Helium:了解物联网龙头Helium：运行与激励逻辑、优点与缺点

作者：袁奔

本期编辑：ColinWu

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

什么是Helium??

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。事实上Helium面向的是LoRaWAN协议，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。

调查：60%的受访者表示对加密货币缺乏了解:金色财经报道，根据Toluna最近进行的一项调查结果，57%的人表示他们知道加密货币，使其成为仅次于股票的第二大知名投资类型。尽管认识很广泛，但根据来自四个地区和19个市场的10,500名18至64岁的人的回答，60%的受访者表示，他们不了解加密货币。

此外，有42%的投资于加密货币市场的个人打算在未来六个月内增加他们在加密货币中持有的资产比例。有81%的受访者打算在未来6个月内保持其投资于加密货币的资产数额不变，或增加这一比例。（Finbold）[2022/10/13 14:26:17]

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共识证明HotSpot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。

NBA球星奥尼尔：NFT是让人们了解加密技术的好方法:金色财经报道，NBA球星奥尼尔Shaquille O'Neal 在接受采访时表示，NFT是让人们了解加密技术的好方法。人们需要以实际操作的方式与加密进行交互才能理解它。据此前报道，奥尼尔的个人NFT系列于10月15日在Ethernity发布，该系列包含五个不同的NFT，反应了奥尼尔NBA职业生涯的不同时刻。[2021/10/16 20:33:08]

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。

Ark Invest创始人：美财长耶伦不了解加密货币和比特币:金色财经报道，Ark Invest创始人兼首席执行官Cathie Wood表示，美国财政部长珍妮特·耶伦（Janet Yellen）不了解加密货币和比特币。Wood称：“耶伦已竭尽全力地传达了比特币的投机性，它如何不环保或不可持续，以及如何帮助了非法活动。我不太确定她为什么这么说。我所知道的是她不了解加密货币领域，我只是不认为这是她的职责。”此外，Wood断言，比特币消耗的能源只是开采黄金和维护传统金融基础设施所需能源的一小部分。Wood还不同意有关比特币鼓励犯罪活动的观点。她指出，公共区块链实际上使执法人员很容易追踪非法资金流动。[2021/3/2 18:05:39]

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HeliumConsole的网络组件来轻松管理你的设备。

动态 | 南非交易所合伙人 非洲数字货币投资者需先了解行业:据Bitcoinist消息，针对今年早期在南非发生的数字货币事件，南非交易所AltcoinTrader合伙人Richard de Sousa近日表示：数字货币的关键是个人责任和反抗化。数字货币不适用于依赖政府的人，它更适合于那些了解区块链技术的自由思想家。[2018/7/28]

Helium网络采用的共识算法叫做Poc，它是一个HoneyBadgerBFT算法的变体，特别注意的是这不是另一个更加出名的ProofofCapacity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。

北航教授伍前红：区块链监管分了解、监视、发现、建议、重塑五个层次:伍前红教授表示，区块链监管包括五个层次，不能泛泛说能监管和不能监管。第一个层次是了解，第二个层次是监视，第三个是发现，第四个是建议，第五个是重塑。只有形成这样一个闭环，我们才能说是一个监管。目前的区块链或者数字货币，符合前两个层次。第一个层次，发现异常。第二个层次，发现证据。发现异常现在的很多能做到，第二个很多区块链或者现有的数字货币系统很难发现证据，可以发现异常，但是第二个层次很难做，介入就更难了。而对于最后一个层次重塑，因为不是系统开发者，没有发言权，就没有资格或者没有抓手去重塑它。[2018/3/27]

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构建一个叫做“PocChallenge”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。

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。

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DeWiAlliance的总裁TusharJain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。

结语

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。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。

延伸阅读

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

TheHoneyBadgerofBFTProtocols：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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