Allinstation Blockchain ngày càng trở nên gần gũi và gắn liền hơn với cuộc sống của con người, cùng với đó là những sáng kiến công nghệ để biến blockchain trở thành một phần tất yếu trong tương lai xã hội.
Internet of Things (IoT) là một khái niệm tưởng chừng vô cùng xa vời nhưng thực tế lại đang hiện hữu cực kỳ thường xuyên trong cuộc sống của chúng ta. Giờ đây, ngày càng nhiều dự án muốn tập trung và khai thác mảng ngóc ngách đầy tiềm năng này.
Trong bài viết này, Allinstation sẽ cung cấp cho anh em những thông tin cần thiết về một công nghệ tương lai được áp dụng vào Blockchain mang tên IoT này nhé!
Định nghĩa Internet of Things
Internet of Things (IoT) hay mạng lưới vạn vật kết nối Internet là một khái niệm đã có mặt từ năm 1999, nó mô tả về một hệ thống mà các thiết bị thông minh tương tác như cách mà con người làm, thông qua mạng internet.
Ý tưởng của IoT là các thiết bị thông minh khác nhau, chẳng hạn như cảm biến, thiết bị đeo, bộ truyền động có khả năng thu thập dữ liệu, kết nối với internet và các thiết bị khác thông qua bộ định tuyến và cổng Bluetooth hoặc Wifi. Các thiết bị này có thể thu thập và chia sẻ dữ liệu hoặc nhận tín hiệu điều khiển từ xa. Mạng lưới IoT cũng có thể được áp dụng với các thiết bị có UI (giao diện người dùng) như PC, laptop, máy tính bảng…
Lịch sử của Internet of Things
Mặc dù cụm từ “Internet of Things” đã xuất hiện vào năm 1999, ý niệm chung về các thiết bị được kết nối với nhau đã xuất hiện từ năm 1832, khi máy điện báo đầu tiên được thiết kế, cho phép liên lạc trực tiếp giữa hai máy thông qua việc chuyển phát các tín hiệu điện. Tuy nhiên, lịch sử của IoT bắt đầu với sự phát minh ra Internet vào cuối những năm 1960.
Vào đầu những năm 1980, thiết bị IoT đầu tiên trên thế giới được phát minh tại trường Đại học Carnegie Mellon. Một nhóm sinh viên đã nghĩ ra cách để máy bán Coca-cola ở trường của họ có thể báo cáo tình trạng của máy. Họ đã lắp các công tắc siêu nhỏ vào trong máy để chiếc máy này có thể báo cáo tới họ thông qua một mạng lưới, từ đó có thể biết rằng trong máy còn bao nhiêu lon Coca và chúng có được giữ lạnh hay không.
Vào năm 1990, lần đầu tiên John Romkey kết nối máy nướng bánh mì với Internet. Một năm sau đó, một nhóm sinh viên tại trường Đại học Cambridge đã nảy ra ý tưởng sử dụng webcam để theo dõi lượng cà phê có trong bình cà phê trong văn phòng của họ. Họ thực hiện được điều này thông qua việc lập trình cho webcam để chụp ảnh bình cà phê 3 lần mỗi phút. Sau đó, những bức ảnh này sẽ được gửi tới máy tính cục bộ để mọi người có thể kiểm tra lượng cà phê còn lại.
IoT là một chủ đề phổ biến được giới truyền thông sử dụng vào đầu thế kỷ 21 cùng với nhiều cải tiến lớn mở đường cho tương lai của IoT. LG Electronics đã giới thiệu tủ lạnh đầu tiên trên thế giới được kết nối Internet vào năm 2000, cho phép người dùng mua sắm thực phẩm trực tiếp và thực hiện các cuộc gọi video. Đi theo phát minh này là một phát minh khác vào năm 2005 dưới dạng một con robot hình con thỏ, có khả năng báo cáo những tin tức mới, dự báo thời tiết và sự biến động của thị trường chứng khoán. Sau đó vào năm 2008, Hội nghị quốc tế đầu tiên về IoT được tổ chức tại Thụy Sĩ.
Sự phát triển của các công nghệ mới nổi trong năm 2011 cũng hỗ trợ cho sự bùng nổ của IoT. Trong cùng năm đó, IPv6 – một giao thức lớp mạng trung tâm của IoT – cũng đã được ra mắt công khai. Kể từ đó đến nay, các thiết bị có khả năng kết nối với nhau đã trở nên phổ biến và thông dụng trong cuộc sống hàng ngày của mỗi người. Những gã khổng lồ công nghệ trên toàn cầu như Apple, Samsung, Google, General Motors đang tập trung sức lực vào việc sản xuất các thiết bị và cảm biến IoT – từ bộ điều nhiệt, kính thông minh cho tới ô tô tự lái. IoT đã tiến vào hầu hết các lĩnh vực: sản xuất, chăm sóc sức khỏe, giao thông vận tải, dầu mỏ và năng lượng, nông nghiệp…
Cho đến nay, có hơn 27 tỷ thiết bị được kết nối với IoT, các chuyên gia còn dự đoán con số này sẽ tăng lên hơn 100 tỷ thiết bị vào năm 2030.
