LIU:了解物联网龙头Helium：运行与激励逻辑 优点与缺点_Will Liu

吴说作者 | 袁奔

本期编辑 | Colin Wu

一直以来关于区块链在加密货币之外的实际应用，都是区块链从业者一直在探索的目标。而近些年，由于物联网的迅猛发展，以及其天然的分布式特性，使得区块链与物联网在安全和边缘计算上的结合，都引起了学术界和产业界极大的关注和探索。其中 Helium 最受关注

Helium 是一个去中心化无线网络，一个分布式热点网络，但是这不是一个打算和 3G/4G、WIFI 进行竞争的新型网络（不过 Helium 开发团队正在 5G 领域上展开了探索）。事实上 Helium 面向的是 LoRaWAN 协议（一个底层的物联网通信网络），Helium 所支持的是采用了 LoRaWAN 协议的设备，而智能手机和笔记本电脑并不支持这个协议。更通俗的讲，Helium 是对 LoRaWAN 协议的区块链实现，其核心就是在一个物联网网络中加入了一个激励层（在这一点上，它非常类似于 Filcoin 和 IPFS 的关系）。

Helium 网络的核心是 LoRaWAN 通信网络，通过区块链为其搭建了一个激励层。并通过 Poc（Proof of Coverage） 共识证明 HotSpot（基于 LoRaWAN 的无线路由器，类似 WiFi 协议的路由器） 提供网络覆盖。那些提供证明的矿工大约每 30 个区块就被选入共识小组，并接收其他矿工提交的交易，将其打包成块。

调查：美国人对狗狗币的了解比以太坊多:Harris Poll与CouponCabin联合进行了一项调查，要求美国2,000多名成年人就加密货币发表自己的看法，根据调查结果，有29％的受访者表示他们熟悉狗狗币，而只有21％的人了解以太坊。（Cointelegraph）[2021/5/25 22:42:55]

              

Helium 的工作过程大概如上图所示。用户或者矿工通过 HotSpot 连接到网络中，这些 HotSpot 通过 WHIP 协议又连接到本地网关，HotSpot 会将数据发送到所有网关，网关将数据添加到 Helium 的区块链中，然后，发送数据到路由，并且发送数据的设备向网络支付相应的费用。

正如我在前面所介绍的，Helium 本身更像是一个添加了激励层的物联网项目，所以 Helium 中区块链的主要作用就是确权，然后激励，也就是说，Helium 中的区块链模块（利用 Poc 共识）保证在该网络中的 HotSpot 确实在它所处的范围内提供了服务，然后为这些网络中工作的设备提供奖励。

韩正副总理调研海南生态软件园 了解“链上海南”整体解决方案:2020年5月31日，中共中央局常委、国务院副总理韩正到海南生态软件园调研。他先后调研了中电（海南）联合创新研究院、海南自贸区（港）区块链试验区等地，了解了创建国家区块链试验区的相关工作情况。韩正前往中国电子（海南）联合创新研究院，听取了中国电子信息产业集团董事长芮晓武汇报，查看企业研发成果，与科研人员互动交流；到牛津（海南）区块链研究院和海南自贸港区块链试验区，了解了“链上海南”整体解决方案以及创建国家区块链试验区的相关工作。韩正指出，要围绕建设智慧海南，加快提升自主创新能力，加大关键核心技术攻关力度，有效拓展自主研发芯片和操作系统的应用领域，维护网络信息安全和经济运行安全。（海南生态软件园）[2020/6/3]

对于普通矿工来说，你只需要购买符合要求的 HotSpot ，然后按照一定的步骤安装和配置，就可以将 HotSpot 加入到 Helium 网络中，然后 HotSpot 将自动为无线网络提供覆盖，并传输数据，然后获得奖励。Helium 官方提供了 Helium Console 的网络组件来轻松管理你的设备。

声音 | 人民日报：数字货币，你了解多少:人民日报今日刊文《数字货币，你了解多少》。人民银行有关负责人近日表示，央行将数字货币作为未来最重要的基础设施之一，积极开展法定数字货币研发工作。目前，数字货币在坚持双层投放、M0替代、可控匿名的前提下，基本完成顶层设计、标准制定、功能研发、联调测试等工作。下一步，将遵循稳步、安全、可控原则，合理选择试点验证地区、场景和服务范围，不断优化和丰富功能，稳妥推进数字化形态法定货币出台应用。[2019/12/30]

Helium 网络采用的共识算法叫做 Poc，它是一个 HoneyBadger BFT 算法的变体，特别注意的是这不是另一个更加出名的 Proof of Capacity 共识算法的简称。

