执 行 报 告 电 子 行 业 随 着 物 联 网 的 扩 展 而 实 现 业 务 转 型 IBM 作 为 一 家 全 球 性 电 子 企 业, 我 们 理 解 高 科 技 产 业 所 面 临 的 困 难 与 挑 战, 以 及 蓬 勃 发 展 所 需 要 的 持 续 变 革 能 力 在 整 个 行

增 强 边 缘 设 备 对 分 散 型 物 联 网 的 实 用 洞 察 IBM 商 业 价 值 研 究 院

执 行 报 告 电 子 行 业 随 着 物 联 网 的 扩 展 而 实 现 业 务 转 型 IBM 作 为 一 家 全 球 性 电 子 企 业, 我 们 理 解 高 科 技 产 业 所 面 临 的 困 难 与 挑 战, 以 及 蓬 勃 发 展 所 需 要 的 持 续 变 革 能 力 在 整 个 行 业 中, 企 业 纷 纷 将 注 意 力 从 智 能 手 机 和 平 板 电 脑 转 向 新 一 代 互 连 设 备, 因 为 这 些 设 备 不 仅 将 转 变 电 子 行 业, 也 会 转 变 其 他 多 个 行 业 IBM 全 球 电 子 业 务 部 以 独 特 的 方 式 将 IBM 和 合 作 伙 伴 的 服 务 硬 件 软 件 及 研 究 整 合 为 集 成 的 解 决 方 案, 可 帮 您 实 现 创 新, 创 造 差 异 化 的 客 户 体 验, 并 且 优 化 您 的 全 球 运 营

1 检 验 设 备 民 主 的 基 础 私 有 和 公 共 行 业 的 企 业 都 必 须 准 备 好 在 即 将 到 来 的 巨 大 物 联 网 (IoT) 中 开 展 业 务 物 联 网 系 列 调 研 的 第 一 份 报 告 设 备 民 主 : 拯 救 物 联 网 的 未 来 指 出, 在 物 联 网 不 可 避 免 地 扩 展 到 数 千 亿 台 设 备 时, 去 集 中 化 有 助 于 应 对 成 本 隐 私 和 寿 命 方 面 的 挑 战 1 这 份 后 续 报 告 介 绍 了 我 们 如 何 通 过 三 个 目 标 检 验 上 述 概 念 : 验 证 去 集 中 化 系 统 对 增 强 当 前 的 集 中 化 解 决 方 案 的 未 来 愿 景 ; 展 示 在 不 采 用 集 中 控 制 措 施 时 物 联 网 的 基 础 任 务 ; 允 许 设 备 自 主 地 参 与 市 场 事 务 执 行 摘 要 随 着 物 联 网 的 爆 炸 性 扩 展, 非 集 中 式 网 络 有 潜 力 降 低 制 造 商 的 基 础 架 构 和 维 护 成 本 非 集 中 化 也 通 过 消 除 传 统 集 中 式 网 络 中 存 在 的 单 点 故 障 而 使 系 统 变 得 更 加 强 健 通 过 将 网 络 的 力 量 从 中 心 转 移 到 边 缘, 设 备 可 获 得 更 大 的 自 主 性, 而 且 可 成 为 拥 有 者 和 用 户 之 间 的 交 易 点 和 经 济 价 值 创 造 者 为 了 验 证 基 础 技 术 愿 景,IBM 与 三 星 电 子 联 合 开 发 了 去 中 心 化 的 点 对 点 自 主 遥 测 (ADEPT) 概 念 证 明 法 (PoC) 这 是 IBM 2014 年 物 联 网 调 研 的 第 二 阶 段 ADEPT PoC 的 主 要 目 标 是 建 立 一 个 基 础, 用 于 展 示 对 构 建 非 集 中 式 物 联 网 至 关 重 要 的 多 项 能 力 未 来 的 许 多 商 用 系 统 将 以 集 中 / 非 集 中 混 合 模 式 存 在, 而 ADEPT 展 示 了 一 种 完 全 分 布 式 的 证 明 方 法 尽 管 许 多 商 业 化 挑 战 仍 然 存 在, 但 我 们 的 PoC 验 证 了 实 施 非 集 中 化 物 联 网 基 础 功 能 以 及 在 物 联 网 交 易 和 市 场 中 实 现 设 备 自 主 权 的 可 行 性 ADEPT 为 电 子 行 业 提 供 了 机 会, 使 其 能 够 进 一 步 探 索 潜 在 混 合 模 式 的 挑 战 和 机 遇, 从 而 利 用 这 种 模 式 应 对 持 续 扩 展 的 互 联 网 所 要 求 的 复 杂 性 和 多 样 性

