The internet of things (IoT) was a hot topic in tech a few years ago, with everyone and their mother pitching IoT platforms, “smart” products and automated, real-time, interconnected “things” everywhere. Though IoT is still humming along, the hype has been somewhat curbed by high deployment failure rates and the shadow cast by IoT-
enabled cyberthreats like the Mirai botnet.


Gartner has warned that three-quarters of all IoT projects will take twice as long as planned to implement, and IoT security (or a lack thereof) has been called “a doomsday scenario waiting to unfold.” It turns out that IoT is hard! Tackling this complexity is core to capturing the promised benefits of IoT. In today’s increasingly digitalized world, the ability to make sensors, devices and computational “things” perform tasks and functions for us is becoming a necessity. Human beings just can’t manage the explosion of data and “interconnectedness” on their own — but we also don’t need bad bots running amok.

Establishing helpful IoT systems that run securely, efficiently and independently has proved incredibly difficult. Blockchain shows promise for easing that burden.

IoT Challenges

Cybercrime that exploits IoT devices and networks shows no sign of abatement. Thus security, privacy and identity verification remain foundational concerns in IoT deployments. Vast amounts of IoT data must be collected, transferred and delivered in a secure fashion amongst valid stakeholders, and processing now occurs at various layers within an architecture to trigger decisions at the right point. Misbehaving sources must also be detected and resolved, as device-related threats may include:
 

• Physical device attacks (unauthorized device control)
• Software attacks (malware such as viruses or worms)
• Network attacks (Denial of Service assaults, wireless vulnerability exploits)
• Encryption attacks (brute-force password cracking, “Man In the Middle” attacks)

The fact that there are so many types of threats and so many unsecured or poorly secured devices (and no standard authority for connectivity requirements) further confuses matters. Add to this the growing cadre of IoT communication protocols and you have an extremely complex problem that is difficult to solve at scale.

IoT Today

In spite of the Byzantine complexity and myriad threats involved, IoT adoption continues to accelerate, with analysts forecasting nearly $15 trillion in aggregate IoT investment by 2025. Why? The 2017/18 Vodafone IoT Barometer survey of 1,278 enterprise and public sector executives from 13 countries holds a clue: 74% of respondents who have adopted IoT technologies claim digital transformation is impossible without it. Basically, it doesn’t matter if it’s hard -- it has to be done if you want to do business in the modern world.

Using the Industrial Internet Consortium’s reference architecture as an example, a basic business IoT system will have enterprise, platform and “edge” tiers managing the devices themselves in addition to contextual rules, events, business state, multiple protocols, various data formats, supporting analytical models and storage — all through varied and dynamic networks. Traditional IT systems are not sufficient. Enterprise systems will need to be extended and enhanced to handle the volume, velocity and variety of data produced by IoT networks and the ability to trigger timely decisions against trusted data will need to be enabled at each level in the architecture.


This represents an awful lot of potentially vulnerable technology moving an awful lot of potentially vulnerable data and an awful lot of complexity to manage. Never mind adding the notion that we will soon have devices “paying” each other for capabilities without human involvement, thus adding to the complexity of emerging IoT systems.

Enter Blockchain

The blockchain model based on cryptographically secured, immutable distributed ledger technology and consensus could enhance IoT frameworks with more automated resource optimization and innate security by providing:
• A distributed system of record for sharing data across a network of key stakeholders.
• Embedded business terms for automating interactions between nodes in the system.
• Hash-based security, verification of identity and provenance authentication.
• Consensus and agreement models for detecting bad actors and mitigating threats.

With such features, a blockchain-enabled IoT deployment could improve overall system health and integrity by allowing devices to register and validate themselves against the network. Business logic could execute automatically via smart contracts. And with no central system to attack, threats like denial of service attacks could be inherently deterred at different layers in the architecture.

Applying a blockchain model in an IoT network could solve a host of real-world digital business issues, including:
• Analytical model tracking: Allow the system to record metadata and results about logic executed at the edge of the network for the purposes of regulatory compliance, and create an immutable history of why certain “decisions” were made during IoT processing.
• Secure software updates: The ability to publish software updates as a URL on the blockchain, along with a cryptographic hash of the update which can be validated by blockchain-connected IoT devices during the process.
• Payments and micropayments: Automated payments to business network participants based on sensor data (indicating, for example, service completion or product delivery), as well as micropayments between devices themselves in certain networks for functions and capabilities — all without human involvement.

There’s No Such Thing As A Magic Bullet

In spite of all this potential, applying blockchain to IoT is not a cure-all. Current performance and scalability limitations are incompatible with many IoT functions. External data must be incorporated via trusted “oracles.” A new type of blockchain platform supporting the volume of devices involved in an IoT deployment is needed, with capabilities that extend beyond today’s common models. What will likely emerge is a hybrid or polyglot architecture, with varying frameworks customized to utilize blockchain differently at IoT’s edge, platform and enterprise layers.


