Internet of Things (IoT) là gì? Lợi ích khi IoT kết hợp với blockchain

Internet of Things là gì?

Internet of Things (IoT) là mạng kết nối những đồ vật, thiết bị thông qua các cảm biến, phần mềm và nhiều công nghệ khác nhau, cho phép chúng thu thập và trao đổi dữ liệu với nhau thông qua mạng Internet. Nhờ sự xuất hiện của chip máy tính siêu rẻ và sự phổ biến của mạng không dây, chúng ta có thể biến bất cứ thứ gì, từ một viên thuốc đến một chiếc máy bay trở thành một phần của IoT. Việc kết nối tất cả các đồ vật, đối tượng và trang bị thêm cho chúng nhiều loại cảm biến sẽ tăng thêm mức độ thông minh kỹ thuật số cho các thiết bị vật lý. Từ đó, cho phép chúng giao tiếp dữ liệu thời gian thực mà không cần đến sự can thiệp của con người. Internet of Things đang làm cho cấu trúc của thế giới xung quanh chúng ta trở nên thông minh hơn và phản ứng nhanh hơn, hợp nhất công nghệ vật lý và kỹ thuật số.

Lịch sử của Internet of Things

Mặc dù cụm từ “Internet of Things” đã xuất hiện vào năm 1999 nhưng ý niệm chung về các thiết bị được kết nối với nhau đã xuất hiện từ năm 1832, khi máy điện báo đầu tiên được thiết kế, cho phép liên lạc trực tiếp giữa hai máy thông qua việc chuyển phát các tín hiệu điện. Tuy nhiên, lịch sử của IoT bắt đầu với sự phát minh ra Internet vào cuối những năm 1960.

1982: Máy bán Coca-Cola đầu tiên được kết nối mạng

Các sinh viên tại Đại học Carnegie Mellon đã phát triển máy bán Coca-Cola được kết nối mạng ARPANET. Không chỉ thực hiện việc bán và dán nhãn Coca-Cola, máy còn cho phép người dùng điều khiển nó thông qua một giao diện có sẵn từ xa.

1989: World Wide Web được phát minh

Nhà khoa học người Anh Tim Berners-Lee đã phát minh ra World Wide Web (WWW) khi làm việc tại CERN. Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) được sử dụng cho mục đích thương mại, cung cấp cho các hệ thống IoT trong tương lai khả năng giao tiếp cơ bản và giúp việc phát triển các thiết bị được kết nối với nhau trở nên dễ dàng hơn.

1990 – 1994: Các thiết bị IoT đầu tiên trên thế giới được phát minh

Năm 1990, John Romkey đã tạo ra thiết bị IoT đầu tiên là một máy nướng bánh mì có thể bật và tắt qua Internet được trưng bày tại một cuộc triển lãm của UBM. Đến năm 1991, ông đã tự động hóa toàn bộ quy trình bằng cách thêm vào một hệ thống cần trục để tự đưa bánh mì vào và ra khỏi máy.

Năm 1993, Trojan Room Coffee Pot, nguyên mẫu webcam đầu tiên trên thế giới, đã được lắp đặt tại Đại học Cambridge để theo dõi lượng cà phê còn lại trong máy pha.

1998: IPv6 được giới thiệu

Sự ra đời của IPv6, giao thức mạng thế hệ thứ 6, đã thay đổi công nghệ truyền thông sau này. Đây là phiên bản IP được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.

1999: Thuật ngữ “Internet of Thing” được giới thiệu lần đầu tiên

Kevin Ashton, người sáng lập Auto-ID, đã đặt tiêu đề cho bài thuyết trình của mình tại Procter & Gamble là “Internet of Things”. Mặc dù ý tưởng của ông về việc kết nối thiết bị với nhau dựa trên RFID (Radio Frequency Identification) khác hoàn toàn với IoT dựa trên IP (giao thức Internet) ngày nay. Nhưng những gì của Ashton giới thiệu, nghiên cứu đã đóng một vai trò quan trọng trong lịch sử IoT và sự phát triển của công nghệ nói chung.

2005: Thiết bị nhà thông minh đầu tiên được tạo ra

Vào tháng 6 năm 2005, Nabaztag, phiên bản đầu tiên của các thiết bị gia đình thông minh, được phát minh. Đây là một robot có hình dáng của một con thỏ nhỏ dành cho người tiêu dùng, được sản xuất để kết nối với mạng Wi-Fi, thu thập các báo cáo thời tiết, tin tức và những thay đổi của thị trường chứng khoán và đọc to chúng cho chủ nhân của mình.

2008 – 2009: IoT ra đời

Vào năm 2008, hội nghị quốc tế đầu tiên về Internet of Things (IoT 2008) được tổ chức và diễn ra tại Zurich, Thụy Sĩ. Theo Cisco IBSG, từ năm 2008 đến năm 2009 là khoảng thời gian đánh dấu chính thức sự ra đời của IoT khi mà số lượng máy móc, thiết bị được kết nối với nhau đã vượt qua số lượng con người trên hành tinh.