2 增 强 边 缘 设 备 随 着 我 们 进 入 数 千 亿 台 设 备 互 联 的 时 代, 混 合 物 联 网 将 不 断 演 进, 而 边 缘 将 为 中 心 提 供 补 充 边 缘 的 设 备 能 力 不 断 提 高, 可 在 物 联 网 中 自 主 运 行 边 缘 将 成 为 新 的 经 济 价 值 的 前 沿, 从 而 创 造 一 种 物 联 经 济 通 过 与 三 星 电 子 结 成 合 作 伙 伴, 并 通 过 与 开 源 社 区 协 作,ADEPT 成 功 地 展 示 了 采 用 三 星 多 功 能 产 品 实 现 的 四 个 应 用 案 例 : 自 主 重 新 订 购 清 洁 剂 的 W9000 Samsung 洗 碗 机 (B2C) 自 主 重 新 订 购 维 护 配 件 的 W9000 Samsung 洗 碗 机 (B2C) 自 主 商 谈 用 电 量 的 W9000 Samsung 洗 碗 机 (B2C) 自 主 显 示 广 告 内 容 的 三 星 大 格 式 显 示 屏 (LFD)(B2B) 通 过 允 许 设 备 在 市 场 - 金 融 和 非 金 融 市 场 - 上 自 主 交 互 并 且 应 对 市 场 的 变 化, 物 联 网 将 创 建 一 种 物 联 经 济 几 乎 每 个 设 备 和 系 统 都 有 可 能 成 为 拥 有 者 和 用 户 之 间 的 交 互 点 和 经 济 价 值 创 造 者 这 些 能 力 对 于 实 现 共 享 经 济 能 源 效 率 和 分 布 式 存 储 等 方 方 面 面 都 至 关 重 要

3 三 项 基 础 功 能 要 在 没 有 集 中 代 理 的 情 况 下 执 行 传 统 物 联 网 解 决 方 案 的 功 能, 任 何 非 集 中 化 方 法 都 必 须 支 持 三 项 基 础 功 能 ( 见 图 1): 点 对 点 消 息 收 发 分 布 式 文 件 共 享 自 主 设 备 协 调 ADEPT PoC 采 用 三 种 开 源 协 议 实 施 了 这 些 功 能 : 用 于 消 息 收 发 的 Telehash 用 于 文 件 共 享 的 BitTorrent, 以 及 用 于 实 现 自 主 设 备 协 调 功 能 的 区 块 链 协 议 Ethereum, 这 些 功 能 包 括 设 备 注 册 认 证 基 于 接 近 度 和 基 于 一 致 意 见 的 交 互 规 则 合 约 与 检 查 表 图 1. 在 ADEPT PoC 中, 设 备 有 权 执 行 三 项 基 本 功 能 点 对 点 消 息 收 发 分 布 式 文 件 共 享 自 主 设 备 协 调 通 知 拥 有 者 共 享 分 析 数 据 交 换 能 源 带 宽 和 计 算 能 力 鉴 别 不 可 信 的 设 备 支 付

4 增 强 边 缘 设 备 非 集 中 化 物 联 网 中 的 点 对 点 消 息 收 发 必 须 支 持 : 不 可 信 加 密 消 息 和 传 输 ; 保 障 交 付 的 低 延 时 ; 存 储 消 息 并 通 过 连 跳 将 消 息 转 发 给 其 他 互 连 设 备 点 对 点 消 息 收 发 业 界 对 点 对 点 网 络 产 生 了 巨 大 的 兴 趣, 因 为 这 些 网 络 为 分 布 式 计 算 提 供 管 理 良 好 的 平 台 如 今, 这 种 网 络 支 持 大 量 的 特 性, 包 括 附 近 对 等 网 络 的 选 择 冗 余 存 储 高 效 数 据 搜 索 / 定 位 数 据 永 久 保 留 或 保 障 分 层 命 名 信 任 和 认 证, 以 及 匿 名 访 问 2 对 等 网 络 可 共 享 计 算 资 源, 而 不 依 赖 中 心 云 或 服 务 器, 从 而 优 化 资 源 利 用 率, 降 低 与 中 心 服 务 订 阅 相 关 的 成 本 具 有 不 同 能 力 和 资 源 的 对 等 网 络 可 进 一 步 增 强 系 统 的 整 体 稳 定 性 和 性 能, 而 不 依 赖 第 三 方 非 集 中 化 物 联 网 中 的 点 对 点 消 息 收 发 必 须 支 持 : 不 可 信 加 密 消 息 收 发 与 传 输 保 障 交 付 的 低 延 时 通 过 连 跳 将 消 息 转 发 给 其 他 互 连 设 备 分 布 式 散 列 表 (DHT) 可 满 足 这 些 消 息 收 发 要 求, 使 各 对 等 网 络 能 够 使 用 散 列 表 并 通 过 DHT 中 存 储 的 成 对 ( 密 钥 值 ) 搜 索 网 络 中 的 其 他 对 等 网 络 3 每 个 设 备 可 以 生 成 自 己 唯 一 的 基 于 公 共 密 钥 的 地 址 ( 散 列 元 素 值 ), 从 而 能 够 和 其 他 终 端 进 行 加 密 消 息 的 收 发 对 于 ADEPT 来 说, 在 考 虑 的 多 种 消 息 协 议 中, 新 出 现 的 开 源 消 息 协 议 Telehash 最 符 合 我 们 对 点 对 点 消 息 收 发 提 出 的 目 标 Telehash 是 Kademlia 协 议 的 开 源 DHT 实 施 方 式 4 我 们 对 协 议 的 选 择 基 于 其 目 前 的 能 力, 以 及 我 们 在 PoC 中 实 施 协 议 的 能 力 在 我 们 的 非 集 中 化 物 联 网 演 示 中,Telehash 主 要 用 于 在 设 备 之 间 发 送 通 知, 而 不 使 用 中 央 服 务 器

