基于物联网体系架构下区块链与人工智能分析

况 璟

（湖北邮电规划设计有限公司，湖北 武汉 420023）

0 引 言

物联网学术上的定义为“物物相连的互联网”，其核心体系建立在互联网的基础之上，并逐渐扩展和延伸，在日常生产、生活中形成网络。不仅如此，物联网的用户已经发展至任何物品之间，从而实现了“物物相息”。基于物联网体系架构下，区块链和人工智能技术拥有广泛的应用空间，能够从根本上改善互联网的弊端，提升信息的处理效率和安全性。

1 物联网体系架构概念简述

现代学者研究物联网时，常常引入“M2M”的概念，即实现人（Man）与机器（Machine）、人与人以及机器与机器之间的相互交流和信息传递。随着技术的发展，“M2M”的框架逐渐扩大，不再局限于物联网本身，而是为更多技术的应用提供平台。物联网中的“物”指代构成条件，否则不能纳入物联网范围，包含数据传输通路、实现存储功能、中央处理器、操作系统、实现特定功能的应用程序、依托于物联网的通信协议、在世界网络中拥有能够被识别的唯一编号。上述7项原则缺一不可。

现代物联网建立在计算机互联网的基础上，运用射频识别技术（RFID）、无线数据通信技术等，构成了覆盖“万事万物”的“大物联网”框架。其中，所有物品可以实现自主交流，无需人工介入。其本质在于运用RFID技术，在计算机互联网的运转体系下，实现物品的自动识别与信息的互联、共享[1]。

区块链技术是一种集分布式数据存储、点对点传输、共识机制以及加密算法于一身的新型应用模式，没有脱离于计算机技术的框架。基于射频识别技术，能够使物品（如区块链的初始应用—比特币）具备“专属编号”，赋予其“开口说话”的能力，故而不会出现混淆。

人工智能可以被笼统地理解为通过程序植入，使电脑具备部分“人脑”的思维能力，从而在更高的效率下，完成一系列既定工作。基于此，区块链技术和人工智能技术在物联网体系架构下，必将进一步改变人类生活。

2 基于物联网体系架构下的区块链技术应用分析

2.1 区块链技术的特性分析

如上文所述，区块链技术最早产生并应用于比特币交易体系，通过在计算机底层植入具备点对点传输和共识机制等功能的控制程序，能够极大地提升比特币交易过程的安全性。时至今日，以数据层、网络层以及共识层等6大层面为代表的区块链技术已经得到了全面提升，特别是在保护数据库中信息安全方面，无论是链式结构还是区块结构，不仅能够从根源上降低信息“被改动”或“完全失窃”现象出现的频率，还能对新区块的产生过程进行不间断检测。在物联网体系架构下，区块结构被设置成一种以网络形式为主的全新节点。发生虚拟货币交易时，一切数据均可以被视为程序的“表现结构”。通常情况下，区块之间的构成结构是相同的，均可以分为头和躯体两个部分，分别负责储存数据库中的所有信息，以及对一段时间内的变动（交易）信息进行整理。

区块链的另外两项核心技术为非对称加密和分布式结构。其中非对称加密针对公钥、私钥进行加密操作时，若要找到“突破口”，应该使用“头痛医脚”的方式，而并非“直来直往”的对称式加密设计。一般来说，公钥的复杂程度较高，需要经过多层函数（固定）加密计算后方可获得，而私钥则为随机产生，在二者的共同作用下，区块链信息存储的安全性极强。在分布式结构下，数据的存储选择更加多样化，无论是当前设备还是计算机网络数据库，均可以成为目标存储区。此外，基于物联网体系结构下，任何网络节点均具备独立的信息处理能力，因此能够实现局部或全局的应用运算[2]。

2.2 以区块链为核心的物联网安全问题应对方式

2.2.1 存在的安全问题分析

在物联网体系架构下，区块链技术的发展方向在于全面系统地解决网络时代引发的安全问题，比如令人民群众深恶痛绝的信息泄露现象。由于智能手机的普及，各类应用软件层出不穷。在注册、登陆、使用的过程中，手机号、身份证号，甚至是身份证照片等均毫无秘密可言。而背后的运营商为了降低成本，并没有设置完善的安全管理体系，诸多信息过于随便地存储于常规数据库中。一些不法分子只需付出少量的金钱，即可肆意获取，随之而来的短信、电话“轰炸”令人们头痛不已。

2.2.2 应用区块链为核心的物联网解决安全问题意义

在区块链技术得到广泛应用后，第三方人工直接干预的机会大幅度降低，只需留下少量的监管人员，既可以提升数据信息的安全性，又能够减少“中间商赚差价”的环节，从而起到平稳物价的作用。其具体表现为以下3个方面。

（1）可以极大程度地保障物联网运行经济安全。互联网金融的快速发展，将区块链技术融合在互联网经济发展中，有利于促进互联网金融行业的发展，结合区块链的自身应用优势，将其可以应用在互联网金融产业链中的多个环节。例如，通过物联网的货运技术应用中，可以反作用于互联网金融的发展，互联网金融可以针对货运过程中的事故提供金融保险，并且通过逐渐完善区块链网络平台管理，有利于提升货运金融的工作效率，通过货运技术和互联网金融相结合，可以将信息进行集中化管理，有效地为互联网金融交易创造安全的信息环境，并且在进行个人用户的闲置资源分享时，还能进一步地提升客户信息的保密程度[3]。

