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蛀牙怎么办,IDMoB: 区块链上的物联网数据商场-雷火电竞app

admin 雷火竞猜 2019-11-20 214 0

1.引用

Özyilmaz K R, Doğan M, Yurdakul A. IDMoB: IoT Data Marketplace on Blockchain[C]//2018 Crypto Valley Conference on Blockchain Technology (CVCBT). IEEE, 2018: 11-19.

2.摘要

如今物联网(IOT)设备以其不断增加的数量和广泛的渗透性成为数据生成的动力。同样,人工智能(AI)和机器学习(ML)解决方案也正在集成到各种服务中,使产品明显更“智能”。这些技术的核心是“数据”。物联网设备供应商应该能够跟上增加的吞吐量,并提出新的商业模式。另一方面,如果训练数据多样性和丰富性,AI/ML解决方案将产生更好的结果。

在本文中,我们提出了一个基于区块链的、分散的、无信任的数据市场,在这里,物联网设备供应商和AI/ML解决方案供应商可以相互作用和协作。通过促进透明的数据交换平台,对同意数据的访问将民主化,针对最终用户的各种服务将增加。提议的数据市场作为以太坊区块链上的智能合约实施,而Swarm则用作分布式存储平台。

关键词:区块链、学术社交网络、信誉建设、信誉证明

3.技术介绍

一个总是监听、监控和通信物联网设备的新时代就在我们的门口。数据量的增加迫使公司在云中创建和维护大型基础设施项目。不幸的是,每一家公司,不管是否合作,都以自己的方式解决这些问题。与此同时,几乎每家公司都在构建人工智能(AI)和机器学习(ML)解决方案。使用公开和私人收集的数据,公司的目标是提供针对不同个体的定制用户体验。大量同意的数据仍然没有被挖掘出来,目前还没有平台来搜索它。

如今,物联网制造商使用基于云的解决方案来实现其数据存储和商业智能/仪表盘服务。然而,实现未来业务所需的预测性、规范性和适应性解决方案需要一个额外的数据处理步骤。受工业4.0和智能农业等最新技术趋势的推动,这些新一代服务迫使物联网制造商开发出他们目前不具备的新技能。另一方面,有许多人工智能和ML初创公司试图只使用微小的数据碎片来创建洞察力。解决方案很简单:拥有一个可靠的中立平台,数据如图1所示。多方、多层物联网解决方案生产商(物联网制造商)和数据消费者(AI/ML提供商)可以无缝交易。

图 1多方、多层物联网解决方案


我们建议使用区块链来促进这样一个不信任和安全的数字交易平台。一旦平台就位,就可以像设计分层软件堆栈一样创建完整的“商业Intelligence解决方案”。然而,它将不同于现有的解决方案,我们的解决方案将由多个利益相关者(数据提供者和处理器)组成,这些利益相关者使用区块链基础设施以某种方式相互连接,为消费者创建可操作的见解,即可以对其采取行动的信息。提议的想法有助于建立一个低障碍的开放环境,企业或普通消费者将能够从多个供应商那里获得服务或信息。简言之,通过创建一个通用的、分散的、不可信的基础设施,将有可能为物联网制造商提供a)一个始终在线的数据存储b)一个可搜索的AI/ML公司数据市场。

分散式物联网数据平台对本节详述的所有参与方都有多方面的好处。这样的系统不仅可以提供经济效益,而且还可以提供面向技术和用户的效益。如图2所示,物联网数据可以由不同的方收集、处理和最终消费。在这个图中,有两个物联网设备:一个智能手表和一个动态监视器。设备制造商必须已经使用提议的市场列出了这些设备的数据。三个不同的AI/ML提供者购买这些设备的数据,并用他们的算法对其进行处理,以产生洞察力,例如跟踪团队或运动员的表现、某个或一组个人的位置或对患者的非实时监控。

因此,这些见解可能被个人、公司或组织利用,如医院、体育俱乐部或单个患者。最后,这种方法将使数据管理方式民主化,并将加速物联网的采用,形成一个积极的反馈循环。另一方面,尽管去中心化、无信任的数据市场的概念是相当新的,但物联网平台也提出了一个数据市场。

图 2多利益相关者利益网络示例图

为实现物联网数据基础设施找到合适的区块链平台需要考虑多个关键方面:数据存储机制(链上或链下)、创建物联网数据平台的工具和能力以及可持续性的金融激励。

“数据存储机制”是描述物联网传感器数据如何被推送和存储在何处的通用术语。第一代公共区块链对交易数量有上限,可以是区块大小(比特币)或每个区块的气体限制(以太坊)。将物联网数据直接推送到这些系统对于大多数物联网应用程序来说是不可行的,因为事务量和数据量都很大。