5 分 布 式 文 件 共 享 在 非 集 中 化 物 联 网 中, 分 布 式 文 件 共 享 提 供 了 文 件 分 发, 例 如 传 播 软 件 / 固 件 更 新, 传 输 设 备 分 析 报 告 和 大 量 文 件 的 媒 体 内 容 这 种 分 布 式 文 件 共 享 也 可 采 用 DHT 通 过 分 布 式 点 对 点 网 络 而 安 全 地 实 现 BitTorrent 是 为 ADEPT 文 件 共 享 而 选 择 的 著 名 DHT 文 件 共 享 协 议 在 我 们 的 非 集 中 化 IoT 演 示 中,BitTorrent 主 要 用 于 内 容 分 发, 而 不 使 用 中 央 服 务 器 自 主 设 备 协 调 由 于 不 需 要 第 三 方 角 色 和 权 限 裁 决 人, 自 主 设 备 协 调 方 法 使 设 备 拥 有 者 能 够 定 义 并 管 理 自 己 的 交 互 活 动 简 单 的 设 备 协 调 功 能 包 括 注 册 和 认 证 更 复 杂 的 交 互 要 求 拥 有 者 或 用 户 定 义 交 流 规 则 这 些 规 则 可 能 基 于 接 近 性 ( 物 理 社 交 或 时 间 ) 基 于 一 致 意 见 ( 选 择 验 证 或 黑 名 单 ), 或 者 由 其 他 设 备 的 刺 激 而 触 发 另 一 种 设 备 协 调 形 式 是 合 同 - 关 于 行 动 或 控 制 的 简 单 协 议, 即 更 复 杂 的 金 融 合 同, 涉 及 到 付 款 或 易 货 合 同, 允 许 设 备 通 过 交 换 资 源 获 得 服 务 数 字 检 查 表 允 许 设 备 进 行 自 身 维 护, 目 的 是 预 防 故 障 为 了 在 我 们 的 PoC 中 的 设 备 网 络 间 实 施 这 种 自 主 设 备 协 调, 我 们 选 择 了 区 块 链 技 术 平 台 ( 见 图 2) 5 图 2. 自 主 设 备 协 调 框 架 允 许 设 备 间 的 交 易, 包 括 从 简 单 的 注 册 到 复 杂 的 检 查 表 检 查 表 合 同 协 议 付 款 易 货 认 证 自 主 设 备 协 调 框 架 交 流 规 则 基 于 接 近 性 的 规 则 ( 物 理 社 交 和 时 间 ) 基 于 一 致 意 见 的 规 则 ( 选 择 验 证 和 黑 名 单 ) 注 册

6 增 强 边 缘 设 备 构 建 基 于 区 块 链 的 物 联 网 将 区 块 链 概 念 应 用 于 物 联 网 创 造 了 多 种 可 能 性, 包 括 维 护 产 品 信 息 历 史 产 品 修 改 保 修 细 节 和 产 品 寿 命 终 结, 这 样, 区 块 链 本 身 可 能 成 为 可 信 的 产 品 数 据 库 区 块 链 - 非 集 中 化 金 融 系 统 的 基 础 技 术 平 台 比 特 币 - 是 网 络 参 与 者 共 享 的 长 交 易 分 类 账 区 块 链 的 完 整 副 本 保 留 网 络 中 完 成 的 每 个 交 易 的 记 录 每 个 区 块 链 参 与 者 可 维 护 自 己 的 分 类 账 副 本, 但 存 储 的 数 据 量 根 据 能 力 需 求 和 偏 好 的 不 同 而 有 所 差 异 分 类 账 中 的 每 个 区 块 包 含 上 一 个 区 块 的 散 列 这 使 得 区 块 能 够 追 溯 到 第 一 个 ( 起 源 ) 区 块 从 计 算 角 度 讲, 一 旦 创 建 之 后, 修 改 区 块 极 为 困 难, 而 且 不 现 实, 尤 其 是 后 续 区 块 链 条 已 经 生 成 较 短 链 条 中 的 区 块 自 动 由 较 长 的 链 条 替 换 - 所 有 参 与 者 都 采 用 尽 可 能 最 长 的 链 条 将 区 块 链 概 念 应 用 于 物 联 网 世 界 提 供 了 多 种 可 能 性 一 旦 产 品 完 成 最 终 组 装, 产 品 就 可 由 制 造 商 注 册 到 通 用 的 区 块 链 中, 表 示 产 品 寿 命 的 开 始 一 旦 售 出 后, 经 销 商 或 最 终 客 户 可 以 将 产 品 注 册 到 地 区 的 区 块 链 中 ( 社 区 城 市 或 州 ) 在 注 册 后, 产 品 在 整 个 生 命 周 期 内 在 区 块 链 中 始 终 作 为 唯 一 的 实 体 在 区 块 链 中 维 护 产 品 信 息 历 史 产 品 修 订 保 修 细 节 和 寿 命 终 结 信 息 的 可 能 性 意 味 着 区 块 链 本 身 可 成 为 可 信 的 产 品 数 据 库 例 如, 设 想 这 样 一 个 世 界 : 智 能 设 备 能 够 检 测 组 件 故 障, 检 查 区 块 链 中 的 保 修 状 态, 向 签 约 的 服 务 提 供 商 下 服 务 订 单, 并 且 让 服 务 提 供 商 独 立 地 验 证 保 修 申 请 - 同 样 从 区 块 链 中 获 取 信 息, 这 些 全 都 自 主 实 现 在 这 样 的 世 界 中, 我 们 将 重 新 设 计 并 简 化 主 数 据 管 理 系 统 售 后 系 统 及 订 单 处 理 与 管 理 的 方 式

