Come creare delle reti IoT decentralizzate attraverso la blockchain

Immaginate una lavatrice che in maniera assolutamente autonoma contatta il fornitore e invia gli ordini quando sta per esaurire il detergente, prenota le date della propria manutenzione, scarica nuovi programmi di lavaggio da fonti esterne (online), fa partire il lavaggio quando calcola che il prezzo dell’energia elettrica è più basso (es. la notte o nel week end).
IoT

Immaginate una lavatrice che in maniera assolutamente autonoma contatta il fornitore e invia gli ordini quando sta per esaurire il detergente, prenota le date della propria manutenzione, scarica nuovi programmi di lavaggio da fonti esterne (online), fa partire il lavaggio quando calcola che il prezzo dell’energia elettrica è più basso (es. la notte o nel week end). Tutto senza alcun intervento umano.

Questi scenari, e molti altri, saranno realizzati grazie alla crescente industria dell’Internet delle Cose - l’Internet of Things (IoT): le possibilità sono virtualmente illimitate. Specialmente quando le potenzialità dell’IoT si combinano con altre tecnologie avanzate.

Eppure, molti ostacoli si frappongono alle interazioni che piano piano andranno a crearsi tra dispositivi sempre piu teconogici e in grado di parlare tra loro e con i loro padroni umani. Tech firms e ricercatori, però, sperano che sia la tecnologia blockchain a render possibile il superamento degli ostacoli allo sviluppo.

I problemi dei sistemi centralizzati

Attualmente l’ecosistema dell’IoT si base su modelli centralizzati: i dispositivi sono identificati, autenticati e connessi attraverso server cloud che richiedono enorme potenza a livello computazionale e di storage. E mentre questi sistemi ci hanno permesso di sviluppare l’interazione uomo-macchina fino a oggi, non saranno idonei a portare l’IoT al nuovo livello tecnologico che, pian piano, sembra stagliarsi all’orizzonte.

Le soluzioni IoT esistenti sono costose a causa degli alti costi delle relative infrastrutture e della manutenzione di quest’ultime: tantissimi metri quadri di server, materiale hardware per la connessione…L’enorme entità delle comunicazioni / interazioni che dovranno essere processate quando l’IoT raggiungerà il suo ulteriore sviluppo, richiederebbe un aumento esponenziale di questi costi.

E’ impossibile pensare, nello scenario attuale, che un'unica piattaforma possa connettere tutti i devices. Non c’è neanche garanzia che servizi cloud offerti da providers differenti siano interoperabili o compatibili. Inoltre, il fatto che i dispositivi sono di proprietà di soggetti diversi - e “tarati” su infrastrutture differenti - rende molto difficile, a oggi, un’efficiente comunicazione machine-to-machine (M2M).

La decentralizzazione dei network IoT

Un approccio decentralizzato all’IoT risolverebbe molti dei problemi indicati.

L’adozione di un modello di comunicazione peer-to-peer standardizzato che sia in grado di processare centinaia di miliardi (!) di transazioni tra diversi devices, può ridurre esponenzialmente i costi relativi all’istallazione e alla manutenzione di enormi data center centralizzati e può ridistribuire le capacità computazionali e di storage tra i miliardi di dispositivi parte del network. Inoltre, tutto ciò avrebbe il vantaggio di prevenire che singole failures all’interno di un singolo punto nodale del network possano causare un collasso dell’intero sistema.

Ma non è tutto oro quel che luccica: temi importanti dovranno essere risolti affinché un modello decentralizzato possa validamente imporsi, primi tra tutti i problemi legati alla sicurezza. E quando si parla di un network di IoT, i temi legati alla sicurezza sono ben altri che quelli relativi alla sola protezione di dati sensibili (che già di per se hanno provocato non pochi grattacapi ad autorità e governi, vedi caduta del Safe Harbour EU-US).

Le soluzioni tecnologiche che risulteranno vincenti saranno quelle capaci di proteggere privacy e sicurezza dei dati circolanti nei networks IoT decentralizzati e, al contempo, di offrire forme di validazione e consenso che assicurino transazioni a prova di truffe e furti di dati.

L’approccio Blockchain

La blockchain offre un’efficace soluzione ai problemi propri di una piattaforma di comunicazione peer-to-peer. E’ una tecnologia che permette la creazione di un registro delle transazioni digitale e condiviso (distributed digital ledger) che è – appunto – condiviso attraverso i nodi di un network, anziché essere “custodito” in un server centrale.