2010 đến nay: IoT trở lên phổ biến và quan trọng 

Với sự phát triển của các công nghệ mới mà đặc biệt là IPv6 đã khiến IoT có những bước phát triển vượt bậc. Các thiết bị có khả năng kết nối với nhau dần trở nên phổ biến và thông dụng trong cuộc sống hàng ngày của mỗi người. Các công ty công nghệ lớn như Apple, Tesla, Samsung, Google, General Motors… cũng đang tập trung nguồn lực, chú trọng vào việc sản xuất, phát triển các thiết bị và cảm biến IoT như bộ điều nhiệt, kính thông minh, ô tô tự lái… IoT đã tiến vào hầu hết các lĩnh vực của đời sống như sản xuất, chăm sóc sức khỏe, giao thông vận tải, nông nghiệp…

Cho đến nay, có hơn 27 tỷ thiết bị được kết nối với IoT, các chuyên gia còn dự đoán con số này sẽ tăng lên hơn 100 tỷ thiết bị vào năm 2030.

Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ Internet of Things

Ưu điểm của IoT

• Giảm thiểu nỗ lực của con người: Khi các thiết bị IoT tương tác và giao tiếp với nhau, chúng có thể tự động hóa các tác vụ giúp cải thiện chất lượng dịch vụ của doanh nghiệp và giảm nhu cầu can thiệp của con người.
• Tiết kiệm thời gian: Bằng cách giảm thiểu công sức của con người, nó tiết kiệm rất nhiều thời gian của chúng ta. Tiết kiệm thời gian là một trong những lợi thế chính của việc sử dụng nền tảng IoT.
• Thu thập dữ liệu nâng cao: Thông tin có thể dễ dàng truy cập, cập nhật thường xuyên theo thời gian thực bất chấp các vấn đề về vị trí địa lý. Do đó, chúng ta có thể truy cập thông tin từ bất kỳ đâu vào bất kỳ lúc nào trên bất kỳ thiết bị nào.

Nhược điểm của IoT

• Vấn đề bảo mật: Các hệ thống IoT đều được kết nối với nhau và giao tiếp thông qua mạng Internet. Điều này khiến chúng dễ dàng trở thành mục tiêu tấn công của các hacker. Hacker có thể dễ dàng tấn công mạng để truy cập và lấy đi những dữ liệu quan trọng của người dùng.
• Quyền riêng tư: Hệ thống IoT cung cấp những dữ liệu cá nhân quan trọng một cách chi tiết mà nhiều người dùng không hiểu rõ hoặc chưa được giới thiệu từ phía dịch vụ cung cấp.
• Gia tăng tỷ lệ thất nghiệp: Lao động phổ thông hoặc thậm chí là những người có tay nghề cao có nguy cơ bị mất việc làm khi các công ty áp dụng IoT dẫn đến tỷ lệ thất nghiệp tăng cao.
• Khó khăn trong việc xây dựng, duy trì hệ thống: Việc thiết kế, phát triển, bảo trì và mở rộng một hệ thống IoT là khá phức tạp. Nếu có một lỗi trong hệ thống, có thể mọi thiết bị được kết nối đều có thể sẽ bị hỏng.
• Thiếu tiêu chuẩn quốc tế: Do không có tiêu chuẩn quốc tế về khả năng tương thích cho IoT nên việc các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau có thể giao tiếp với nhau đang là một vấn đề khó giải quyết.
• Giảm hoạt động trí óc và thể chất: Việc lạm dụng, phụ thuộc quá nhiều vào Internet và công nghệ khiến con người trở nên lười biếng, kém năng động.

Lợi ích và khó khăn của việc áp dụng công nghệ blockchain với Internet of Things

Lợi ích

Phân quyền dữ liệu

Cấu trúc phi tập trung của blockchain đồng nghĩa với việc không có điểm kiểm soát tập trung để lưu trữ dữ liệu, sẽ không có tổ chức nào kiểm soát lượng lớn dữ liệu được tạo ra bởi các thiết bị IoT.

Tăng cường bảo mật

Công nghệ blockchain có thể ẩn kết nối giữa các thiết bị IoT, cung cấp khả năng xác thực giao dịch mà không cần bên thứ 3. Ngoài ra, blockchain có thể tối ưu hóa các giao thức IoT và cung cấp khả năng mã hóa dữ liệu, từ đó giảm nguy cơ rò rỉ dữ liệu và các cuộc tấn công mạng.

Tăng cường khả năng quản lý dữ liệu

Mạng lưới IoT sẽ phải truyền một lượng lớn dữ liệu trong thời gian thực giữa các thiết bị, hệ thống và nền tảng, đặt ra thách thức mới đối với việc quản lý dữ liệu. Công nghệ blockchain cho phép các thiết bị truyền dữ liệu trực tiếp mà không thông qua máy chủ, cơ sở dữ liệu cục bộ hay đám mây nào. Hợp đồng thông minh cũng giúp cho quy trình này trở nên tự động, giúp giảm bớt số lượng giao dịch cần thực hiện.

Tăng cường khả năng mở rộng quy mô

Blockchain sẽ cải thiện quá trình xử lý giao dịch, tăng khả năng phối hợp, chia sẻ dữ liệu giữa các thiết bị IoT, góp phần vào việc mở rộng quy mô của hệ thống.