（2）通过应用区块链为核心的物联网解决安全问题，可以维护物联网环境起到减少中介差价的问题。随着我国的通信技术不断发展，快速稳定的通信环境为人们的生活与工作提供了更好的信息交流环境，随着5G通信时代的来临，在通信领域融合物联网技术，可以增加通信行业的工作便利性，但其中存在一定的风险问题，需要相关工作人员进一步研究解决，通过使用区块链技术，能有效地解决通信技术面临的信息诈骗、使用者信息泄露等问题，并且可以通过减少第三方干预，逐渐减少中介平台，从而保障使用者的各项信息资料的安全性能[4]。

（3）区块链技术还可以应用在公共服务安全保障环节。例如，在建设智能医疗设备中，使用该项技术可以制作测量使用者健康状态的手环，使用者佩戴手环即可检测自身的心率与血压等数值，通过线上云医疗将其发送给医生，可以提升诊治的方便性和及时性。还可以将其应用在公共交通领域，通过区域链技中的加密技术，进行整体性的交通情况监管，在进行交通指挥工作时，能减少出现指挥错误和大型交通拥堵等情况[5,6]。

3 基于物联网体系架构下的人工智能技术应用分析

3.1 基于物联网体系架构的人工智能技术特点分析

人工智能并非凭空出现，而是在技术累积到一定数量，各类功能得到充分整合之后，自然而然地形成。比如与柯洁（世界围棋冠军）对战的阿尔法狗，即为人工智能的产物。由于围棋领域排兵布阵的套路有限，故而将之制作成程序并植入控制芯片之后，凭借电子计算机远超人类大脑的计算速度，纵使柯洁的水平已经达到人类巅峰，依然无法逃脱步步算计均陷落彀中的命运。在物联网体系架构下，人工智能技术的普遍化应用虽然无法达到阿尔法狗的水平，但能够实现网络部署、处理数据的专家系统是必须存在的。阿尔法狗的这种人工智能技术即可以看做应用专家系统和智能控制相融合的产物，专家系统即存储了一定的知识与经验，可以进行网络部署的智能系统。通过将物联网技术与人工智能技术相结合，可以对物联网产生的工作数据进行更加智能化的数据处理，通过智能化的技术水平提升，可以有效提升智能终端在应用中的服务质量和提供个性化服务，增强了物联网系统获取信息和整理信息的能力。另外，在物联网运行应用中离不开智能控制，其工作中最主要的环节就是控制工作环节，实现物联网的智能化控制有利于提升物联网技术以及应用覆盖范围，并且通过智能控制有利于满足用户的多样化需求，提升物联网的应用价值。在终端设备完成安装智能控制后，设备可以根据接收到的指令完成相应的指令操作，在一些工作强度大以及较为危险的工作岗位，可以使用智能控制提升工作效率以及工作安全性。而在此基础上，在广大用户的生活与工作中人工智能结合网络智能控制可提供更加人性化、便利化的服务。随着服务质量的不断提升，用户数量增长将会成为必然趋势，届时在更多反馈数据的支撑下，不仅人工智能技术，甚至物联网体系架构也会得到进一步的发展[7,8]。

3.2 物联网与人工智能技术的综合运用探讨

在阿尔法狗的事例之前，人们对于人工智能的认知水平过于集中在具备人类大脑思维能力方面。但在物联网体系架构下，人工智能的应用却并不复杂。比如智能家居系统中，控制芯片内植入的程序相对简单，只需处理好信号监测、接受、反馈、处理即可。以电热水壶烧水过程为例，物联网中存在监控温度系数的传感器和控制器，当温度超过预设的临界值之后，传感器将会发出预警信号，控制器在一定时间内迅速接受，并判断该信号的真实性后，做出对应的处理—切断电源。在稍显复杂的智能语音传感命令系统中，植入核心控制模块的功能更加多样化。首先，在设置阶段，控制系统需要提前录入主人的声音，否则容易引发安全问题。其次，系统中的功能性包含语音接收计算、备忘录提示、闹钟设置等。最后，在具体应用时，无需在手机等智能设备上操作，直接通过说话的方式发布命令即可。例如，物联网技术可以结合人工智能技术通过对语义的理解，将其应用在百度搜索功能中，通过在音乐、地图导航等应用，提升了人工智能的服务质量。由此可见，人工智能的构造原理本质上并不复杂，在物联网体系架构下，必将广泛应用于人类生活、工作[9,10]。

4 结 论

区块链技术虽然起源于比特币底层技术，但核心是一个去中心化的数据库，人工智能是指通过普通计算机程度来呈现人类智慧的技术。在物联网体系架构下，此两种技术必将打破现有应用范围，为人类生活、工作带来更大的便利性。然而，科学技术自诞生之日起即具备双刃剑的属性，无论是物联网、区块链还是人工智能，在发展过程中不能触碰人伦道德底线，否则好事将会变为坏事。