I partecipanti si registrano per poter registrare transazioni nel distributed digital ledgers, e tale tecnologia usa la crittografia per l’autenticazione e l’identificazione dei nodi partecipanti, permettendo a quest’ultimi di aggiungere transazioni sul ledger in totale sicurezza. Le transazioni sono poi verificate e validate da altri nodi dello stesso network, eliminando – pertanto – il bisogno di un’autorità ritenuta centrale e super partes.

Se avete letto con attenzione fin qui, comprenderete facilmente come il registro sia a prova di manomissione da parte di terzi malintenzionati: il registro non si trova in una singola location, e attacchi al centro operativo del sistema non possono avvenire perché, by default, non esiste un centro operativo del sistema.

La tecnologia blockchain ha già dato prova dei propri vantaggi nel mondo dei servizi e delle infrastrutture finanziarie, garantendo servizi di pagamento peer-to-peer senza la necessità di alcuna trusted third parties nel mezzo.

Le società tecnologiche stanno pensando a come traslare le potenzialità del blockchain nell’universo dell’IoT. Ma l’applicazione del blockchain all’IoT non sarà di certo priva di ostacoli e problemi da sormontare.

Il concept di base, comunque, può essere applicato al mondo IoT per coadiuvarne lo scale-up, permettendo a miliardi di dispositivi di condividere lo stesso network senza la necessità di risorse ulteriori. La blockchain risolve anche il tema del potenziale conflitto tra diversi venditori, fornendo uno standard nel quale tutti hanno stessi benefici. Ciò aiuterebbe a sbloccare quelle comunicazioni M2M che sono praticamente impossibili sulla base di altri modelli, e ci sarebbe terreno fertile ed inesplorato per nuovi proof-of-concepts.

Gli usi concreti del blockchain nell’IoT

La combinazione tra IoT e blockchain è già iniziata, supportata sia da startups che dai giganti dell’high-tech. IBM e Samsung hanno presentato il loro proof-of-concept, il sistema ADEPT, un sistema che utilizza il blockchain per supportare la prossima generazione dell’IoT e che potrà generare centinaia di miliardi di transazioni al giorno.

In uno dei primi papers che descrivono l’uso del blockchain nell’IoT, IBM ha indicato come nuovi dispositivi posso essere inizialmente registrati in una blockchain universale quando sono assemblati dal costruttore, e successivamente trasferiti in “blockchain regionali” dopo che siano stati venduti, cosi che possano interagire autonomamente con altri dispositivi che condividono la stessa blockchain.

La combinazione tra IoT e blockchain sta già creando la possibilità di una economia circolare, dove le risorse possono essere condivise e riutilizzate invece che acquistate una sola volta e cestinate dopo l’utilizzo. La piattaforma blockchain Ethereum ha testato il concetto di blockchain-powered IoT, e idee molto interessanti sono state proposte, incluso il campo della distribuzione dell’energia e del pagamento delle bollette di elettricità e gas.

Filament è un’altra startup che sta investendo moltissimo in IoT e blockchain, con un focus su possibili applicazioni in campo industriale come l’agricoltura, il settore manifatturiero e l’oil&gas. Filament utilizza sensori wireless, chiamati Taps, per creare un low-power e autonomi mesh network (praticamente un network blockchain dove i nodi sono dispositivi wireless, e il traffico circola di nodo in nodo attraverso il network e sulla base di numerosissimi percorsi) per il reperimento di dati e monitoriaggio degli asset, senza che sia necessario un cloud o un’autorità network centrale.

Chain of Things è un consorzio che sta esplorando il ruolo della tecnologia blockchain in relazione a temi di sicurezza connessi all’IoT. In un recente evento per “addetti ai lavori” tenutosi a Londra, il gruppo ha dimostrato l’utilizzo della combinazione blockchain-IoT con un case study relativo ad un pannello solare progettato in modo da fornire dati relativi all’energia prodotta affidabili e verificabili, evitando il rischio di frodi. Il sistema prevede che il pannello solare sia connesso a un registratore dati che registri la quantità di energia solare prodotta e invii in tutta sicurezza quei dati a nodi su un distributed ledgers, che è sincronizzato attraverso un più ampio network.

E’ ancora troppo presto per affermare se la tecnologia blockchain sarà la risposta definitiva ai problemi dell’industria IoT. Tuttavia è la combinazione blockchain-IoT è una combinazione molto promettente per il futuro dell’IoT, dove network decentralizzati e autonomi avranno un ruolo decisivo.

Il presente articolo è una traduzione di un post pubblicato da TechCrunch. Potete trovare la versione originale qui Decentralizing IoT networks through blockchain