微付费IPv6区块链通信

@lordjulian (steemit)
2021.09.18
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1. 摘要

2020年目前有约500亿个物联网（IOT – Internet Of Things） 设备[1]，其中已上 IPv6 的占了至少20%[2]。物联网需要大量IPv6地址才能普及化；IPv6的设想就是让每一个IPv6设备直接曝露在网络上，让任何两个设备都可以直接点对点沟通，以达到经济效应（大大节省了从前在IPv4网络下两端原有的各种地址转换、分发、等路由器）。这当然也意味着IPv6设备必须具有最基本的安全保护措施以承受得起各种网络攻击。

未来的音频、视频、等即时通讯将会是点到点的通讯。任意两个人只要有互相的固定 IPv6地址，那么他们就可以用自己协定好的软件沟通。非移动设备的IPv6地址也会因此变得相对稳定不变。移动设备对IPv6的需求暂时没有那么迫切，因为它的地址是由所在有限区域的地面信号塔所发配的。

小型IOT传感器主要的特征是低电量与低计算能力。因此廉价设备由于缺乏运算能力来及时加密信息，就采用了大大简化的象征式加密，或者完全废除了加密功能。这样一来，一个小区内的传感器数据很容易被一个假冒IPv6聚合器（可以理解为路由器）截胡。之前有学者[3]提出使用区块链共同账本的方式和简单的哈希算法来改善小型传感器的可靠性；用了区块链后每个节点只要做简单的哈希计算加上区块账本历史就可以确保所有数据都是从已认证的设备发出，且无法被截胡（因为冒充者没有私钥）。

以上的解决方法主要针对底层IOT设备。然而我们主要解决的是IOT上层的痛点，列于表1。

表1：针对痛点的解决力度。（-:无法解决或非痛点、O:低、OO:中、OOO:解决）

痛点（Pain）	IPv6	IOT底层	IOT上层	区块链
p1）设备安全性	OOO	O	OO	OOO
p2）设备算力要求	-	O	OO	O
p3）分布式控制	O	O	OO	OOO
p4）数据可靠性与不可变更性	-	-	O	OOO
p5）隐私保密性	O	O	O	OOO
p6）身份唯一性	OO	O	O	OOO

由表1可见，IOT上层的痛点p4到p6都是运用区块链可以解决的[4]。这三个痛点必须配合一个杀手级应用才可能得到用户广泛使用。目前我们推测的一个杀手级应用如下：

1. IPv6点对点的信息传输必须微付费。
   a. 比如说张三发电邮给李四，张三的电邮必须贴一张邮票/通证（token）才能寄到李四的邮箱。
   b. 李四成功接收的每一件电邮都有至少一个通证，李四发出的电邮也必须贴通证。
   c. 这样一来，每一个人发给另外一个人的聊天/信息相当于一个区块链交易，是要付记账费的。
   d. 区块链节点可以用来公正收取/记录交易费用，并从中收取手续费。
   e. 视频或音频发起者也必须付出目标用户预先定好的资费。
   f. 例如，张三因为接听很多‘电话’，从而把收听音频电话的费用定为10个通证，李四由于没什么社交，就可以把他的‘陪聊’价位定在1个通证。
   g. 那些真正有需要联系张三的陌生人只需付出微小的费用就可完成。
   h. 反之，那些群发垃圾信息、邮件的奸商就必须付出庞大的代价才可以骚扰李四。

因此这个系统的首要好处是可以简单暴力杜绝目前还是很猖狂的1）垃圾邮件，2）垃圾信息，3）垃圾电话。同时也会鼓励每个用户通过区块链节点选择性标识自己的兴趣点，让合适的广告商可以精准投放广告或找寻目标客户。例如张三在考虑入手一架新能源车，价位在15-30万，考虑国产品牌；他可以把这个信息通过自己的独特区块链节点公开，每个想投放广告给张三的广告商或者销售员仍然需要付费10个通证才可以‘打电话‘给张三。

1. 我们目前看准的是波卡（Polkadot）[5]区块链，因为它拥有完善的开发生态，并且从设计上就对所有其它区块链是开放并互通的。互联网通讯最重要的就是覆盖度，而波卡保证能连到任何一个区块链上的用户。同时，波卡的交易速度可达到每分钟百万级别，足以处理电邮和信息的交易。

2. 每一个新电邮用户自主维护一个IPv6波卡节点，并通过节点所抵押的通证（POS - Proof of Stake权益证明）对所有通讯交易记账，从而赚取手续费。这个节点的日常虚拟机费用可通过赚取的通证而抵消。这个自给自足的系统能快速的把新通信模式推广起来。

这个杀手级应用必须通过区块链和IPv6才可以实现。因为是点到点的直接传输，并绕过运营商设备，所以IPv6是不可或缺的。另外因为需要微付费所以需要区块链作为一个公正可靠的收费模式。我们相信微付费和自主维护的通信与区块链综合节点将会是未来IPv6下的自然通信模式。

2. 参考文献

1. IPv6 has been in the works since 1998 to address the shortfall of IP addresses available under Ipv4, yet despite its efficiency and security advantages, adoption is still slow, Keith Shaw and Josh Fruhlinger, Network World, 2020.08.26
2. How IOT and Blockchain are going to drive IPv6 deployment, Silva Hagen, 2018.01.22
3. Leveraging Blockchain-based protocols in IoT systems, Konstantinos Kolias, Angelos Stavrou, Irena Bojanova, Jeff Voas, Tim Grance
4. A Review of Blockchain in Internet of Things, Atlam et al., Big data and cognitive computing, 2020.10.14
5. PolkaDot, 2021.09.18读取