《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于區(qū)塊鏈與RISC-V實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)互聯(lián)
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第9期
郝向宇1，柳耀勇1，肖 青1，習(xí) 熹1，任曉明2
1.芯昇科技有限公司，江蘇 南京210018；2.中國移動研究院，北京100053
摘要： 針對物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)與痛點(diǎn)，提出以區(qū)塊鏈技術(shù)為核心、結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并運(yùn)用RISC-V架構(gòu)實現(xiàn)區(qū)塊鏈功能下沉至終端。通過芯片承載區(qū)塊鏈的功能使得每一個終端成為區(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)，基于區(qū)塊鏈的分布式這一特點(diǎn)，滿足物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)功用。通過芯片從源頭解決上鏈數(shù)據(jù)的可信，針對現(xiàn)有的區(qū)塊鏈功能進(jìn)行輕量化改造，使其符合芯片的硬件特性。通過RISC-V的模塊化、高性能、可自定義的指令集實現(xiàn)芯片對于區(qū)塊鏈功能的承載。經(jīng)過合理的分析與例證，能夠利用終端作為區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)的方式去解決物聯(lián)網(wǎng)多樣化的應(yīng)用場景，滿足安全可信的同時提高性能，降低成本。
中圖分類號： TN919；TP302.1
文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212091
中文引用格式： 郝向宇，柳耀勇，肖青，等. 基于區(qū)塊鏈與RISC-V實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)互聯(lián)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(9)：114-118.
英文引用格式： Hao Xianyu，Liu Yaoyong，Xiao Qing，et al. Achieve IoT data interconnection based on blockchain and RISC-V[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：114-118.
Achieve IoT data interconnection based on blockchain and RISC-V
Hao Xianyu1，Liu Yaoyong1，Xiao Qing1，Xi Xi1，Ren Xiaoming2
1.Xinsheng Technology Company Limited，Nanjing 210018，China； 2.China Mobile Communications Research Institute，Beijing 100053，China
Abstract： Aiming at the characteristics and pain points of the Internet of Things, it is proposed to take the blockchain technology as the core, combine the Internet of Things technology and use the RISC-V architecture to realize the sinking of the blockchain function to the terminal. The function of carrying the blockchain through the chip makes each terminal become a node of the blockchain, and the distributed characteristics of the blockchain are used to meet the terminal node functions of the Internet of Things. The chip is used to solve the credibility of the data on the chain from the source, and the existing blockchain functions are light-weighted to make it conform to the hardware characteristics of the chip. Through RISC-V′s modular, high-performance, and customizable instruction set, the chip carries the blockchain function. After reasonable analysis and examples, the terminal can be used as a blockchain node to solve the diversified application scenarios of the Internet of Things, which can improve performance and reduce costs while satisfying security and credibility.
Key words : blockchain；RISC-V；Internet of Things；function sinking

0 引言

    根據(jù)統(tǒng)計和預(yù)測，2020年全年中國物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量達(dá)到40億，到2025年將增長至80.1億次，5年增長2倍左右。全球物聯(lián)網(wǎng)市場支出將從2020年7 420億美元增長至2024年的1.138萬億美元，復(fù)合年均增長率為11.3%[1]。大量的連接數(shù)意味著數(shù)據(jù)價值作用凸顯，我國推動數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個關(guān)鍵方式是合理利用價值化數(shù)據(jù)，加快推進(jìn)數(shù)據(jù)價值化進(jìn)程是發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)的本質(zhì)要求[2]。但數(shù)據(jù)要素的價值實現(xiàn)依賴于對數(shù)據(jù)資源的深度整合開發(fā)和利用，而“數(shù)據(jù)孤島”妨礙了數(shù)據(jù)的整合、共享與互通。

    為了解決“數(shù)據(jù)孤島”的問題，推動數(shù)據(jù)的整合共享與利用，推進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國內(nèi)諸多專家進(jìn)行了多方的研究與探索[3-7]。然而，研究方向集中在大數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化等顯性方面，而從數(shù)據(jù)源頭出發(fā)進(jìn)行物與物的數(shù)據(jù)共享互聯(lián)有助于實現(xiàn)真正的物聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用場景。

    物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展帶來了終端的多樣性，這也造成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的碎片化，碎片化的應(yīng)用恰恰與區(qū)塊鏈的去中心化思想一致，利用區(qū)塊鏈能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)碎片化應(yīng)用的需求。終端與數(shù)據(jù)作為物聯(lián)網(wǎng)的兩大基石，通過數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的交換能夠產(chǎn)生數(shù)據(jù)的價值，終端與數(shù)據(jù)的安全、可靠、可信是靠芯片發(fā)揮關(guān)鍵的作用。芯片與區(qū)塊鏈的結(jié)合，能夠從數(shù)據(jù)源頭構(gòu)建更安全可信的物聯(lián)網(wǎng)。芯片自主安全的目標(biāo)需要開源的RISC-V內(nèi)核，其在性能、DSP指令、緩存配置、算法執(zhí)行性能上能夠滿足區(qū)塊鏈應(yīng)用的要求，進(jìn)而通過區(qū)塊鏈與RISC-V實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值的作用，推動數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。




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作者信息：

郝向宇1，柳耀勇1，肖  青1，習(xí)  熹1，任曉明2

(1.芯昇科技有限公司，江蘇 南京210018；2.中國移動研究院，北京100053)




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