7 基 于 区 块 链 的 非 集 中 化 物 联 网 可 成 为 设 备 间 交 易 处 理 的 真 正 革 命 性 的 方 法 ( 见 图 3) 需 要 注 意 的 是, 旨 在 限 制 货 币 流 通 的 比 特 币 在 区 块 链 挖 掘 过 程 中 的 难 度 越 来 越 大, 然 而, 在 我 们 的 物 联 网 区 块 链 愿 景 中, 这 种 限 制 并 不 是 必 要 的 对 于 基 于 区 块 链 的 物 联 网 的 ADEPT 实 施, 我 们 选 择 了 Ethereum 协 议 的 初 始 版 本 6 Ethereum 改 进 了 比 特 币 的 传 统 区 块 链 方 法 其 引 入 的 Turing 完 整 脚 本 语 言 和 约 束 性 合 同 的 创 建 能 力, 这 些 对 我 们 的 PoC 极 具 吸 引 力 图 3 区 块 链 作 为 多 项 物 联 网 交 易 的 分 布 式 交 易 分 类 账 通 用 数 字 分 类 账 注 册 新 设 备 验 证 远 程 用 户 与 其 他 设 备 交 换 能 力 通 过 运 行 检 查 表 保 证 汽 车 安 全

8 增 强 边 缘 设 备 三 种 设 备 类 型 在 物 联 网 中, 设 备 的 计 算 能 力 网 络 能 力 存 储 空 间 千 差 万 别, 无 论 是 交 流 电 还 是 电 池 驱 动, 也 无 论 是 固 定 还 是 移 动 形 式 设 备 是 整 个 生 态 系 统 的 一 部 分, 需 要 不 同 级 别 的 信 任 度 由 于 同 等 设 备 间 发 生 的 交 易 日 益 增 多, 设 备 间 的 信 任 度 也 不 断 演 变 不 信 任 的 对 等 设 备 间 的 交 互 可 能 逐 渐 变 成 半 信 任 或 者 完 全 信 任 的 关 系 因 此, 设 备 间 需 要 的 交 易 验 证 范 围 取 决 于 多 种 因 素 : 设 备 类 型 交 互 性 质 设 备 间 关 系 的 类 型, 以 及 设 备 拥 有 者 对 设 备 在 具 体 情 况 下 能 做 什 么 和 不 能 做 什 么 的 限 制 根 据 这 些 考 虑 我 们 确 定 了 设 备 的 三 个 总 体 分 类, 并 且 定 义 了 每 类 设 备 的 非 集 中 化 物 联 网 能 力 ( 见 图 4) 图 4. 在 从 轻 对 等 设 备 向 标 准 对 等 设 备 对 等 交 易 所 转 变 的 过 程 中, 设 备 能 力 日 益 增 强 标 准 对 等 设 备 对 等 交 易 所 市 场 管 理 与 分 析 工 具 轻 对 等 设 备 交 易 验 证 设 备 级 分 析 自 主 设 备 协 调 框 架 区 块 链 消 息 文 件 传 输 相 关 对 等 列 表

9 物 联 网 中 的 不 同 设 备 支 持 不 同 等 级 的 ADEPT 功 能, 这 取 决 于 设 备 的 性 能 和 存 储 能 力 最 低 级 的 是 轻 对 等 设 备 : 这 些 设 备 如 可 穿 戴 设 备 和 灯 具 开 关, 执 行 基 础 的 物 联 网 功 能, 例 如 消 息 收 发 最 高 等 级 是 服 务 器 或 云 环 境 中 的 对 等 交 易 所, 可 实 现 更 复 杂 的 市 场 交 易, 例 如 对 等 设 备 服 务 基 于 能 力 不 同, 边 缘 的 设 备 在 非 集 中 化 物 联 网 中 执 行 不 同 的 角 色 由 于 这 些 设 备 成 为 非 集 中 化 网 络 的 对 等 设 备, 每 个 设 备 都 能 通 过 可 认 可 的 方 式 作 为 对 等 设 备, 保 留 与 不 同 对 等 设 备 关 系 的 信 息, 并 且 明 确 地 识 别 采 用 不 同 协 议 的 对 等 设 备 这 些 行 为 通 过 安 全 对 等 设 备 清 单 的 方 式 实 现 轻 对 等 设 备 轻 对 等 设 备 是 指 具 有 低 内 存 和 低 存 储 能 力 的 设 备, 例 如 支 持 轻 应 用 的 传 感 器 和 设 备 目 前, 轻 对 等 设 备 的 代 表 包 括 Raspberry Pi Beaglebone 和 Arduino 板 轻 对 等 设 备 执 行 消 息 收 发, 保 留 包 含 其 区 块 链 地 址 和 余 额 的 轻 钱 包, 并 且 执 行 最 基 本 的 数 据 共 享 : 例 如, 根 据 业 务 或 功 能 需 求, 接 收 固 件 更 新, 或 者 向 另 一 个 对 等 设 备 发 送 交 易 汇 总 文 件 要 获 取 区 块 链 交 易, 轻 对 等 设 备 将 变 为 可 信 对 等 设 备

