了解物聯網龍頭Helium：運行與激勵邏輯、優點與缺點_LIU

作者：袁奔

本期編輯：ColinWu

一直以來關于區塊鏈在加密貨幣之外的實際應用，都是區塊鏈從業者一直在探索的目標。而近些年，由于物聯網的迅猛發展，以及其天然的分布式特性，使得區塊鏈與物聯網在安全和邊緣計算上的結合，都引起了學術界和產業界極大的關注和探索。其中Helium最受關注

什么是Helium??

Helium是一個去中心化無線網絡，一個分布式熱點網絡，但是這不是一個打算和3G/4G、WIFI進行競爭的新型網絡。事實上Helium面向的是LoRaWAN協議，Helium所支持的是采用了LoRaWAN協議的設備，而智能手機和筆記本電腦并不支持這個協議。更通俗的講，Helium是對LoRaWAN協議的區塊鏈實現，其核心就是在一個物聯網網絡中加入了一個激勵層。

研究表明：缺乏對比特幣的了解是使用比特幣的最大障礙:金色財經報道，Cash App母公司 Block. Inc的一項新的國際研究表明，缺乏對比特幣的了解是人們不購買它的主要原因。該調查于 1 月和 2 月進行，重點關注 14 個國家，51% 的受訪者表示，他們不購買比特幣的主要原因是他們“對比特幣了解不夠”。其他主要原因包括網絡安全和盜竊風險 (32%) 以及價格波動過大 (30%)。?在至少對加密貨幣有相當了解的受訪者中，不購買比特幣的主要原因是價格波動（30%）和不確定的監管前景（29%）。?(the block)[2022/5/27 3:44:41]

Helium網絡的核心是LoRaWAN通信網絡，通過區塊鏈為其搭建了一個激勵層。并通過Poc共識證明HotSpot提供網絡覆蓋。那些提供證明的礦工大約每30個區塊就被選入共識小組，并接收其他礦工提交的交易，將其打包成塊。

動態 | 谷歌搜索金融類別中了解比特幣的人超過了解股票的人:根據谷歌搜索趨勢，現在了解比特幣的人比了解股票的人還多。比特幣的搜索率達到24 / 100，而在金融類的全球谷歌搜索中，股票上個月僅為14 / 100。[2019/7/31]

Helium的工作過程大概如上圖所示。用戶或者礦工通過HotSpot連接到網絡中，這些HotSpot通過WHIP協議又連接到本地網關，HotSpot會將數據發送到所有網關，網關將數據添加到Helium的區塊鏈中，然后，發送數據到路由，并且發送數據的設備向網絡支付相應的費用。

正如我在前面所介紹的，Helium本身更像是一個添加了激勵層的物聯網項目，所以Helium中區塊鏈的主要作用就是確權，然后激勵，也就是說，Helium中的區塊鏈模塊保證在該網絡中的HotSpot確實在它所處的范圍內提供了服務，然后為這些網絡中工作的設備提供獎勵。

聲音 | 波士頓聯儲主席：需要了解更多關于Libra的細節:據CNBC消息，波士頓聯儲主席Eric Rosengren在接受CNBC采訪時就Facebook的加密貨幣Libra是否會對央行造成威脅一問回答表示：“我們需要了解更多關于他們（Facebook）正在考慮做什么的細節。我確實認為有很多事情需要解決，洗錢、《銀行保密法》，這些問題必須認真考慮。所以，我想我們得看看隨著時間的推移對話是如何發展的。”[2019/7/21]

對于普通礦工來說，你只需要購買符合要求的HotSpot，然后按照一定的步驟安裝和配置，就可以將HotSpot加入到Helium網絡中，然后HotSpot將自動為無線網絡提供覆蓋，并傳輸數據，然后獲得獎勵。Helium官方提供了HeliumConsole的網絡組件來輕松管理你的設備。

中鈔區塊鏈技術研究院“Pick你的畫” 助快速通俗了解區塊鏈:6月1日，中鈔區塊鏈技術研究院推出一款區塊鏈小程序——Pick你的畫。這款小程序可將圖片上傳至區塊鏈進行登記，固化上傳人、時間和圖片DNA，永久留存、不可篡改。據悉，小程序的背后使用的是中鈔區塊鏈技術研究院自主研發的絡譜區塊鏈登記開放平臺，該平臺可以登記數字身份、數字憑證，證明身份、時間、數據、憑證的關系，增進可信協作。目前，已經有100多家單位申請接入測試。“Pick你的畫”屬于對數據進行登記，算是一款最簡單的區塊鏈應用示例。他們表示，希望通過這一款小程序幫助大家快速而通俗的理解區塊鏈知識和機理。[2018/6/1]

