Helium 是否能够成为未来的电信运营商

一、Helium简介 Helium 是一种用于构建无线网络的经济系统。为物联网设备建立的去中心化无线通信网络，是全球新、分布式的开放网络。 发展历程 第一个实例是物联网网络，在2013年在电信领域物联网是问题最多的，市场中没有可以将体积小、具有电池供电并且价格便宜的设备能够连接到互联网。 2016 年接触到加密数字货币后Helium 构建了一个允许个人参与全球电信网络的经济体系，物联网进入 5G 和蜂窝网络领域后，在这个方向上也会发展出各种各样的企业，无论是 WiFi 还是固定无线设备，这使人们能够在全球范围内进行协调以构建无线网络。 Helium CEO Amir Haleem是Helium的首席执行官兼联合创始人。此前，他曾担任Diversion, Inc.的首席技术官和联合创始人，毕业于英国曼彻斯特大学。 官网： https://www.helium.com/ 二、共识机制和运行机制 共识机制 Helium 使用了一种全新的证明机制，PoC（覆盖证明），为网络的扩展和维护行为提供激励。 通过 PoC 机制，Helium 可以持续验证 Hotspots 的位置和创建的无线网络覆盖范围。 在 PoC 共识机制中，一共存在 3 种主要角色：挑战者、被挑战者和见证者。

  1. 作为挑战者（Challenger），可以每隔 240 个区块对网络中随机热点发起挑战；

  2. 作为被挑战者（Challengee），被挑战的热点接受到挑战信息后，会基于挑战的信息，发起一次无差别的无线电广播；

  3. 而作为见证者（Witness），如果发现被挑战者周围的热点接收到无线电广播，则会将信息回传至Helium 网络以便验证。 Helium 网关并不会把资源浪费在产出功能上，而是提供了将网络扩展到特定地理区域的实用服务，并由 PoC 验证。 最终，网关会收获 HNT 作为贡献底层网络验证算力的奖励。 运行机制 Helium工作的实际上是包括技术层面上的覆盖证明、位置证明和整个共识机制。通过 Helium 生态中的 “热点” 设备（Hotspots），Helium 可以为支持 LoRaWAN（LoRaWAN 的无线网络协议，低功耗网络协议，专为超长距离、极低数据速率的极低功率事物而设计，因此用户只能发送相对简单的消息）协议的物联网设备提供公共的无线网络覆盖，使物联网设备更方便地接入互联网和传输数据。 Helium 区块链是第 1 层，它是一个权益证明网络，其中有负责交易验证和生产区块的验证者。它使用称为 HoneyBadgerBFT 的共识协议。BFT 是拜占庭容错的共识协议，而 HoneyBadger 是异步版本，并不真正关心延迟。当我们当时认为这很重要时。不过随着网络的发展，我们不确定它是否仍然非常重要。 验证者组是第二层：大约有 3,500 名验证者，大约有三分之一的 HNT 供应被质押，用户必须质押 10,000 HNT 才能成为验证者。现在，所有这些验证者都质押了价值约 10 亿美元的 HNT。 覆盖证明，用作激励体系。系统的一部分是创建区块和验证交易。覆盖证明的方案是热点通过电波相互传输加密数据包，奖励该网络中创造覆盖范围最多的人。 因此，如果用户能证明在很广的范围内听到数百个其他热点，那么将比收不到热点的人赚得更多。覆盖证明的关键点是覆盖范围越远，覆盖信号越好，那么奖励的 HNT 就越多。 用 Helium 网络来做什么？对我们来说是奖励人们在使用之前建立网络覆盖范围。我们设计了覆盖证明的方案，热点通过电波相互传输加密数据包，该网络将奖励创造覆盖范围最多的人。 因此，如果用户能证明在很广的范围内听到数百个其他热点，那么将比收不到热点的人赚得更多。覆盖证明就是这样设计的，它的工作原理非常详细且复杂，但它的关键点是覆盖范围越远，覆盖信号越好，那么奖励的 HNT 就越多。 简单来说，Helium 通过假设类似 WiFi 路由器的称为 “热点” 的设备，就可以创造数公里覆盖范围的可供物联网设备连接的 “基站” 低功耗网络。 操作起来也很简单，登录 APP 进行简单的设置后，这与购买其他电子设备的体验相似。将一端用网线接入传统互联网，另外一端通过物理天线贴在用户的窗户或者放置在用户的屋顶上，就大功告成了。 现在热点已经遍布数百个国家，数千个城市，有 350 万件已经延期订购，几乎任何人都能够参与这个网络。 三、通证经济及运作方式 目前，Helium 生态中有三种代币，HNT 、Data Credits、HST。

