throughput necessario. Questo è almeno vero sul livello uno, cioè le blockchain stesse.

È sia possibile che preferibile differire la maggior parte delle transazioni per stratificare due protocolli come il Lighting Network che operano su blockchain, attraverso l’uso di canali di pagamento o sidechain.

Tuttavia, dato che ogni dispositivo dovrà avere il proprio indirizzo e le transazioni on-chain, sarà necessaria una capacità on-chain che raggiunga decine di migliaia di transazioni al secondo. In breve, la scalabilità deve migliorare in modo significativo su entrambi i livelli.

Blockchain come Bitcoin Cash ABC, con aumenti delle dimensioni dei blocchi, ed Ethereum, attraverso lo sharding, stanno sviluppando una capacità on-chain molto maggiore. Allo stesso tempo, stiamo assistendo al costante progresso della rete Lightning man mano che viene lanciata, insieme a sidechain come Liquido da Blockstream, mentre Ethereum’s Plasma la rete continua ad avanzare. La creazione di 5G e l’infrastruttura blockchain di livello due si verificano casualmente simultaneamente, fornendo la scalabilità e la copertura necessarie per un’economia orientata all’IoT.

Un altro percorso per gli architetti di sistema sarebbe aggiungere altre strutture, come grafici tra il livello blockchain di base e i dispositivi IoT. Progettazioni come i grafi aciclici diretti (DAG) possono essere utilizzati per ottenere un throughput molto più elevato. Tuttavia, questo in genere si traduce in sicurezza e decentralizzazione minate.

Navigare nel trilemma di scalabilità, sicurezza e decentralizzazione è un prerequisito per qualsiasi rete IoT basata su blockchain e le carenze in una qualsiasi di queste tre aree potrebbero essere catastrofiche per gli utenti e minerebbero lo scopo dell’utilizzo di tale protocollo in primo luogo. Fino a quando gli sviluppatori non saranno in grado di produrre progetti alternativi che raggiungano un throughput elevato senza sacrificare la sicurezza o il decentramento, le reti IoT dovranno utilizzare la struttura blockchain più limitata ma sicura.

Dati a prova di manomissione

I dispositivi IoT potenziati dal 5G sono destinati a promuovere un enorme aumento del trasferimento dei dati. Cisco progetti che genereranno 847 zettabyte entro il 2023. Sebbene le blockchain siano essenzialmente sistemi di archiviazione dati distribuiti, non è possibile archiviare quantità significative di dati on-chain. Se questi dati IoT non vengono archiviati in catena, tuttavia, rimangono comunque aperti agli attacchi.

Tuttavia, è del tutto possibile archiviare hash di dati in catena, con collegamenti che puntano a siti di archiviazione dati esterni per l’intero set di dati. In effetti, tale archiviazione esterna potrebbe essere eseguita su altri protocolli decentralizzati, come File system interplanetario (IPFS) o OrbitDB. Sebbene ciò non garantisca lo stesso livello di resistenza alle manomissioni, offre un livello di sicurezza più elevato rispetto alle alternative centralizzate. È importante sottolineare che, archiviando gli hash in catena, qualsiasi manomissione dei dati comporterà una modifica dell’hash, attirando così l’attenzione su tale attacco, insieme a un record di tempo tramite il timestamp.

Potenziare contratti intelligenti

Le blockchain possono anche beneficiare direttamente del 5G in termini di funzionalità e prestazioni.

Uno di questi esempi è lo smart contracting. I contratti intelligenti blockchain spesso dipendono da oracoli. Questi oracoli trasmettono dati esterni al contratto. Naturalmente, queste informazioni possono essere trasmesse solo con accesso a Internet. Per applicazioni come le catene di approvvigionamento, il 5G può facilitare questi oracoli in aree remote dove altrimenti non sarebbero possibili.

Miglioramenti alla rete

Le blockchain possono anche derivare miglioramenti di rete dal 5G.

I massicci aumenti di portata e larghezza di banda, in parallelo con le riduzioni della latenza aiutate dall’edge computing, potrebbero portare a un aumento dei nodi aggiuntivi che si uniscono alle blockchain pubbliche. Estendendo la copertura ad aree remote e fornendo una maggiore connettività a dispositivi non statici come cellulari e tablet, potrebbe esserci un aumento significativo della partecipazione alla rete e, con ciò, una maggiore sicurezza e decentralizzazione.

Inoltre, a causa della riduzione della latenza, gli sviluppatori avrebbero più possibilità di sperimentare riduzioni dei tempi di blocco, aumentando così il throughput on-chain. A sua volta, ciò offrirebbe un supporto di gran lunga migliore per i dispositivi IoT che utilizzano blockchain per il regolamento, il consenso e la sicurezza.

Una relazione multiforme

Per apprezzare veramente i valori di 5G, IoT e blockchain, devi considerarli come sinergici piuttosto che offrire proposte di valore completamente separate. Con la giusta architettura, questo stack tecnologico – insieme a soluzioni di secondo livello, edge computing, realtà virtuale, realtà aumentata e IoS – è destinato a creare una quantità di valore senza precedenti alterando allo stesso tempo radicalmente le condizioni di lavoro, l’occupazione e le attività ricreative..