Helium網絡采用的共識算法叫做Poc，它是一個HoneyBadgerBFT算法的變體，特別注意的是這不是另一個更加出名的ProofofCapacity共識算法的簡稱。

在美國，有60%的人對比特幣有所了解:據SurveyMonkey和Global Blockchain Business Council 1月份對5700多名成年人進行的一項聯合調查，近60%的美國人聽說過比特幣，或者讀到過與這個全球最大加密貨幣有關的消息。但實際上擁有比特幣的人只有5%。這群小眾投資者擁有鮮明的人口統計學特征——其中71%是男性，58%相當年輕，年齡在18至34歲之間。與美國更廣泛的人口特征不同，比特幣投資者中有將近一半是少數族裔。[2018/1/25]

Helium的Poc共識的核心思想就是證明HotSpots確實在它所聲明的地方工作。這個共識算法利用了無線電頻率自身的特性，即RF的信號強度與物理距離成反比來產生證明。

事實上，每360個塊的時間時，Helium網絡中一個叫做挑戰者的角色構建一個叫做“PocChallenge”的數據包通過P2P網絡，隨機向一個叫做Transmitter的角色發起挑戰，整個過程基于密碼學原理，一個更直觀的過程如下圖所示。

在Helium區塊鏈中有兩個主要獲取獎勵的方式，一個是你的HotSpot提供無線網絡覆蓋，另一個則是在Helium網絡中作為驗證者。

每當一個epoch過去后，Helium為在這個時期作出貢獻的各個網絡中的“角色”授予獎勵。每種角色的作用見下圖。

Helium采用雙Token結構，前面提及的HNT作為區塊鏈獎勵發放。而另一種DC則是作為支付網絡流量的費用，目前以1DC=$0.00001的方式錨定美元。

Helium的使用場景并不完全面向普通大眾，這是更像是面向一個產業物聯網的實例，在其官方描述中，Helium將它的目光放在了寵物追蹤，智慧藥瓶這樣的場景中。而DeWiAlliance的總裁TusharJain則在一次采訪中表示Helium已經為智能水表，空氣質量檢測等廣域場景提供服務。當然因為其去中心化的特性，每個人可以通過購買HotSpot設備參與挖礦的過程。

Helium的優點在于其底層的LoRaWAN是低功耗，廣覆蓋的無線網絡協議，在物聯網網絡中被廣泛采用。其缺點則是物聯網網絡安全的問題，存在于網絡中的單個傳感器往往最容易被黑客攻破，因為部署的這些大量而廉價傳感器，往往并沒有足夠的安全防范。這也正是Helium官方也正在進一步完善其網絡的安全問題。

結語

Helium整體來說是一個技術核心偏重在物聯網上面的項目，而區塊鏈僅僅是錦上添花。從技術層面上看，Helium作為分布式熱點網絡是符合物聯網產業本身的發展趨勢的，尤其是在需要大規模低功耗的智慧城市建設方向，是有一定潛力和想象空間的。

而Helium實現物聯網與區塊鏈的結合也是極具超前思維，不過，縱觀整個項目，似乎區塊鏈在其中的作用有些雞肋，Helium并未像傳統的區塊鏈+IoT一樣在物聯網安全上發力，而僅僅作為激勵機制的保障。但并非所有事物都要去中心化，似乎Helium作為一個中心化分布式的產品，在工業物聯網領域會有更好的發展。

延伸閱讀

Helium官方文檔：https://docs.helium.com/

Helium白皮書：http://whitepaper.helium.com/

區塊鏈+物聯網可以怎么結合：https://www.zhihu.com/question/53414917

一文帶你了解NB-IoT與LoRa的區別：https://zhuanlan.zhihu.com/p/148988301

多租戶技術：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%9A%E7%A7%9F%E6%88%B6%E6%8A%80%E8%A1%93

什么是Helium礦機及其工作原理：https://www.digikey.sg/zh/blog/what-is-helium-and-how-does-it-work

創新成就更多可能，解讀Helium如何構建全新物聯網：https://kknews.cc/zh-sg/tech/n2y4me3.html

TheHoneyBadgerofBFTProtocols：https://eprint.iacr.org/2016/199.pdf

全面剖析去中心化無線通信網絡Helium：http://www.edenw.net/news/20207

五分鐘簡析去中心化無線通信網絡Helium：https://www.geekmeta.com/article/3111308.html

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