Tại sao IoT lại cần tới công nghệ blockchain?
Công nghệ IoT hiện đang được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau – từ việc truyền dữ liệu giữa các trạm khí tượng thủy văn hay khởi chạy cơ sở hạ tầng cho các ngôi nhà thông minh. Các vấn đề và phương pháp giải quyết thông qua việc áp dụng công nghệ IoT liên tục xuất hiện, yêu cầu về bảo mật và khả năng mở rộng cũng xuất hiện theo. Theo dự đoán của Gartner, hai vấn đề trên sẽ là những khó khăn chính cho sự phát triển của IoT trong những năm tới, và giải pháp tốt nhất hiện tại chính là công nghệ blockchain.
Những lỗ hổng đang hiện hữu của công nghệ IoT thông thường:
- Firmware lỗi thời: nhiều nhà cung cấp không thường xuyên cập nhật các giải pháp IoT của họ và nhiều người dùng cũng không cập nhật firmware khi có phiên bản mới. Khi mà firmware đã lỗi thời, nhiều lỗ hổng trong bảo mật có thể xuất hiện, từ đó hệ thống sẽ hoạt động không hiệu quả và dễ dàng bị tấn công.
- Xác thực còn lỏng lẻo: nhiều giải pháp IoT sử dụng mật khẩu dành cho việc xác thực. Loại bảo mật này có thể dễ dàng bị tấn công bằng cách tìm ra được mật khẩu thích hợp.
- Kết nối không an toàn: nhiều vụ việc rò rỉ dữ liệu từ các thiết bị IoT là hậu quả của các phương thức bảo mật kém trong quá trình truyền dữ liệu từ các thiết bị IoT hoặc IoT lên các đám mây.
- Xâm phạm vật lý: tin tặc có thể thay đổi cấu hình của thiết bị IoT để thực hiện việc nghe lén, quay video hoặc thực hiện các cuộc tấn công DDoS.
Việc áp dụng công nghệ blockchain cùng với công nghệ IoT sẽ đem lại nhiều lợi ích như:
- Phân quyền dữ liệu: cấu trúc phi tập trung của blockchain đồng nghĩa với việc không có điểm kiểm soát tập trung để lưu trữ dữ liệu, sẽ không có tổ chức nào kiểm soát lượng lớn dữ liệu được tạo ra bởi các thiết bị IoT, từ đó khả năng để bị hack được giảm thiểu hoàn toàn.
- Cập nhật phần mềm một cách an toàn và bảo mật: Các biện pháp an toàn và bảo mật của công nghệ blockchain sẽ giải quyết vấn đề phần mềm của của các thiết bị IoT bị lỗi thời bởi vì giờ các nhà phát triển có thể chuyển các đoạn code cập nhật lên thiết bị IoT một cách an toàn.
- Tăng cường bảo mật: công nghệ blockchain có thể ẩn kết nối giữa các thiết bị IoT cung cấp khả năng xác thực giao dịch mà không cần bên thứ 3. Ngoài ra, blockchain có thể tối ưu hóa các giao thức IoT và cung cấp khả năng mã hóa dữ liệu, từ đó giảm nguy cơ rò rỉ dữ liệu và các cuộc tấn công mạng IoT.
- Tăng cường khả năng quản lý dữ liệu: Mạng lưới IoT sẽ phải truyền một lượng lớn dữ liệu trong thời gian thực giữa các thiết bị, hệ thống và nền tảng, đặt ra thách thức mới đối với việc quản lý dữ liệu. Công nghệ blockchain cho phép các thiết bị truyền dữ liệu trực tiếp mà không thông qua máy chủ, cơ sở dữ liệu cục bộ hay đám mây nào. Hợp đồng thông minh cũng giúp cho quy trình này trở nên tự động, giúp bớt ngắn số lượng giao dịch thực hiện (thông thường quy trình sẽ là từ thiết bị -> thiết bị khác -> máy chủ/đám mây/ cơ sở dữ liệu cục bộ -> thiết bị).
- Tăng cường khả năng mở rộng quy mô: công nghệ blockchain sẽ cải thiện quá trình xử lý giao dịch, tăng khả năng phối hợp giữa các thiết bị IoT. Khả năng chia sẻ dữ liệu cũng góp phần vào việc mở rộng quy mô.
- Xác thực chặt chẽ hơn: các nhà cung cấp mạng sẽ có public key trong khi người dùng sẽ có private key ẩn riêng để nhận dạng danh tính của họ. Vì cả hai loại khóa này đều được mã hóa nên việc hack chúng là không thể.
- Tự động hóa: công nghệ blockchain sẽ giúp người dùng có thể ra lệnh cho các thiết bị IoT thực hiện các hành động một cách tự động thông qua các hợp đồng thông minh, ví dụ như tự động điền các tài liệu hải quan hay tự động kiểm tra thuế sau khi vượt qua biên giới.