But as businesses continue to grapple with core IoT complexity and security problems, it is becoming obvious that blockchain-based solutions have merit and bring real value to the table. Blockchain is not the answer to everything that ails IoT, but it can play a powerful role in solving some serious issues. It won’t save IoT, but it might just improve it. Forbes Technology Council is an invitation-only community for world-class CIOs, CTOs and technology executives. Do I qualify?

Một vài năm trước, Internet vạn vật (IoT) là chủ đề công nghệ nóng hổi với hầu hết chúng ta. Các ứng dụng dựa trên nền tảng IoT, như những sản phẩm thông minh, các thiết bị được đồng bộ hóa có khả năng xử lý tự động trong thời gian thực. Dù cho nó vẫn chưa hạ nhiệt, nhưng cũng đã phần nào giảm bớt độ nóng, bởi tỷ lệ phát triển thất bại cao và còn nhiều rủi ro như các vụ tấn công mạng liên quan đến IoT như Mirai botnet.

Như Gartner đã cảnh báo, ba phần tư dự án IoT cần gấp đôi thời gian tiến hành so với dự định và bảo mật IoT được coi như “kịch bản ngày tận thế đang trực chờ”. Điều này cho thấy IoT không hề đơn giản. Giải quyết được những khó khăn này là vấn đề chính giúp đảm bảo lợi ích của IoT. Trong bối cảnh thế giới không ngừng số hóa, nhu cầu tạo ra những cảm biến, thiết bị và “n máy điện toán để thực hiện các nhiệm vụ và chức năng lại càng trở nên cần thiết. Con người không thể kiểm soát được sự bùng nổ dữ
liệu và sự liên kết giữa chúng, nhưng chúng ta cũng không cần những mã độc hại gây mất kiểm soát.

Chúng ta đã gặp phải nhiều khó khăn trong việc thiết lập các hệ thống IoT mang tính hữu ích, an toàn, hiệu quả và độc lập. Blockchain hứa hẹn sẽ giải quyết được vấn đề này.
 

Những thách thức khi sử dụng IoT

Tội phạm mạng xâm nhập vào mạng lưới và thiết bị IoT không có dấu hiệu suy giảm. Do đó, nhiều người vẫn khá quan ngại về việc xác minh bảo mật, quyền riêng tư và nhận dạng trong việc ứng dụng IoT. Số lượng lớn dữ liệu IoT cần được thu thập, chuyển giao và phân phối một cách an toàn giữa các bên liên quan hợp lệ. Việc xử lí hiện đang xảy ra tại nhiều lớp khác nhau trong một quy trình để kích hoạt các quyết định vào đúng điểm. Cần nhận diện và khắc phục các nguồn lỗi, bởi những mối nguy hại liên quan đến các thiết bị có thể gồm:
• Tấn công thiết bị vật lý (kiểm soát thiết bị trái phép)
• Các cuộc tấn công phần mềm (phần mềm độc hại như vi-rút hoặc sâu máy tính)
• Các cuộc tấn công mạng (tấn công từ chối dịch vụ, khai thác lỗ hổng không dây)
• Các cuộc tấn công mã hóa (tấn công mật khẩu brute-force; Man In the Middle)

Thực tế cho thấy còn có rất nhiều vấn đề đáng lo ngại hơn, như nhiều mối đe dọa và rất nhiều thiết bị không an toàn, hoặc bảo mật kém (và không có thẩm quyền chuẩn nào cho các yêu cầu kết nối). Thêm vào đó, cán bộ phát triển các giao thức truyền thông IoT có một vấn đề vô cùng phức tạp khó giải quyết ở quy mô lớn.

IoT Ngày Nay

Bất chấp tính phức tạp của Byzantine và vô số các mối đe dọa liên quan, việc áp dụng IoT tiếp tục gia tăng. Các nhà phân tích dự báo, có gần 15 nghìn tỷ đô la đầu tư IOT vào năm 2025. Tại sao? Cuộc khảo sát Barometer 2017/18 Vodafone IoT với 1.278 doanh nghiệp và lãnh đạo khu vực công từ 13 quốc gia cho thấy: 74% người từng áp dụng công nghệ IoT cho rằng, chuyển đổi kỹ thuật số không thể thiếu IOT. Về cơ bản, khó khăn không thành vấn đề vì làm kinh doanh trong thế giới hiện đại phải cần
đến IOT.

Đơn cử như sử dụng kiến trúc tham chiếu của tổ chức Industrial Internet Consortium (IIC), một hệ thống IoT kinh doanh thông thường sẽ có các tầng doanh nghiệp, nền tảng và “cạnh” quản lý các thiết bị, ngoài các quy tắc ngữ cảnh, sự kiện, trạng thái nghiệp vụ, nhiều giao thức, các định dạng dữ liệu phong phú, các mô hình hỗ trợ phân
tích và lưu trữ - tất cả thông qua các mạng đa dạng và năng động. Hệ thống CNTT truyền thống không đủ đáp ứng nhu cầu. Hệ thống doanh nghiệp sẽ cần được mở rộng
và nâng cao để xử lý khối lượng, tốc độ và sự đa đạng của dữ liệu do mạng IoT tạo ra, và khả năng đưa ra các quyết định kịp thời khi xử lý dữ liệu tin cậy sẽ được kích hoạt ở mỗi lớp trong qui trình.