Helium 的 Poc 共识的核心思想就是证明 HotSpots 确实在它所声明的地方工作。这个共识算法利用了无线电频率（Radio Frequency）自身的特性，即 RF 的信号强度与物理距离成反比来产生证明。

事实上，每 360 个块的时间时，Helium 网络中一个叫做挑战者的角色（具体角色的作用见图）构建一个叫做“Poc Challenge”的数据包通过 P2P 网络，随机向一个叫做 Transmitter 的角色发起挑战，整个过程基于密码学原理，一个更直观的过程如下图所示（图中两朵云表示的是同一网络，因为构图原因分开）。

声音 | 救助儿童会Paul Ronalds：慈善机构领导者也应去了解区块链等技术如何运作:根据Coincryptorama消息，救助儿童会首席执行官Paul Ronalds在关于区块链对慈善事业的潜在影响的小组讨论后表示，慈善机构对区块链的使用还处于初期阶段”，要在其潜力被夸大之前需要进行更多的讨论和研究。慈善机构面临的主要障碍之一是，当涉及区块链这种存储数据的方法时，行业领导者并不能很好理解，我们需要确保慈善机构领导者同样参与、了解数字世界以及如何运作区块链等技术，来帮助他们的做好慈善事业。[2018/9/3]

               

在 Helium 区块链中有两个主要获取奖励的方式，一个是你的 HotSpot 提供无线网络覆盖，另一个则是在 Helium 网络中作为验证者。

每当一个 epoch（大约 30 个区块的时间）过去后，Helium 为在这个时期作出贡献的各个网络中的“角色”授予奖励。每种角色的作用见下图。

金色财经独家消息 中伦文德陈云峰谈《人民日报·三问区块链（经济热点）》：应当真正了解技术特性和应用模式:金色财经独家消息，中伦文德陈云峰律师针对《人民日报·三问区块链（经济热点）》的内容作出回复，陈云峰表示：“不论是对区块链行业的投资、代币投资，都应当理性参与。一方面，从法院的判例分析，大部分虚拟货币的交易产生纠纷的情况下，多数法院认为虚拟货币的交易行为不受法律保护；另一方面，对于投资区块链技术行业的机构或个人，应当真正了解技术特性和应用模式，而不是盲目相信概念。”[2018/2/26]

                

Helium 采用双 Token 结构，前面提及的 HNT 作为区块链奖励发放。而另一种 DC（Data Credits）则是作为支付网络流量的费用，目前以 1DC = $0.00001 的方式锚定美元。

Helium 的使用场景并不完全面向普通大众，这是更像是面向一个产业物联网的实例，在其官方描述中，Helium 将它的目光放在了宠物追踪，智慧药瓶这样的场景中。而 DeWi Alliance 的总裁 Tushar Jain 则在一次采访中表示 Helium 已经为智能水表，空气质量检测等广域场景提供服务。当然因为其去中心化的特性，每个人可以通过购买 HotSpot 设备参与挖矿的过程。

Helium 的优点在于其底层的 LoRaWAN 是低功耗，广覆盖的无线网络协议，在物联网网络中被广泛采用。其缺点则是物联网网络安全的问题，存在于网络中的单个传感器往往最容易被黑客攻破，因为部署的这些大量而廉价传感器，往往并没有足够的安全防范。这也正是 Helium 官方也正在进一步完善其网络的安全问题。

Helium 整体来说是一个技术核心偏重在物联网上面的项目，而区块链仅仅是锦上添花（Helium 18年从一个单纯的物联网项目转型成区块链+物联网的项目）。从技术层面上看，Helium 作为分布式热点网络是符合物联网产业本身的发展趋势的，尤其是在需要大规模低功耗的智慧城市建设方向，是有一定潜力和想象空间的。

而 Helium 实现物联网与区块链的结合也是极具超前思维，不过，纵观整个项目，似乎区块链在其中的作用有些鸡肋，Helium 并未像传统的区块链+IoT 一样在物联网安全上发力，而仅仅作为激励机制的保障。但并非所有事物都要去中心化，似乎 Helium 作为一个中心化分布式的产品，在工业物联网领域会有更好的发展。

Helium 官方文档：https://docs.helium.com/

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

区块链+物联网可以怎么结合：https://www.zhihu.com/question/53414917

一文带你了解NB-IoT与LoRa的区别：https://zhuanlan.zhihu.com/p/148988301

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

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

创新成就更多可能，解读Helium如何构建全新物联网：https://kknews.cc/zh-sg/tech/n2y4me3.html

The Honey Badger of BFT Protocols：https://eprint.iacr.org/2016/199.pdf

全面剖析去中心化无线通信网络Helium：http://www.edenw.net/news/20207

五分钟简析去中心化无线通信网络 Helium：https://www.geekmeta.com/article/3111308.html

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