10 增 强 边 缘 设 备 对 等 交 易 所 不 仅 支 持 交 易 验 证, 而 且 通 过 为 市 场 上 不 同 设 备 提 供 交 易 流 动 性 信 息 而 支 持 金 融 互 换 等 功 能 标 准 对 等 设 备 据 我 们 预 计, 在 未 来 几 年 中, 大 多 数 产 品 的 处 理 能 力 和 存 储 能 力 会 随 着 通 用 计 算 组 件 的 成 本 下 降 而 增 加 对 制 造 商 和 最 终 消 费 者 来 说, 更 高 的 计 算 能 力 和 存 储 容 量 的 递 增 成 本 也 非 常 高 例 如, 未 来 的 洗 碗 机 和 冰 箱 将 配 备 更 高 的 存 储 和 处 理 能 力, 从 而 能 够 满 足 指 定 时 间 段 内 的 区 块 链 要 求 - 不 仅 包 括 区 块 链 本 身, 也 包 括 可 信 环 境 中 的 轻 对 等 设 备 这 些 产 品 预 计 在 未 来 几 年 内 会 成 为 标 准 从 核 心 来 讲, 标 准 对 等 设 备 非 常 类 似 轻 对 等 设 备, 但 根 据 其 能 力, 它 一 直 作 为 区 块 链 的 一 部 分 这 可 能 包 括 其 自 身 最 近 的 交 易, 而 且 包 括 生 态 系 统 中 与 其 签 约 的 其 他 更 轻 的 设 备 的 交 易 标 准 对 等 设 备 也 可 以 支 持 轻 对 等 设 备 执 行 文 件 传 输 这 些 设 备 有 能 力 存 储 并 转 发 消 息, 并 且 对 其 自 身 和 对 等 设 备 执 行 轻 型 分 析 对 等 交 易 所 对 等 交 易 所 是 具 有 巨 大 计 算 和 存 储 能 力 的 高 端 设 备 在 非 集 中 化 物 联 网 中, 它 们 也 是 由 组 织 或 商 业 实 体 拥 有 并 运 行 的 对 等 设 备, 并 且 能 够 托 管 市 场 对 等 交 易 所 支 持 分 析 解 决 方 案 支 付 交 易 所 欺 诈 监 测 交 易 和 法 律 合 规 套 装 以 及 供 需 匹 配 解 决 方 案 等 市 场 组 件, 并 为 支 持 和 与 其 他 业 务 解 决 方 案 互 操 作 提 供 了 集 成 能 力

11 对 等 交 易 所 也 是 区 块 链 完 整 副 本 的 潜 在 存 储 库, 并 提 供 了 区 块 链 分 析 服 务 在 城 市 或 者 社 区 可 能 有 数 百 万 物 联 网 设 备 的 场 景 中, 区 块 链 的 大 小 可 能 快 速 增 加 即 使 配 备 高 级 处 理 器 和 存 储 器 的 标 准 对 等 设 备 本 身 也 可 能 无 法 将 区 块 链 信 息 以 及 它 们 所 服 务 的 对 等 设 备 信 息 保 留 长 达 几 天 时 间 然 而, 由 于 区 块 链 作 为 可 信 的 信 息 来 源 并 保 留 了 所 有 产 品 交 易, 在 地 区 或 社 区 级 别 回 看 这 些 交 易 非 常 重 要, 有 时 需 要 回 溯 到 产 品 生 命 周 期 的 开 端 例 如, 太 阳 能 微 型 电 网 可 能 已 启 用 十 年, 或 者 智 能 路 灯 已 经 登 记 了 许 多 年 在 需 要 维 护 和 支 持 时, 区 块 链 的 接 入 可 验 证 初 次 登 记 或 安 装 细 节 图 5. 对 等 交 易 所 托 管 的 市 场 在 设 备 之 间 提 供 交 易 流 动 对 等 交 易 所 市 场 管 理 与 分 析 工 具 对 等 交 易 所 在 某 种 程 度 上 类 似 于 当 前 金 融 交 易 所 扮 演 的 角 色, 在 市 场 中 执 行 供 需 平 衡 的 任 务 因 此, 一 个 社 区 中 一 组 资 产 所 提 供 的 资 源 可 能 转 换 为 另 一 个 社 区 中 买 方 的 对 等 交 易 所 服 务 生 命 周 期 商 务 对 等 / 设 备 生 命 周 期 之 后, 对 等 交 易 所 不 仅 仅 作 为 提 供 内 存 和 技 术 支 持 的 大 型 服 务 器 或 云 它 们 成 为 新 的 经 济 机 遇 的 生 命 线 - 新 丝 绸 之 路 - 使 得 设 备 民 主 中 描 述 的 资 产 流 动 成 为 可 能 ( 见 图 5) 7 供 需 匹 配 内 容 管 理 区 块 链 管 理 市 场 安 全 与 隐 私 商 业 智 能