Điều này cho thấy, một công nghệ có khả năng dễ bị hư hại tác động đến một dữ liệu tương tự và khả năng quản lý phức tạp. Không cần để ý đến khái niệm rằng, chúng ta sẽ sớm có các thiết bị "chi trả" cho các khả năng của chúng mà không có sự tham gia của con người. Do vậy, điều này đã bổ sung vào sự phức tạp của các hệ thống IoT mới nổi.

Ứng dụng công nghệ Blockchain

Mô hình blockchain dựa trên bảo mật mã hóa, công nghệ sổ cái phân tán không thể sửa được và tính đồng thuận có thể tăng cường các khuôn khổ IoT đi kèm với sự tối ưu hóa tài nguyên tự động và bảo mật sơ cấp bằng cách cung cấp:
• Một hệ thống hồ sơ phân tán để chia sẻ dữ liệu trên một mạng lưới các bên liên quan chính.
• Các thuật ngữ kinh doanh được nhúng để tự động hóa tương tác giữa các nút trong
hệ thống.
• Bảo mật dựa trên Hash, xác minh danh tính và xác thực lai lịch.
• Các mô hình đồng thuận và thỏa thuận để phát hiện các tác nhân xấu và giảm thiểu các mối đe dọa.

Với các tính năng như vậy, việc triển khai IoT có thể giúp blockchain cải thiện chất lượng toàn vẹn của hệ thống, và tính toàn vẹn bằng cách, cho phép các thiết bị đăng ký và xác minh bản thân đối với mạng. Hoạt động kinh doanh có thể thực thi tự động thông qua các hợp đồng thông minh. Và, vì không có hệ thống trung tâm nào, nên các
mối đe dọa như từ chối dịch vụ mặc nhiên bị loại bỏ ở các lớp khác nhau trong quy trình.

Áp dụng một mô hình blockchain trong mạng IoT có thể giải quyết một loạt các vấn đề kinh doanh kỹ thuật số trong thế giới thực, bao gồm:
• Theo dõi mô hình phân tích: Cho phép hệ thống ghi lại siêu dữ liệu và kết quả về logic được thực hiện ở rìa mạng, nhằm mục đích tuân thủ quy định và tạo hồ sơ lịch sử không thể sửa được về lý do tại sao một số quyết định được đưa ra trong quá trình xử lý IoT.
• Cập nhật phần mềm an toàn: Khả năng xuất bản các bản cập nhật phần mềm dưới dạng một URL trên blockchain, cùng với một hàm băm mật mã của bản cập nhật có thể được xác nhận bởi các thiết bị IoT được kết nối blockchain trong suốt quá trình.
• Thanh toán và thanh toán nhỏ: Thanh toán tự động cho người tham gia mạng doanh nghiệp dựa trên dữ liệu cảm biến (ví dụ, hoàn thành dịch vụ hoặc phân phối sản phẩm), cũng như thanh toán điện tử giữa các thiết bị trong một số mạng nhất định cho chức năng và khả năng - tất cả đều không có sự tham gia của con người.

Không có gì là tuyệt đối hoàn hảo

Mặc dù có nhiều tiềm năng là thế, việc ứng dụng blockchain cho IoT không dành cho tất cả các lĩnh vực. Các giới hạn hiệu năng và khả năng mở rộng hiện tại không tương thích với nhiều hàm IoT. Một loại nền tảng blockchain mới hỗ trợ khối lượng thiết bị liên quan đến triển khai IoT là cần thiết, với khả năng mở rộng ra ngoài các mô hình phổ biến như hiện nay. Những gì có thể sẽ xuất hiện là một kiến trúc lai hoặc đa điểm, với các khung công tác khác nhau được tùy chỉnh để sử dụng blockchain khác nhau ở các cạnh, nền tảng và các lớp doanh nghiệp của IoT.

Nhưng khi các doanh nghiệp tiếp tục vật lộn với sự phức tạp và vấn đề bảo mật của IoT cốt lõi, rõ ràng các giải pháp dựa trên blockchain là có giá trị và mang lại giá trị thực cho bảng. Blockchain không phải là câu trả lời cho tất cả mọi thứ ứng dụng IoT, nhưng nó đóng vai trò mấu chốt trong việc giải quyết một số vấn đề nghiêm trọng. Nó sẽ không thể cứu vãn được IoT, nhưng có thể cải thiện nó. Hội đồng Công nghệ Forbes là một cộng đồng chỉ có lời mời cho các CIO, CTO và giám đốc điều hành công nghệ mang tầm quốc tế. Liệu Tôi có khả năng không?