Cách blockchain và oracles thúc đẩy nền kinh tế IoT
Sự phát triển của Internet đang tiếp tục với một tốc độ đáng kinh ngạc. Hai thập kỷ qua đã chứng kiến sự phát triển chưa từng có về kết nối cho phép xã hội giao tiếp với tốc độ cao trên tất cả các nơi trên toàn cầu, tham gia vào các diễn đàn công cộng và tương tác với hàng tỷ cá nhân và chuyển tiền trực tuyến chỉ trong vài giây. Nhưng điều gì tiếp theo cho Web?
Nhiều người dự đoán rằng các thiết bị được kết nối sẽ đóng vai trò to lớn trong kỷ nguyên trực tuyến tiếp theo, một sự phát triển thường được gọi là Internet of Things-Internet vạn vật. Một số lượng lớn các vật thể chạy bằng điện hiện đã được kết nối với Internet hoặc đang trong quá trình được online hoá, cho phép chúng gửi và nhận dữ liệu trong giao tiếp giữa máy và máy và thực hiện các hành động tự lập và được lập trình trước mà thường sẽ yêu cầu can thiệp thủ công.
Có rất nhiều trường hợp sử dụng cho các thiết bị trực tuyến như vậy: bộ điều nhiệt thông minh cảm nhận vị trí GPS của điện thoại để bắt đầu chỉnh nhiệt độ nhà; vòi phun nước tự động tưới cỏ sau khi bạn đi làm để tránh đường ướt hoặc những sự cố không đáng có; camera bật và ghi lại khi chúng cảm nhận được chuyển động hoặc kích hoạt hệ thống báo động và gọi cảnh sát khi có đột nhập. Trước đây, những loại thiết bị này được coi là một tầm nhìn xa vời về những gì công nghệ và Internet có thể làm được. Ngày nay, một số chức năng này được coi là mặc định và phổ biến. Tuy nhiên, Internet vạn vật thực sự chỉ mới bắt đầu.
Đi sâu vào IoT
Ngoài kết nối Internet, các thiết bị IoT yêu cầu ba thành phần.
Thiết bị cảm biến
Các thiết bị cảm biến là các thiết bị cảm nhận các hiện tượng vật lý nhất định. Đây là thành phần phát hiện nhiệt độ của bộ điều nhiệt, thiết bị đo độ ẩm của đất cho vòi phun nước tự động, thiết bị phát hiện chuyển động cho máy ảnh. Các thiết bị này cung cấp các điều kiện "kích hoạt" cho hành động tự động.
Thiết bị chung
Dù là máy điều nhiệt, tủ lạnh, bóng đèn, máy ảnh hay rô bốt sản xuất trong nhà kho, các thiết bị chung ở đây nghĩa là các cỗ máy vật lý thực hiện hành động dựa trên dữ liệu của cảm biến. Các thiết bị này hầu như luôn cung cấp một dịch vụ cụ thể phải được thực thi trong các điều kiện nhất định. Chúng là trái tim của của Internet vạn vật—mang tầm nhìn về một hệ sinh thái máy móc được kết nối với nhau ngoài việc trao đổi dữ liệu đơn giản.
Lưu trữ và xử lý phụ trợ
Lưu trữ và xử lý phụ trợ đề cập đến dữ liệu, server Web và các nền tảng phân tích dữ liệu đang mở rộng đều đều những gì các thiết bị IoT có thể làm và giúp đẩy mạnh khả năng kết nối rộng rãi giữa các thiết bị. Các nền tảng này lưu trữ dữ liệu do thiết bị cung cấp, thông tin chi tiết có thể giúp thiết bị thông minh hơn và tốt hơn, đồng thời gửi dữ liệu có liên quan và thông tin chi tiết về dữ liệu cho các bên liên quan ở các định dạng dễ đọc.
Tự động hoá thế giới với IoT
Sự kết hợp giữa các thiết bị cảm biến, các thiết bị chung và lưu trữ và xử lý phụ trợ đã tạo nên tầm nhìn về tự động hóa hoàn toàn.