平台方面,Quorum[1]和Corda[2]都是针对金融机构的许可和区块链启发的平台,提出了一种不同的模型,其中数据不公开存储在区块链上。相反,参与方(金融机构)将数据保持在链外,共识功能旨在确保相互作用方之间达成协议。尽管这种方法在创建“业务流”方面可能对金融机构很实用,但它消除了我们的设计目标之一,即物联网设备制造商将此系统用作“始终在线数据存储”。我们提议的数据市场针对的是非实时和非关键物联网系统,这些系统以较大的时间间隔(超过30分钟)将监控数据推送到数据后端。然而,这种方法需要一个二级分散的文件存储层。IPF[3]和Swarm[4]是两个可用于此目的的重要替代方案。这两种技术都是具有分散文件传输系统的点对点(P2P),在分散文件传输系统中,文件通过其内容的散列进行寻址。此外,如果在物联网网关上执行IPF或Swarm节点,则它们与边缘计算概念兼容。

第三点,金融激励已经为物联网设备制造商和AI/ML供应商使用拟议系统带来了明显的好处。物联网设备制造商将能够摆脱开发和维护云后端的束缚。此外,他们还可以在公开市场上出售收集到的数据。另一方面,ai/ml提供者将能够访问一个巨大的数据库,在那里他们可以浏览和购买尽可能多的数据。此外,还应激励分散存储网络中的节点,以使批量物联网传感器数据保持可用,至少基于其使用情况。拥有内置货币是在交易级别嵌入激励机制的重要工具。不幸的是,像hyperledger和corda这样被许可的区块链缺乏这种机制。

基于前面介绍的需求及挑战,我们将研究两个可用的候选平台:一个是为满足物联网需求而定制的,另一个是为分散应用程序开发(EOS)而提出的。然后,我们将简要介绍我们的提案、以太坊和Swarm平台。

以太坊作为第一个去中心化应用平台,已经在密码学领域占据了很高的地位,并以其去中心化应用平台引发了开发者的兴趣。以太坊目前提供一种广泛使用的编程语言,称为“solidity”,以及一个完整的基于Web的开发环境,称为“remix-ide”。此外,以太坊与Swarm(一种分散的、类似于Torrent的存储服务)深度集成。由于这种深度集成的结果,Swarm节点可以直接从以太坊获得财务激励。最后,以太坊平台的货币“以太”被广泛使用,使得即时交易成为法定货币成为可能。这样的特性可以以指数形式加速采用所提议的系统。基于以上各方面,基于平台成熟度和深度融合,选择以太坊作为区块链,Swarm作为分散存储平台。

以太坊区块链具有内置的图灵完整编程语言,允许我们编写智能合约。本文以以太坊虚拟机(EVM)为目标,设计了一种稳定的智能合约实现方法。以solidity编写的契约生成两个组件:要在EVM上运行的字节码和应用程序二进制接口(abi)。无论何时从应用程序调用函数,字节码都会运行,并在合同地址下存储到以太坊区块链中。ABI定义可以显式调用的结构和功能。换句话说,ABI允许访问智能合约中的呼叫功能。综上所述,与智能合约交互需要满足三个要求:1)字节码必须部署到区块链2)字节码地址必须已知3)智能合约的ABI必须已知。我们提出的系统将能够在系统成熟时向许多用户提供物联网设备数据。数据与其用户之间的关系与传统数据库中的一对多关系类似。基于这种关系,我们的平台可以看作是一个分散的交换平台,需要更多的智能合约的读操作,而不是写入它。

图 3数据流序列图

应用程序的主要利益相关者是“供应商”和“客户”,分别对应于图3中的物联网制造商和AI/ML供应商。当供应商希望从设备中获得经济效益时,它会通过调用供应商注册在应用程序上创建一个新的注册表。为了阻止未经授权的设备代表供应商将数据推送到市场,供应商必须声明其设备地址。然后,任何有效(由供应商注册)设备都可以通过声明供应商、预先定义的模式、文件句柄、时间戳和地理位置将数据推送到系统。通过这种方式,设备可以将不同传感器类型的许多数据集上传到系统中。然后,任何用户,如AI/ML提供者,都可以查询传感器的数据集。它返回拥有所查询传感器类型的数据集的供应商列表。从这一点开始,用户选择一个供应商,应用程序可以获得更多的描述性细节,如时间戳、地理位置或传感器数据的模式。匹配所需的数据集之后,可以通过调用请求数据来声明有效负载数据。当用户检索数据时,将启用用户的投票选项来评估供应商。通过投票给供应商,用户可以根据自己的经验进行上下投票。

4.本文主要贡献

在本文中,我们探索了将低功耗物联网设备集成到基于区块链的基础设施的方法,并将这一目标扩展到一个涉及多方的更广泛的数据市场,以非实时、非关键物联网应用为目标。为存储和访问物联网数据创建一个分散且不可信的平台将对物联网设备制造商、AI/ML提供商以及终端用户产生积极影响。这样的市场将使获得同意的数据的民主化,并提高服务质量和产品种类,最终对用户有利。概念验证数据市场在以太坊平台上作为智能合约实施,并使用Swarm作为其存储系统。它为数据使用者提供了一个灵活的查询机制,并包含一个投票机制,用于消除不可靠的数据提供者。

5.致谢

本文由南京大学软件工程系2018硕士生巫浩然翻译转述。

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