Khó khăn 

Khó khăn trong việc lựa chọn nền tảng blockchain phù hợp

Để chọn được công nghệ blockchain phù hợp nhất cho IoT, nhà phát triển cần phải tính đến những yếu tố của blockchain mà không tồn tại trong một môi trường IoT như sức mạnh tính toán, khả năng mở rộng quy mô, chi phí giao dịch… Ví dụ, chúng ta không thể chọn Ethereum để tích hợp cho IoT vì phí giao dịch của mạng này hiện nay còn rất tốn kém. Các mạng lưới IoT liên tục tăng trưởng nhanh chóng, điều này đồng nghĩa với việc phải xử lý nhiều thiết bị thông minh hơn, nhiều giao dịch hơn và nhiều dữ liệu hơn. Ngoài ra, các thiết bị IoT cũng yêu cầu việc truyền dữ liệu ngay lập tức. Điều mà các blockchain hiện tại vẫn gặp nhiều khó khăn bởi tốc độ xử lý giao dịch, chi phí giao dịch… vẫn chưa được tối ưu và hoàn thiện.

Tài nguyên hạn chế của cơ sở hạ tầng IoT

Các thiết bị IoT có khả năng tính toán rất hạn chế và bộ nhớ có sẵn thấp trong khi đa số các blockchain đều yêu cầu thiết bị của mình có rất nhiều bộ nhớ để lưu trữ dữ liệu cùng khả năng tính toán cao.

Một số dự án blockchain phát triển về Internet of Things

VeChain

VeChain (VET) là một nền tảng blockchain được thiết kế để tăng cường các quy trình quản lý chuỗi cung ứng cho tất cả các doanh nghiệp. Đồng thời, VeChain cũng có thể tích hợp với các thiết bị IoT nhằm thúc đẩy quy trình vận hành doanh nghiệp một cách hiệu quả hơn.

Dự án này được thành lập từ năm 2015 bởi đội ngũ chuyên gia về công nghệ hàng đầu tại Trung Quốc. Mục tiêu của họ là làm cho chuỗi cung ứng trở nên hiệu quả, minh bạch và tiết kiệm chi phí hơn bằng cách sử dụng công nghệ blockchain.

Helium

Helium (HNT) là mạng máy tính phi tập trung đầu tiên trên thế giới, ra mắt vào tháng 7 năm 2019. Dự án sử dụng công nghệ blockchain để kết nối các thiết bị IoT công suất thấp như bộ định tuyến, vi mạch… với Internet. Cơ sở hạ tầng Internet không dây dựa trên blockchain của Helium sử dụng công nghệ vô tuyến để tăng cường kết nối và giảm đáng kể điện năng cần thiết để chạy các thiết bị thông minh. Những người khai thác sẽ kiếm được HNT nhờ cung cấp vùng phủ sóng mạng và chuyển tiếp dữ liệu tới Internet bằng phần cứng được gọi là Hotspot. Ước tính trung bình mỗi tháng có khoảng 5 triệu HNT được khai thác.

IOTA

IOTA là một sổ cái phân tán, ra đời với mục đích làm nguyên liệu phục vụ cho các mạng lưới IoT. Điểm nổi bật của IOTA là Tangle, một sổ cái phân tán được thiết kế theo mô hình DAG (đồ thị không chu trình có hướng) dành riêng cho IoT. Đây là một hệ thống các node được sử dụng để xác thực các giao dịch. Công nghệ này giải quyết được sự thiếu hiệu quả của công nghệ blockchain hiện nay, đem lại khả năng mở rộng quy mô, miễn phí giao dịch, giảm thời gian giải quyết các giao dịch, yêu cầu tài nguyên thấp và mã hóa dữ liệu.

IoTeX

IoTeX (IOTX) được thành lập như một blockchain mã nguồn mở dành riêng cho ngành công nghiệp Internet of Things. Dự án IoTeX được thành lập vào năm 2017 bởi công ty IoTeX Foundation với sứ mệnh tạo ra một hệ sinh thái không biên giới, nơi con người và máy móc có thể tương tác với nhau một cách bảo mật và an toàn. Dự án cho phép người dùng có toàn quyền quản lý thiết bị và dữ liệu của mình mà không có bất kỳ quảng cáo hoặc các hoạt động giám sát nào.

Tổng kết

Hy vọng thông qua bài viết này, bạn đọc đã có thêm nhiều kiến thức bổ ích về công nghệ Internet of Things. Ngày nay, thiết lập hệ thống IoT đang là xu hướng mà các công ty, doanh nghiệp theo đuổi nhằm tăng hiệu quả hoạt động, sản xuất và tăng khả năng chống chịu trước các rủi ro như dịch bệnh, thiên tai… Tuy nhiên, công nghệ Internet of Things hiện nay vẫn đang phải đối mặt với nhiều thách thức như lỗ hổng bảo mật, quyền riêng tư… Công nghệ blockchain được kỳ vọng có thể giải quyết các vấn đề nói trên và giúp Internet of Things ngày càng gần gũi, thiết thực với đời sống hằng ngày.