Ví dụ, máy móc phức tạp đã tồn tại để tách biệt cà chua xanh khỏi cà chua chín hoàn toàn trong sản xuất nông nghiệp. Thiết bị phân loại (thiết bị chung) sử dụng kết hợp giữa quang học và ánh sáng (cảm biến) và phần mềm máy tính (xử lý) để loại bỏ cà chua xanh khỏi phần còn lại của vụ thu hoạch một cách chính xác đáng kinh ngạc—loại bỏ hoàn toàn lao động thủ công cực khổ.
Các ví dụ như thế này thường tồn tại tách biệt. Máy phân loại cà chua có thể hoạt động song song với máy móc đóng gói tự động chia cà chua thành các trọng lượng cụ thể và đóng gói chúng để giao hàng. Cà chua đóng gói có thể được tự động phân loại vào các hộp khác nhau dành cho các điểm đến khác nhau. Kết nối Internet và chương trình phụ trợ xử lý có thể kết nối các máy khác nhau để kích hoạt các hành động khác nhau dựa trên quy trình chuỗi cung ứng. Đây nói chung là giới hạn của IoT ngày nay. Tuy nhiên, quá trình sau khi rời cơ sở và chuyển quyền sở hữu cho một bên liên quan khác trong chuỗi cung ứng đưa ra một thách thức độc đáo - tiếp tục quá trình tự động hóa giữa các bên liên quan.
Sự xuất hiện của IoT thực sự hứa hẹn khả năng giảm thiểu sự can thiệp hoặc phân tích của con người khi giao tiếp giữa máy với máy là đủ. Khi công nghệ ngày càng tiên tiến và nhiều máy móc trở nên hoàn toàn tự chủ và được kết nối, những hạn chế không phải đến từ công nghệ, mà là từ xã hội và nhu cầu về sự tin cậy của nó.
Giới hạn của hệ sinh thái IoT hiện tại
Tính hữu ích của dữ liệu và phân tích IoT bắt đầu giảm đi khi các hệ thống tự động cần kết hợp nhiều bên liên quan và quy trách nhiệm trong trường hợp quy trình bị lỗi.
Đồng thuận trên dữ liệu và phân tích IoT
Trong nhiều trường hợp, các hệ thống chung này—có thể ở nhiều dạng khác nhau—không sử dụng được các thiết bị IoT ở mức công suất cao nhất vì không có cách nào cấu hình chúng để đạt được sự đồng thuận về dữ liệu và phân tích mà nó cung cấp.
Ví dụ, một nông dân sống ở California sở hữu trang trại trồng rau diếp, với những loại rau diếp mà người nông dân sản xuất được bán ở các cửa hàng bán lẻ trên khắp đất nước. Tuy nhiên, chuỗi cung ứng từ người nông dân đến người tiêu dùng cuối cùng có nhiều giai đoạn—từ người nông dân đến người chế biến, nhà phân phối đến cửa hàng bán lẻ đến người tiêu dùng cuối cùng—và ở mỗi giai đoạn, rau diếp có thể bị hư hỏng do bảo quản không cẩn thận.
Biết chính xác khi nào, ở đâu và trong điều kiện nào mà rau diếp bị hư hỏng là điều cực kỳ quan trọng để biết bên nào có lỗi và sau đó xác định luồng thanh toán. Các thiết bị, dữ liệu và nền tảng IoT có thể cung cấp dữ liệu này với chi phí thấp. Ví dụ: bằng cách đặt các cảm biến nhiệt độ trong xe tải và trong các cơ sở lưu trữ trải dài từ nông dân đến cửa hàng bán lẻ cùng với các giải pháp truy xuất nguồn gốc, có thể thu thập thông tin chi tiết rất cần thiết để làm cho các hệ thống này tự động hơn và công bằng hơn.
Tuy nhiên, các thiết bị IoT và hệ thống phụ trợ chủ yếu được kiểm soát hoặc chi trả bởi một bên duy nhất tạo ra các khuyến khích sai lệch và cho phép khả năng thao túng dữ liệu. Để các thiết bị và dữ liệu IoT thực sự hữu ích trong việc xây dựng môi trường kinh doanh bình đẳng hơn, cần phải có cách để ghi lại và củng cố cả dữ liệu IoT và thông tin chi tiết mà các bên lấy từ nó một cách minh bạch và không thể phủ nhận để kết quả không thể bị tranh cãi.