Những khó khăn khi tích hợp công nghệ blockchain cùng với IoT
Tuy có nhiều lợi ích khi tích hợp công nghệ blockchain cùng với IoT, khi nhìn vào thực tế, chúng ta sẽ nhận thấy nhiều thách thức cần xử lý khi việc tích hợp này diễn ra:
- Khó lựa chọn giao thức đồng thuận: để chọn được công nghệ blockchain nào tốt nhất cho IoT, chúng ta cần phải tính đến những yếu tố mà không thể áp dụng cho môi trường IoT hiện tại như yêu cầu cao về sức mạnh tính toán, phí cao, khả năng mở rộng quy mô thấp… Ví dụ, chúng ta không thể chọn Ethereum để tích hợp cho IoT vì phí giao dịch sẽ rất tốn kém.
- Tài nguyên hạn chế của cơ sở hạ tầng IoT: các thiết bị IoT có khả năng tính toán rất hạn chế và bộ nhớ có sẵn ít trong khi đa số các công nghệ blockchain yêu cầu rất nhiều bộ nhớ để lưu trữ bản ghi và yêu cầu nhiều năng lượng để khai thác.
- Khó khăn về việc mở rộng quy mô: các mạng lưới IoT liên tục tăng trưởng nhanh chóng, điều này đồng nghĩa với việc phải xử lý nhiều thiết bị thông minh hơn, nhiều giao dịch hơn và nhiều dữ liệu hơn. Ngoài ra các thiết bị IoT cũng yêu cầu việc truyền dữ liệu ngay lập tức, điều mà các blockchain hiện tại vẫn gặp nhiều khó khăn bởi tốc độ hoạt động kém.
- Các hợp đồng thông minh bị quá tải trên các thiết bị IoT: bởi vì hợp đồng thông minh vẫn cần phải truy cập và sử dụng các nguồn dữ liệu bên ngoài để thực hiện hợp đồng và cần nhiều khả năng tính toán nên việc quá tải có thể sẽ xảy ra.
Một số dự án phát triển về Internet of Things
VeChain
VeChain là nền tảng chuỗi cung ứng được hỗ trợ bởi blockchain. VeChain đặt mục tiêu sử dụng công nghệ quản trị phân tán và IoT để tạo ra hệ sinh thái giải quyết một số vấn đề lớn trong hoạt động quản lý chuỗi cung ứng. Ý tưởng của VeChain là tăng cường hiệu quả, khả năng truy xuất nguồn gốc và tính minh bạch của chuỗi cung ứng đồng thời giảm chi phí và trao cho người dùng cá nhân nhiều quyền kiểm soát hơn.
Helium
Helium là mạng máy tính phi tập trung đầu tiên trên thế giới. Dự án sử dụng công nghệ blockchain để kết nối các thiết bị IoT công suất thấp (như bộ định tuyến và vi mạch) với Internet. Cơ sở hạ tầng Internet không dây dựa trên blockchain của Helium sử dụng công nghệ vô tuyến để tăng cường kết nối Internet và giảm đáng kể điện năng cần thiết để chạy các thiết bị thông minh.
IOTA
IOTA là một sổ cái phân tán, ra đời với mục đích làm nguyên liệu phục vụ cho mạng lưới IoT. IOTA là sáng kiến giải quyết giao dịch và truyền dữ liệu giữa các máy móc và thiết bị trong mạng lưới IoT.
Điểm nổi bật của IOTA là Tangle, một sổ cái phân tán được thiết kế theo mô hình DAG (đồ thị không chu trình có hướng) dành riêng cho mô hình IoT. Đây là một hệ thống các node được sử dụng để xác thực các giao dịch. Công nghệ này giải quyết được sự thiếu hiệu quả của công nghệ blockchain hiện nay, đem lại khả năng mở rộng quy mô, miễn phí giao dịch, giảm thời gian giải quyết các giao dịch, yêu cầu tài nguyên thấp, mã hóa dữ liệu…
Lời kết
Công nghệ blockchain có thể tăng cường bảo mật và năng suất của mạng lưới IoT, nó cũng có thể cung cấp sự phân quyền và tận dụng khả năng của hợp đồng thông minh. Tuy nhiên, việc triển khai công nghệ này mang đến nhiều vấn đề như tài nguyên mạng lưới IoT vẫn còn hạn chế, vấn đề về mở rộng quy mô và giao thức truyền thông tập trung vào cả thiết bị IoT và mạng lưới blockchain.
Hiện nay đã có nhiều dự án triển khai các mạng lưới blockchain của riêng mình và đưa vào thử nghiệm, sẽ cần một thời gian nữa trước khi chúng ta được chứng kiến công nghệ blockchain được áp dụng hoàn toàn vào IoT. Hy vọng Allinstation đã cung cấp cho anh em thêm kiến thức bổ ích về công nghệ IoT này.