Các tính năng của Blockchain

Một blockchain cung cấp các lợi ích chính chưa từng có trước đây. Những lợi ích này bắt nguồn từ sự kết hợp thông minh giữa các công nghệ mới và hiện có, cho phép cộng đồng xây dựng các giải pháp dựa trên blockchain sáng tạo. Trong phần này, chúng tôi đề cập đến một số tính năng quan trọng mà blockchain cung cấp và thảo luận về lý do tại sao chúng quan trọng trong IoT.

Thuật toán đồng thuận trong IoT

Blockchain có thể được coi là không đáng tin cậy bởi vì chúng cung cấp một cơ chế để xác thực rằng dữ liệu được thêm vào blockchain là hợp pháp. Để đạt được điều này, tất cả các nút cần một cách đồng ý về phiên bản chính xác của sự thật. Các thuật toán được sử dụng để đạt được thỏa thuận được gọi là thuật toán đồng thuận (PoW). Ví dụ, Bitcoin sử dụng thuật toán Proof-of-work (PoW), nhưng như chúng ta sẽ thấy trong phần này, PoW không phải là thuật toán duy nhất tồn tại; có rất nhiều, và tất cả chúng đều có những ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Trong IoT, điều cần thiết là các thuật toán đồng thuận được sử dụng có thể đáp ứng một số yêu cầu về bảo mật, tiêu thụ năng lượng và tính toán nhất định. Trong phần này, chúng tôi giới thiệu một danh sách ngắn các thuật toán đồng thuận nổi bật nhất và kiểm tra khả năng tồn tại của chúng trong các giải pháp IoT.

Bằng chứng công việc Proof-of-Work (PoW) - Tính toán là cần thiết để giải quyết câu đố mật mã để đảm bảo sự đồng thuận

Bằng chứng cổ phần Proof-of Stack-- Khả năng đúc một khối mới tỷ lệ thuận với cổ phần trong mạng blockchain

Bằng chứng Hoạt động Proof-of Activity -- Tính toán là cần thiết để giải câu đố mật mã cho chỉ những người xác nhận đã biết đang hoạt động

Bằng chứng thời gian trôi qua Proof-of-Elapsed-Time -- Sử dụng các khoảng thời gian ngẫu nhiên xác định nút nào là công cụ khai thác hiện tại

Mật mã

Điều làm cho các chuỗi khối đáng tin cậy và an toàn là các cơ chế cơ bản của nó dựa trên mật mã, khóa đã ký, và chữ ký số. Mặc dù Bitcoin đã bị phơi bày trước các cuộc tấn công khác nhau trong quá khứ, điều đáng chú ý là chính sổ cái, hoặc blockchain, chưa bao giờ tự mình bị hack (truy cập bấtt hợp pháp).

Thuật toán băm an toàn (SHA-256): Hàm băm mật mã là một tập hợp các hàm toán học tạo đầu ra duy nhất cho đầu vào duy nhất. Đầu vào có thể có kích thước bất kỳ nhưng đầu ra luôn có kích thước cố định là 256 bit (32 byte) trong trường hợp SHA-256. Nếu thay đổi bất kỳ bit nào của đầu vào, hàm băm mật mã sẽ tạo ra một đầu ra hoàn toàn khác và không thể đoán trước. Băm mật mã bảo mật duy trì một chiều, nghĩa là bạn có thể dễ dàng tạo ra một hàm băm từ một đầu vào nhất định, nhưng cực kỳ khó để tạo đầu vào cho hàm băm bằng cách chỉ biết giá trị đầu ra được băm. SHA-256 được sử dụng cho hầu hết các chức năng bao gồm tính toàn vẹn, kết nối chuỗi khối và tính toán chi phí hàm băm.  

Thuật toán Chữ ký số Elliptic Curve (ECDSA): ECDSA được sử dụng để tạo các khóa mật mã có thể lấy được địa chỉ để sử dụng trong blockchain. Mỗi thuật toán ECDSA gọi một đường cong cụ thể sẽ được sử dụng để tạo khóa, cho phép tính toán hiệu quả.

Mật mã học là cốt lõi của lý do tại sao blockchain lại mang tính cách mạng như vậy. Tất cả mọi thứ từ thuật toán đồng thuận, đến mã hóa, đến các khía cạnh bất biến của blockchain đều là do mật mã cơ bản. Đây là chìa khóa cơ bản trong việc mở khóa tiềm năng cho IoT, vì các thiết bị khác nhau cần tham gia vào các giao dịch với các thực thể và thiết bị không tin cậy một cách thường xuyên.

Mạng blockchain có hệ số độ tin cậy là (n - 1) có nghĩa là nếu bất kỳ nút nào bị lỗi hoặc rơi khỏi mạng, không có sự gián đoạn dịch vụ. Mạng luôn duy trì tính khả dụng và khả năng chịu lỗi. Phân cấp trong IoT là một khả năng thay thế rất hấp dẫn so với các kiến ​​trúc trước đây, nhưng vẫn còn nhiều thách thức và không có sự đồng thuận rõ ràn