Giải quyết giá trị tự động
Một chức năng khác cần thiết để mở ra tầm nhìn đầy đủ về IoT là khả năng tự động giải quyết việc chuyển giao giá trị giữa nhiều bên liên quan.
Ví dụ, nông dân địa phương có ít nguồn lực và vốn hơn so với các đơn vị chế biến, nhà phân phối và chuỗi cửa hàng bán lẻ lớn. Mặc dù các đơn vị sau có thể duy trì các tranh chấp kéo dài, chậm thanh toán và các hậu quả khác, nhưng nông dân địa phương nói chung không có khả năng này. Những mất cân đối này tồn tại trong nhiều chuỗi cung ứng và quy trình kinh doanh nói chung.
Để tạo ra một sân chơi bình đẳng dựa trên dữ liệu chính xác được cung cấp bởi các thiết bị IoT, cần phải có cách liên kết dữ liệu IoT trực tiếp vào hệ thống dàn xếp tự động để những người chơi lớn hơn không thể lạm dụng lợi thế bất tương xứng của họ về tài nguyên, sức ảnh hưởng hoặc cả hai. Trong các hệ thống dùng chung, dữ liệu IoT chỉ hữu ích khi kết quả được tạo ra và được đảm bảo bởi dữ liệu và thông tin chi tiết của nó. Giảm thiểu khả năng tấn công hệ thống của các cá nhân xấu là điều không thể thiếu để làm cho cuộc cách mạng công nghệ này trở nên công bằng hơn cho tất cả mọi người.
IoT không giới hạn
Một cách để nghĩ về những hạn chế này dễ hơn là tưởng tượng điều gì có thể xảy ra khi những phần còn thiếu này—đồng thuận dữ liệu và giải quyết tự động—được giải quyết. Trong ví dụ trước về một người nông dân đến chuỗi cung ứng cửa hàng bán lẻ, cảm biến nhiệt độ, thiết bị GPS và máy ảnh thông minh đã có thể cung cấp thời gian, địa điểm và cách rau diếp bị hư. Tuy nhiên, những phần còn thiếu này sẽ làm cho dữ liệu này trở nên minh bạch, được đánh dấu mốc thời gian, được xác minh và phân phối trong thời gian thực cho tất cả các bên liên quan theo cách không thể thao túng—cung cấp nguồn đồng thuận quan trọng về dữ liệu.
Sau đó, trách nhiệm sẽ được gán cho bên liên quan chịu trách nhiệm bảo quản tại thời điểm hư hỏng và hệ thống xử lý tự động sẽ bồi thường cho những người bị ảnh hưởng tiêu cực bởi sự hư hỏng thực phẩm theo cách được mã hóa trong hệ thống dùng chung. Không bên liên quan nào, thậm chí bên phải chịu trách nhiệm, có thể ngăn chặn dòng chảy giá trị này: Mọi thứ trong quá trình này sẽ được xác định bằng cách sử dụng dữ liệu có thể xác minh được như một nguồn sự thật dùng chung. Tiềm năng cho loại hệ thống giải quyết tự động dựa trên dữ liệu thời gian thực là rất lớn, chỉ bị giới hạn bởi mức độ chi tiết, chính xác và tự động của các thiết bị IoT.
Hãy xem thử một trường hợp trong tương lai khi mọi chiếc xe đều có khả năng lái tự động và được kết nối với Internet. Một người gọi xe ô tô tự lái để đón họ, điều này sẽ kích hoạt tự động giữ tiền đặt cọc thanh toán tới khi xe đến điểm đến cùng hành khách. Ô tô di chuyển đến điểm đến, đi theo con đường nhanh nhất được thông báo bởi dữ liệu chung về điểm đến và đường đi của mọi ô tô. Khi đến đích, khoản thanh toán cho chủ sở hữu xe hơi được xác định bằng cách tính toán chi phí vận hành của hệ thống, chi phí điện/xăng dầu của xe hơi và phí dịch vụ xác định trước—tất cả đều có sẵn cho cả chủ sở hữu và người mua theo yêu cầu.