12 增 强 边 缘 设 备 将 物 联 网 转 换 为 物 联 经 济 通 过 允 许 设 备 在 市 场 上 自 主 交 流, 并 且 支 持 复 杂 的 市 场 交 易, 物 联 网 预 计 能 够 提 高 物 理 资 产 和 设 备 的 利 用 率 和 利 润 率 通 过 将 每 部 设 备 转 变 为 拥 有 者 和 用 户 之 间 的 交 易 点 和 经 济 价 值 创 造 者, 物 联 网 将 创 造 新 的 实 时 数 字 经 济 和 新 的 价 值 来 源 我 们 将 这 种 转 型 称 为 物 联 经 济 为 了 展 示 非 集 中 化 物 联 网 的 可 行 性 及 其 在 创 造 新 的 数 字 经 济 中 扮 演 的 角 色,ADEPT PoC 应 用 案 例 场 景 涉 及 大 量 设 备 和 市 场 交 易 IBM 与 三 星 公 司 合 作, 在 已 推 出 的 三 星 产 品 上 实 施 了 一 组 B2C 和 B2B 应 用 案 例 B2C ADEPT 应 用 案 例 展 示 了 洗 衣 机 如 何 成 为 自 主 设 备 - 能 够 管 理 自 身 耗 材 供 应, 执 行 自 助 服 务 和 维 护, 甚 至 与 其 他 设 备 谈 判 ( 无 论 在 家 中 还 是 在 外 边 ), 进 而 优 化 能 源 消 耗 这 些 应 用 案 例 扩 展 到 其 他 场 景 中, 例 如 微 商 解 决 方 案 可 采 用 一 组 普 通 的 家 用 电 器 而 构 建 所 有 这 些 功 能 的 实 现 都 不 需 要 集 中 的 控 制 器 在 设 备 之 间 进 行 编 排 或 调 停 ( 见 图 6) B2B ADEPT 应 用 案 例 展 示 了 采 用 LFD 的 非 集 中 化 广 告 市 场, 用 于 分 享 和 发 布 内 容, 而 不 需 要 集 中 控 制 器 ( 见 图 7)

13 图 6. ADEPT 洗 衣 机 自 主 参 与 到 耗 材 能 源 和 服 务 市 场 中 图 7. 大 格 式 显 示 屏 自 主 参 与 到 非 集 中 化 广 告 市 场 中 市 场 耗 材 能 源 服 务 广 告 商 提 供 内 容 零 售 商 清 洁 剂 检 查 TV 商 谈 用 电 量 服 务 供 应 商 保 修 检 查 注 册 新 设 备 确 认 商 谈 付 款 服 务 请 求 确 认 ADEPT 洗 衣 机 显 示 屏 分 享 和 发 布 内 容 通 知 洗 衣 机 拥 有 者 LFD 拥 有 者 接 收 分 析 数 据 确 认 批 准 最 终 付 款

14 增 强 边 缘 设 备 从 概 念 证 明 到 商 用 : 混 合 未 来 ADEPT 向 未 来 的 物 联 网 展 现 了 巨 大 的 潜 力 如 设 备 民 主 一 文 中 指 出, 交 易 处 理 这 样 的 低 级 工 作 是 现 代 化 计 算 工 作 负 载 的 基 础 8 由 于 设 备 技 术 和 软 件 的 巨 大 进 步, 现 在 几 乎 任 何 设 备 在 任 何 地 点 都 能 够 提 供 交 易 处 理 市 场 和 智 能 ADEPT 这 样 的 分 布 式 系 统 能 够 使 企 业 和 消 费 者 更 高 效 地 开 展 工 作, 并 且 提 供 了 大 量 经 济 机 遇 这 些 技 术 变 化 预 示 着 自 从 通 用 计 算 和 交 易 处 理 系 统 出 现 以 来 的 最 大 革 命 根 据 物 联 网 上 设 备 的 价 值 寿 命 和 应 用, 未 来 的 商 用 系 统 可 能 作 为 集 中 与 分 散 混 合 系 统 存 在 ADEPT 的 可 行 性 为 通 过 更 加 分 散 的 能 力 增 强 当 前 集 中 化 物 联 网 解 决 方 案 奠 定 了 基 础 ( 见 图 8) 图 8. ADEPT 的 可 行 性 为 利 用 点 对 点 方 法 增 强 集 中 化 物 联 网 解 决 方 案 奠 定 了 基 础 IBM 物 联 网 平 台 高 设 备 价 值 集 中 更 低 复 杂 度, 更 快 的 变 革 管 理 集 中 设 备 成 本 最 低, 极 低 的 集 中 化 成 本 混 合 设 备 自 助 服 务, 更 低 的 成 本 和 快 速 响 应 分 散 最 低 的 长 期 成 本 结 构 设 计 与 工 程 设 备 网 关 与 资 产 行 业 解 决 方 案 运 营 分 析 与 优 化 连 接 收 集 和 命 令 协 议 管 理 安 全 点 对 点 连 接 具 有 ADEPT 能 力 的 设 备 低 设 备 寿 命 高