  4. HNT 的主要作用，是激励矿工部署 Hotspots 并维持无线网络覆盖，激励生态中的用户参与 PoC（Proof of Coverage，覆盖证明）和 Helium 区块链共识。HNT是主要代币，是热点所有者获得的奖励，是验证者的收入，也有质押功能。HNT 的目的是能够创建数据信用（Data Credits）

  5. Data Credits 主要用于支付使用 Helium 网络产生的费用。例如 Helium 钱包之间的转账，物联网设备传输数据，新增 Hotspots 节点，声明 Hotspots 位置等，就都会需要用到 Data Credits。 也可以将它们视为 Helium 内部的稳定币，类似于航空里程。它允许用户通过 Helium 网络无线传输 24 字节的数据。但是 Data Credits 不能交易，没有投机价值，甚至用户都无法转移这些代币，唯一的作用就是销毁来为用户支付流量。为用户提供了可预测性，数据信用的价值始终相同。因此，对于构建网络传感器的用户，那么无论 HNT 的价值如何波动，都可计算使用网络的成本。所以用户只能通过摧毁 HNT 来创建数据信用，这称为销毁与铸造平衡。销毁比率根据 HNT 的价值而变化，数据信用的价值是固定的，而 HNT 的价值是波动的。

  6. 第三个代币 HST 与用户无关，是参考 Zcash 建立的创始人奖励系统。大多数区块链网络将预先创建所有代币，并将其中的一部分分配给创始团队和投资者。我们感觉这个模式不正确。将所有这些代币预先提供给创始团队随时出售，这有点不公平。Zcash 是一个随着时间的推移奖励创始团队及其投资者的系统，参考这个模式，HST 持有者将获得一定的奖励。我们认为这样更公平。Zcash 和 Helium 的区别在于 HST 是可交易的，而 Zcash 创始人奖励是不可交易的。 HNT通证发行 HNT的总供应量为 223,000,000 个，没有预产出，全部产出都来自于原始铸币量。 自创世区块开始，HNT 每月产出 500 万个，每两年产量减半一次，在 2021 年 8 月 1 日完成了第一次减半。 第一年，HNT 将按照下面的比例进行细分，并在此后逐步调整分配方式： 30%——网络数据传输，因监听设备并将数据包中转到互联网而获得奖励。 35%——热点基础设施，因参与、见证和创建覆盖证明挑战而获得奖励 35%——Helium, Inc. 与投资者，分配给将管理区块链治理的创始人、投资者和组织。 数据传输奖励按与 HNT 支出的 1:1 比率发放，上限为所有铸造 HNT 的 30%（第 1 年），剩余部分将作为提供早期保险的奖励提供给保险证明奖励池。 HNT 还有着一个 “净发行机制”，来保证铸币产出量不足时 HNT 的供应。 净发行上限初始设置为 34.24 HNT（默认为当前发行率的 1%）。这一数字在 HIP 20 协议中提出，作为保障该协议成熟稳定运行的最低发行量。 若净发行量设置过高，则根据协议要求必须销毁更多的 HNT 代币，以满足 “销毁和铸造均衡”，为通货紧缩价格提供支持。 若净发行量设置过低，则协议运行中可能存在上述铸币不足以奖励网络参与者的风险。 四、Helium 核心技术突破

  7. 无线电技术 HNT 的出产，和一般我们所知最大的不同，就在于它是以搭建热点的方式，运用无线电技术来进行产出，而不是透过费用较高，能耗较大的 CPU 运算来进行。