Hợp đồng thông minh và Oracles: Mảnh ghép còn thiếu
Xây dựng đồng thuận dữ liệu và hệ thống giải quyết tự động cho các thiết bị IoT không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Để tạo ra các hệ thống thực sự mạnh mẽ, cần phải có cách phi tập trung dữ liệu ở mọi bước để phù hợp với giá trị của quá trình được bảo mật và các bên liên quan đang hoạt động.
Ví dụ: các quy trình trị giá hàng triệu đô la để quản lý các lô hàng lớn trong chuỗi cung ứng có thể cần các yêu cầu phi tập trung và bảo mật chặt chẽ hơn, vì giá trị phải bảo đảm rất cao. Điều này có nghĩa là mọi thứ từ bản thân thiết bị dữ liệu đến việc tìm nạp, xử lý và phân phối dữ liệu phải có các biện pháp phi tập trung để bảo vệ các bên liên quan chống lại sự thao túng ở mọi giai đoạn. Mặt khác, các nền tảng cho thuê xe cộ bảo đảm giá trị thấp có thể đánh đổi một số thứ vì mỗi giao dịch riêng lẻ có giá trị thấp hơn. Tuy nhiên, tất cả các quy trình đa bên và chuyển giao giá trị sẽ yêu cầu giải quyết tự động để không bên liên quan nào có thể kiểm duyệt hoặc trốn tránh kết quả được lập trình trước.
Là những đoạn mã tự trị bất biến được xây dựng trên nền tảng của các blockchain, hợp đồng thông minh là mảnh ghép còn thiếu đầu tiên bằng cách cung cấp khả năng thực thi xác định của các quy trình nếu-thì. Nếu rau diếp bị hư hỏng trong kho của bên chế biến, thì một số tiền đã thỏa thuận trước sẽ tự động được rút từ tài khoản ngân hàng của bên chế biến và được bồi thường cho người nông dân. Nếu xe đã đến đích, thì một khoản tiền đặt cọc sẽ tự động được chuyển từ tài khoản ngân hàng của người gọi xe. Các hợp đồng bất biến, được lập trình trước này không thể thay đổi hoặc dừng lại bởi bất kỳ thực thể hoặc bên liên quan nào sau khi mọi bên đã đồng ý tham gia. Chúng là những khối xây dựng cơ bản để tạo ra một hệ thống dựa trên IoT giữa các bên liên quan.
Tuy nhiên, các blockchains và các hợp đồng thông minh được viết trên đó không thể giao tiếp tự nhiên với thế giới bên ngoài, bao gồm dữ liệu IoT và các hệ thống xử lý. Điều này tạo ra một rào cản quan trọng để kết hợp các dàn xếp tự động, xác định vào các hệ thống đa bên liên quan dựa trên dữ liệu và thông tin chi tiết về IoT.
Ngoài ra, nếu thông tin chi tiết về dữ liệu—trái ngược với dữ liệu thô—được sử dụng để kích hoạt dàn xếp, thì bản thân việc tính toán dữ liệu cũng phải có một số hình thức minh bạch và có thể xác minh được để thúc đẩy lòng tin giữa các bên liên quan. Một ví dụ về tính toán là khoản thanh toán cuối cùng mà chủ sở hữu xe ô tô tự lái yêu cầu người thuê xe phải thanh toán. Việc chỉ nhập dữ liệu thô cho chi phí hoạt động của hợp đồng thông minh, chi phí nhiên liệu/điện và phí dịch vụ do thiết bị IoT tạo ra là chưa đủ, còn phải có một số hình thức tính toán để đi đến giá trị cuối cùng một cách chính xác—và xác minh tính toán đó để đảm bảo hoàn toàn minh bạch và chính xác cho tất cả các bên liên quan.