15 建 议 通 过 非 集 中 化 增 强 集 中 化 随 着 物 联 网 的 持 续 扩 展, 物 联 网 从 业 者 必 须 评 估 利 用 点 对 点 模 式 增 强 现 有 物 联 网 解 决 方 案 的 机 会 低 成 本 长 寿 命 的 设 备 应 用 是 开 始 向 更 混 合 的 物 联 网 扩 展 的 最 佳 候 选 者 在 服 务 受 到 严 格 控 制 的 行 业 和 数 字 化 导 致 大 量 基 础 架 构 成 本 的 经 济 领 域, 企 业 可 能 会 从 混 合 模 式 中 获 得 最 大 的 收 益 通 过 协 作 实 现 变 革 本 报 告 通 过 非 集 中 化 物 联 网 中 运 行 的 PoC 而 深 入 洞 察 了 物 联 网 从 业 者 但 是, 要 想 开 发 具 有 商 业 可 行 性 的 解 决 方 案, 核 心 技 术 必 须 更 加 强 健, 才 能 应 对 数 千 亿 台 设 备 组 成 的 点 对 点 网 络 的 挑 战 企 业 可 以 与 物 联 网 和 区 块 链 社 区 积 极 交 流, 采 用 关 键 措 施 以 应 对 这 些 挑 战 ADEPT PoC 为 电 子 行 业 提 供 了 机 会, 使 其 能 够 进 一 步 探 索 潜 在 混 合 模 式 的 挑 战 和 机 遇, 并 利 用 这 种 模 式 有 效 地 增 强 当 前 的 集 中 化 解 决 方 案 立 即 行 动 很 明 显, 分 布 式 系 统 的 商 业 化 仍 存 在 巨 大 的 扩 展 性 挑 战, 另 外 还 有 安 全 协 调 知 识 产 权 管 理 身 份 和 隐 私 问 题 采 用 单 一 战 略, 坐 在 场 外 等 待 其 他 人 率 先 尝 试 这 种 技 术 是 不 明 智 的 如 果 企 业 选 择 看 似 更 安 全 的 选 项, 在 当 前 的 风 险 得 以 消 除 后, 则 会 很 难 赶 上 市 场 领 导 者

16 增 强 边 缘 设 备 您 是 否 准 备 从 不 断 演 进 的 物 联 网 中 获 益? 各 行 各 业 的 企 业 都 必 须 掌 控 未 来 十 年 的 大 规 模 物 联 网 转 型, 并 且 做 好 准 备 应 对 其 影 响 以 下 问 题 指 出 了 从 业 者 和 高 管 为 实 现 这 一 目 标 而 采 取 的 有 效 措 施 : 您 如 何 预 测 企 业 支 持 并 参 与 到 物 联 网 中 所 需 的 基 础 架 构 和 维 护 成 本? 您 如 何 评 估 当 前 物 联 网 解 决 方 案 的 安 全 性? 这 些 解 决 方 案 能 否 持 续 保 护 用 户 ( 无 论 是 消 费 者 还 是 企 业 ) 的 隐 私? 您 计 划 如 何 帮 助 您 的 物 联 网 解 决 方 案 与 设 备 的 生 命 周 期 匹 配? 您 现 有 的 物 联 网 在 多 大 程 度 上 从 非 集 中 化 或 混 合 模 式 中 获 益? 在 通 过 提 高 效 率 和 在 物 联 网 社 区 中 开 展 协 作 而 利 用 未 来 的 混 合 物 联 网 模 式 方 面, 您 的 企 业 有 哪 些 机 遇?