  8. 无线网络 每一个热点的设置，都会以点对点的形式，来共同形成一个全球的无线网络，而最后的产量，则会用全新的 PoC 算法（覆盖证明）来进行分配。

  9. 热点设备 热点的设置，主要会透过一个简单的，可以放置在家中或是办公室的设备来进行。 根据 Helium 官网的描述，运用热点设备进行产出的能耗，只有仅仅 5W。 五、社区治理 Helium 网络上几乎所有的变化都来自社区的提议，而不是公司。在大多数情况下由社区驱动，社区中的某个人编写了提案，并由社区进行投票。任何人都可以提交 HIP（Helium Improvement Proposals）HIP 现在必须包含代码，人们最终对其进行投票，要么被接受，要么被拒绝。 如何质押 现在用户必须质押 10,000 HNT 才能作为验证者参与，按目前HNT的价格算是25万美元左右。生态系统中有第三方供应商，用户可以在其中投入小额数量就可以参与质押，但缺点是用户必须信任供应商。到目前为止，第三方供应商的生态系统是值得信赖且没有不良事件。 六、Helium 与 5G

  10. Helium与backhaul如何配合使用？ backhaul 与物联网网络相同。我们希望用户带来自己的回程，例如使用 Starlink 这种完全有效的回程。网络不在乎后端如何连接，只关心连接是否良好、可靠和稳定。当我们看到回程选择的多样性时，感到非常兴奋。通过 Starlink 之类的技术，在任何地方创建蜂窝网络变得可行，我们会与潜在的合作伙伴就未来如何运作进行各种对话。

  11. 互联网服务提供商会切断 Helium 设备吗？ 现在使用家庭互联网连接来进行 Helium Inc. 业务没有任何困扰，不是helium的关心问题。

  12. Helium与运营商的关系？ 与一些运营商有着良好的关系，比如最近与 DISH、LoRa 等运营商合作。

七、新兴用例 1、美国冷萃咖啡公司Bonston Brew （一家专门为企业提供冷萃咖啡的公司）目前正在使用接入Helium网络的咖啡桶。这些咖啡桶内装有传感器，当咖啡桶内的咖啡开始使用，减少的时候，传感器开始工作，实时记录咖啡的使用情况。当咖啡快没有的时候，冷萃咖啡公司就会向客户发出补货提醒，提醒客户咖啡快没有了，该下单补货了。 2、Helium与物联网大型企业Actility进行漫游合作。Actility服务的大型企业有沃尔沃集团，思科，埃森哲，施耐德电气奥林斯巴等。比如沃尔沃集团在美国和法国有卡车工厂，卡车的堆场管理就正在使用Helium网络。卡车传感器，通过Helium网络与传感器连接，将卡车的型号，位置等数据传送回系统，可以实现对卡车的精准管理，比如当我们想要找到某型号的卡车时，我们仅需输入其型号，就可以找到卡车所在位置，以及具体数量等。 3、Helium5G是Helium所支持的第二个无线网络。从DISH与Helium合作，成为第一个在Helium网络上漫游的主流运营商，到GigSky开始提供第一个5G移动数据套餐，5G网络正一步一步成为现实。 八、总结 成功原因 现在的物联网连接到互联网的方式体验感不好，传统企业的蚂蚁矿机就像一个装满电线的鞋盒，这些 UI 不是为用户设计的。此外，物联网接入点也不是为用户设计的。这些是为电信公司设计的，用户界面也很糟糕，并且需要一个 48 伏的电源。我们设法将两个对用户不友好的东西组合成一个对用户非常友好的东西。所以要构建实例的物联网网络，实现一种体积小、具有电池供电并且价格便宜的设备能够连接到互联网。 Helium实最大的作用 即便在我们现在科技如此发达的今天，如果真的在荒山野岭丢了什么，比如手机，自行车，甚至是宠物，还是不太能找回来的——因为我们没有一种合适的追寻方式。 大家可能听说过有种防丢东西的产品，是一种蓝牙贴片，主要用在家居的范围。只要把它贴在我们的手机上，钥匙扣上或者任何我们可能容易忘记放在哪的东西上，我们就可以通过蓝牙连接来跟踪这件物品的位置。但这样的产品问题也显而易见，那就是它的定位只能是 “家居”——蓝牙的通信距离实在是太短了。而 Helium 发送的短波段，通信距离则可以覆盖十几英里，可以穿过墙壁，跨越山海，到达你需要的地方，即使在手机没有信号的地区，也能接收到这个波段。 Helium的团队希望通过热点网络的搭建，可以把整个世界放置在这个网络的覆盖之下。