Cách oracles đưa hợp đồng thông minh vào cuộc sống
Chainlink là giao thức tiêu chuẩn ngành để thu hẹp khoảng cách giữa các hợp đồng thông minh và thế giới bên ngoài. Chainlink cung cấp các hợp đồng thông minh quyền truy cập an toàn và đáng tin cậy vào dữ liệu và tính toán ngoài chuỗi, đóng vai trò như một hình thức ít cần sự tin tưởng quan trọng mà có thể khai thác toàn bộ tiềm năng của IoT.
Mạng Chainlink thực hiện điều này thông qua các mạng oracle phi tập trung—các nhóm nhà điều hành nút chống sybil và có độ tin cậy cao, tìm nạp dữ liệu một cách độc lập, thực hiện các phép tính trên đó và sau đó đi đến đồng thuận sau đó chuyển tới hợp đồng thông minh. Ngoài ra, các mạng oracle phi tập trung này tương thích với bất kỳ nền tảng blockchain riêng lẻ nào, cho phép các hợp đồng thông minh dựa trên IoT có thể tồn tại trên bất kỳ blockchain nào hoặc tương tác trên nhiều chuỗi.
Mạng lưới oracle phi tập trung (DON) thực hiện việc phân phối, xử lý và tính toán dữ liệu ít cần sự tin tưởng để thực hiện tầm nhìn về một thế giới tự động.
Vận chuyển dữ liệu—Dù đó là dữ liệu từ các thiết bị IoT riêng lẻ, tập hợp các thiết bị IoT dự phòng để giảm thiểu rủi ro tập trung phần cứng hay các nền tảng phụ trợ, thì mạng Chainlink oracle là phần mềm trung gian an toàn để cung cấp dữ liệu lên chuỗi một cách đáng tin cậy, kịp thời và an toàn.
Xử lý dữ liệu và tính toán—Các Chainlink DON liên tục phát triển để cung cấp nhiều đảm bảo ít cần sự tin tưởng hơn đối với việc tính toán. Điều này có nghĩa là khi cần phân tích dữ liệu IoT thô để tự động giải quyết các giá trị thông qua các hợp đồng thông minh, Chainlink DONs có thể vừa xác minh dữ liệu IoT vừa thực hiện các phép tính có thể xác minh để giúp đảm bảo kết quả chính xác.
Bảo mật dữ liệu—Một tính năng đang được phát triển trong Mạng Chainlink là khả năng xác minh dữ liệu mà không tiết lộ dữ liệu thông qua công nghệ kiểm chứng zero-knowledge như DECO. Điều này cho phép các công ty ẩn dữ liệu cụ thể trong khi chứng minh rằng một khía cạnh của nó (ví dụ: nhiệt độ của rau diếp dưới 21 độ C) là đúng.
Ngoài ra, mạng lưới oracle phi tập trung Chainlink nhằm mục đích hoạt động như một lớp trừu tượng blockchain cho phép các hệ thống xử lý phụ trợ hiện có tích hợp liền mạch và tham gia vào các hợp đồng thông minh dựa trên IoT. Điều này giúp mở rộng không gian thiết kế cho các hợp đồng thông minh cơ bản theo một vài cách. Chainlink có thể giúp cung cấp các đảm bảo ít cần sự tin tưởng tương tự đối với thông tin chi tiết về dữ liệu được cung cấp bởi các nền tảng bên thứ ba cũng như trên dữ liệu thô được cung cấp bởi các thiết bị IoT và cung cấp một lớp trừu tượng cho phép các hệ thống phụ trợ đọc và ghi vào các hợp đồng thông minh một cách liền mạch . Mỗi mạng lưới oracle phi tập trung có thể được tùy chỉnh để phù hợp với nhu cầu của các bên liên quan và hệ thống ưa thích của họ.
Để hiểu điều này một cách dễ hơn, hãy quay lại ví dụ về chuỗi cung ứng rau diếp. Tất cả các nút trong mạng oracle phi tập trung có thể tuỳ chỉnh của Chainlink có thể giám sát độc lập các thiết bị IoT trên toàn bộ chuỗi cung ứng và sau đó kích hoạt phản hồi với hợp đồng thông minh khi rau diếp bị hư hại với ghi chú về mốc thời gian, nhiệt độ và vị trí.