17 相 关 文 献 Brody Paul 和 Veena Pureswaran 设 备 民 主 : 拯 救 物 联 网 的 未 来 IBM 商 业 价 值 研 究 院 2014 年 9 月 www.ibm.biz/devicedemocracy 作 者 Veena Pureswaran 在 电 子 行 业 拥 有 超 过 10 年 的 丰 富 经 验, 并 且 在 产 品 开 发 战 略 和 管 理 领 域 担 任 领 导 职 位 她 目 前 在 IBM 商 业 价 值 研 究 院 全 球 电 子 部 工 作, 负 责 为 行 业 开 发 思 想 领 袖 她 的 联 系 方 式 是 :vpures@us.ibm.com Sanjay Panikkar 在 电 子 行 业 拥 有 超 过 10 年 的 丰 富 经 验, 领 导 了 客 户 的 供 应 链 和 智 慧 的 电 子 项 目 作 为 电 子 能 力 中 心 的 成 员, 他 带 领 团 队 与 三 星 电 子 开 展 了 ADEPT 的 PoC 实 施 他 的 联 系 方 式 是 :psanjay@in.ibm.com Sumabala Nair 担 任 客 户 架 构 师 长 达 10 余 年 时 间 她 目 前 是 IBM 全 球 企 业 咨 询 服 务 部 业 务 分 析 和 战 略 团 队 的 成 员 她 是 三 星 电 子 ADEPT PoC 的 首 席 架 构 师, 联 系 方 式 是 :sumanair@in.ibm.com Paul Brody 在 电 子 行 业 拥 有 超 过 15 年 的 丰 富 经 验, 在 供 应 链 运 营 和 业 务 战 略 方 面 开 展 了 大 量 咨 询 工 作 他 曾 经 是 IBM 移 动 与 物 联 网 业 务 部 的 副 总 裁 和 北 美 区 领 导 人, 并 且 是 IBM 行 业 研 究 院 的 创 始 成 员 更 多 信 息 欲 获 取 IBM 研 究 报 告 的 完 整 目 录, 或 者 订 阅 我 们 的 每 月 新 闻 稿, 请 访 问 :ibm.com/iibv 从 应 用 商 店 下 载 免 费 IBM IBV 应 用, 即 可 在 平 板 电 脑 上 访 问 IBM 商 业 价 值 研 究 院 执 行 报 告 选 对 合 作 伙 伴, 驾 驭 多 变 的 世 界 在 IBM, 我 们 积 极 与 客 户 协 作, 运 用 业 务 洞 察 力 和 先 进 的 研 究 方 法 与 技 术, 帮 助 他 们 在 瞬 息 万 变 的 商 业 环 境 中 保 持 独 特 的 竞 争 优 势 IBM 商 业 价 值 研 究 院 IBM 商 业 价 值 研 究 院 隶 属 于 IBM 全 球 企 业 咨 询 服 务 部, 致 力 于 为 全 球 高 级 商 业 主 管 就 公 共 和 私 营 领 域 的 关 键 问 题 提 供 基 于 事 实 的 战 略 洞 察

18 增 强 边 缘 设 备 合 作 者 John Cohn,IBM 院 士,IBM 企 业 战 略 Yunjung Chang,IBM 全 球 企 业 咨 询 服 务 部 高 级 管 理 顾 问 Gurvinder Ahluwalia,IBM 全 球 技 术 服 务 部 云 计 算 CTO Peter Finn,IBM 销 售 与 支 持 服 务 部 客 户 架 构 师 Richard Brown,IBM 销 售 与 支 持 服 务 部 执 行 架 构 师 Kevin Daley,IBM 全 球 企 业 咨 询 服 务 部 业 务 架 构 师 Joni McDonald,IBM 销 售 与 支 持 服 务 部 内 容 战 略 家 Angela Finley,IBM 销 售 与 支 持 服 务 部 视 觉 设 计 师 致 谢 作 者 感 谢 WonPyo Hong 博 士 ( 总 裁 ) JinSoo Yoon 博 士 ( 副 总 裁 兼 非 集 中 化 物 联 网 领 导 人 ) 和 首 尔 三 星 电 子 媒 体 解 决 方 案 中 心 开 发 团 队 在 ADEPT PoC 项 目 中 提 供 的 支 持 和 协 作 感 谢 Ethereum 团 队 的 贡 献 :Vitalik Buterin Stephan Tual 和 Gavin Wood; 以 及 Telehash 的 Jeremie Miller 还 要 感 谢 IBM 设 计 团 队 在 应 用 案 例 设 计 方 面 的 帮 助 最 后, 感 谢 IBM 韩 国 团 队 的 支 持, 以 及 参 与 实 施 ADEPT PoC 的 以 下 IBM 同 事 :Nikhil Baxi Amir Kamal Hari Reddy 和 JungWon Cho

19 参 考 资 料 1 Brody, Paul and Veena Pureswaran. Device democracy: Saving the future of the Internet of Things. IBM Institute for Business Value. September 2014. www.ibm.biz/devicedemocracy 2 Eng Keong Lua, Crowcroft, J., Pias, M., Sharma, R. and Lim, S. A survey and comparison of peer-to-peer overlay network schemes. IEEE Communications Surveys and Tutorials. 2005. 3 Maymounkov, Petar and David Mazières. Kademlia: A Peer-to-peer Information System Based on the XOR Metric. New York University. http://pdos.csail.mit. edu/~petar/papers/ maymounkov-kademlia-lncs.pdf. Accessed on August 29, 2014. 4 Telehash: Encrypted mesh protocol. http://telehash.org. Accessed on March 24, 2015. 5 Leishman, Alexander, latest editor. A Next-Generation Smart Contract and Decentralized Application Platform. GitHub: ethereum/wiki. March 18, 2015. https://github.com/ethereum/ wiki/wiki/white-paper. Accessed on March 24, 2015. 6 Ethereum: A platform for decentralized applications. https://www.ethereum.org. Accessed on March 24, 2015. 7 Brody, Paul and Veena Pureswaran. Device democracy: Saving the future of the Internet of Things. IBM Institute for Business Value. September 2014. www.ibm.biz/devicedemocracy 8 ibid. GBE0225-CNZH-00

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