本文将区块链技术、边缘计算和工业互联网平台化技术相融合，重点讲解工业互联网中企业边缘层数据共享，设备接入数据安全和生产线协同等问题，供大家一同参考和学习。
区块链技术在工业互联网领域的运用，最容易想到场景就是边缘计算与区块链的物理融合。这是因为，在工业互联网平台管理中，边缘计算具有分布式管理特性，而区块链技术的分布式一致性特性，本就是一种开放的分布式管理机制。
当然会有读者质疑为什么不直接使用传统数据库、应用的分布式管理机制，而非要使用区块链技术呢？本文将通过工业边缘计算的特点，分析区块链技术的应用优势，尝试解答该问题。
背景近年来我国工业互联网平台技术创新持续深化，技术体系从支撑“建平台”走向支持“用平台”。在这一过程中，基于IT技术的平台架构与应用开发技术创新、以及通过工业模型沉淀和场景化二次开发所带来的平台服务功能提升。
一方面，容器、微服务与应用开发技术不断提升平台的资源利用效率，推动功能解耦与复用，加速应用开发与创新;另一方面，各类工业模型的沉淀、面向工业特点的数据管理和分析、以及平台功能向工业现场的不断下沉，持续提升平台工业服务能力。
图1 来源：工业互联网平台白皮书（2019）
具体到工业互联网边缘层的发展趋势，呈现出明显由简单数据接入到智能分析和计算演进趋势。边缘数据分析功能也从简单规则引擎的应用向人工智能等复杂分析延伸;边缘功能的变化的背后是通用IT软硬件架构的下沉，给边缘数据分析和应用运行带来更好的支撑环境，使整体平台架构更加统一， 降低平台系统应用的综合成本 。
大量生产制造运营数据通过边缘层从原来独立的设备、厂区转移到平台层和IaaS层，再通过OpenAPI提供给产业生态的其他合作伙伴调用，而开源社区和开发者平台也大大提高了工业互联网数据的利用率，但开放的数据架构，大量的设备接入，都增加了数据使用的安全风险。
大量的机理模型、数据模型、业务模型的加速沉淀和集成，在提升了工业互联网平台集中化工业要素和平台资产管理水平的同时也增加了出现数据安全事故的风险。
在工业互联网推广实践过程中，工业企业出于自身数据、生产线安全和商业机密考虑，还是将很多核心数据保留在本地服务器或者边缘层，并未上传到工业互联网平台层和IaaS层，从而限制了工业数据的共享和互通；大量企业分散的边缘计算设备如：DCS/PLC、网关、I/O模块、边缘服务器、微数据中心中能力并没有得到有效的治理和优化，也限制了工业互联网在生产协同，机理模型构建，生产连续性保障，品控和故障告警方面的实时应用。
2019年，Gartner工业互联网平台的魔力象限的评估过程中，40多家国际工业互联网平台供应商上榜，而国内只有树根互联首次出现在榜单上，一些国内知名的企业，如：阿里云、华为等并未上榜，说明目前我国工业互联网平台建设在独立采购、商业模式创新、IoT终端连接数、支持本地化部署、数据互联互通方面还有很大提升空间。
这些都需要我们更加重视工业互联网平台在实现数据基础互联后，企业边缘层的数据安全和数据主动分享机制问题。
区块链技术与传统分布式数据库或应用的最大区别在于其开放性和分布式业务复杂性问题。传统分布式管理技术是建立在中心化决策机制中，高可信的内部数据和状态的一致性基础上的，强调数据、状态的分布式一致性，而非协作的事务一致性。
而区块链技术更多的是在开放的、不可信的网络环境中，实现异构的平台、业务、企业和产业的复杂业务协作（比特币的点对点资产交易，本质上是一种双方或多方协作机制），可以说数据共享只是区块链技术的附属产物，区块链技术应用目的在于分布式的安全事务交易或协作。
所以利用区块链分布式数字身份认证和开放的数据安全管理技术，实现工业互联网在边缘计算下的数据共享和数据安全保护问题；利用分布式安全交易协作机制，结合多方安全计算和信息共享模型等技术，提供工业企业共商、共建、共享的可信生产协作基础环境。
通过采用区块链技术在产业链和企业治理方面的能力，整合企业边缘计算资源，协同生产流程，使边缘结算节点真正成为工业互联网的设备、数据和模型的接入、计算和前置分析层，为工业互联网提供企业共商、共建、共享的可信基础环境。
图2 边缘计算与区块链融合
区块链 工业边缘计算场景工业互联网边缘层为平台提供工业设备和其他制造资源的管理和接入，其标准化需求聚焦在设备接入、协议解析、边缘数据处理等方面；同时边缘层依托区块链分布式计算协调，多方安全计算和联邦学习能力能提供给机理模型联合训练机制，并通过贡献度量提供模型激励体系；
还有利用区块链分布式数字身份颁发和校验体系可以为边缘层设备和计算提供点对点数据加解密功能；此外通过区块链节点协同和状态一致性同步能力可以低成本实现边缘计算的高可用和生产调度协同功能。