Các nút Chainlink được khuyến khích về mặt tài chính để cung cấp phản hồi trung thực và chỉ khi có sự đồng thuận có thể tùy chỉnh cụ thể—ví dụ: hơn 80% các nút phải phản hồi với cùng một giá trị và kết luận—dữ liệu mới được chuyển đến hợp đồng thông minh và kích hoạt nhiều loại chuyển giao giá trị (nghĩa là bên chịu trách nhiệm thanh toán cho các bên liên quan chi phí hoạt động của họ). Nếu một chuỗi cung ứng hiện tại đã hoạt động chung bằng cách sử dụng nền tảng của bên thứ ba để phân tích dữ liệu, thì nó cũng có thể được tích hợp liền mạch và ít cần sự tin tưởng. Ngoài ra, các nút Chainlink có thể kết nối trực tiếp với các thiết bị IoT dưới dạng 1:1 hoặc thông qua một máy chủ lớn hơn, cung cấp tùy chỉnh bổ sung ở cấp độ nút để xây dựng các DON phù hợp và an toàn hơn.
Về bản chất, mạng lưới oracle phi tập trung Chainlink có thể giúp cung cấp một hình thức ít cần sự tin tưởng có giá trị cho dữ liệu IoT và tính toán dữ liệu để giúp cung cấp nguồn sự thật mật mã chung cần thiết để các bên liên quan tin tưởng vào việc chuyển giao giá trị xảy ra trong hợp đồng thông minh. Hợp đồng thông minh và những tiến bộ không ngừng trong công nghệ và thiết bị IoT là hai yếu tố chính cần thiết để xây dựng một thế giới tự động thực sự. Các mạng oracle phi tập trung Chainlink là liên kết còn thiếu—kết nối an toàn các yếu tố này để cung cấp nguồn sự thật về tất cả dữ liệu và thông tin chi tiết có liên quan tới hợp đồng thông minh.
Hồi kết cho IoT
Các thiết bị ngày càng thông minh hơn. Cho dù đó là khả năng vật lý của chính máy móc, mức độ chi tiết của các thiết bị cảm biến hay machine learning tiến bộ nhanh chóng và trí tuệ nhân tạo hướng dẫn các quyết định tự chủ, tầm nhìn về một thế giới hoàn toàn tự động đang dần trở nên hiện thực.
Viễn cảnh các hợp đồng pháp lý được cải thiện bằng các hợp đồng thông minh sử dụng dữ liệu liên quan vào mọi bước không quá bất khả thi. Hợp đồng thông minh về nhà ở sử dụng các thiết bị IoT để ghi lại các thiệt hại đối với ngôi nhà cho thuê, tự động rút tiền đặt cọc và đặt lịch hẹn cho nhân viên phù hợp đến và khắc phục sự cố; một máy ảnh chính xác được hỗ trợ bởi AI xác định trách nhiệm pháp lý và kích hoạt giải quyết tự động giữa các công ty bảo hiểm dựa trên blockchain và chủ hợp đồng trong trường hợp xảy ra tai nạn ô tô, sau đó báo hiệu cho một xe tải tự động đến nhận xe để sửa chữa; một chiếc đồng hồ thông minh bảo vệ quyền riêng tư trả tiền cho người đeo để đổi lấy dữ liệu y tế của họ, giám sát cách dữ liệu được sử dụng và đi đến đâu cũng như đặt lịch khám bệnh viện khi cần thiết.
Tiềm năng thực sự của các dữ liệu và thiết bị IoT nằm ở khả năng tự động thực hiện hành động của chúng dựa trên nguồn sự thật không thể phủ nhận và phân tích dữ liệu ngày càng tinh vi. Máy móc và hệ thống luôn làm chính xác những gì chúng được lập trình để làm. Thủ thuật là tạo ra các máy móc và hệ thống thực sự bất biến, hoạt động độc lập với mong muốn của bất kỳ bên liên quan nào và thực hiện các hành động cũng như chuyển giao giá trị một cách công bằng bằng cách sử dụng một nguồn chung là sự thật mật mã.