Helium — децентрализованная беспроводная сеть для интернета вещей (IoT)

Основная информация по проекту

• Helium – это одноранговая беспроводная сеть, целью которой является обеспечение безопасного и экономичного способа взаимодействия маломощных устройств Интернета вещей (IoT) с глобальным Интернетом.
• Используя точки доступа (Hotspots) и другие устройства для отправки и получения данных, передаваемых с датчиков и устройств IoT, майнеры могут зарабатывать токены Helium (HNT), доказывая, что они создают беспроводные сети через алгоритм с названием “Proof of Coverage Challenges“.
• Proof of Coverage – это тип алгоритма Proof of Work (PoW), который использует радиоволны для проверки того, что точки доступа действительно обеспечивают беспроводное покрытие.
• Токены HNT потребляются для генерации вторых токенов – Data Credits, которые используются для передачи данных и комиссий за транзакции токенов.
• Сеть Helium работает на инфраструктуре блокчейна с протоколом консенсуса, основанным на HoneyBadgerBFT.
• В ноябре 2020 года было принято серьезное предложение “HIP 20“, которое ограничивает максимальное количество токенов на уровне 223m, вводит халвинги наград в сети, а также вводит механизм пулов чистой эмиссии, который не позволит остановить майнинг по прошествии времени (так как халвинг в конечном итоге уменьшит награды практически до нуля).

Ключевые показатели на 20 ноября 2020 года

1.Что такое Helium (HNT)?

1.1. Фундаментальные данные по проекту

Helium – это одноранговая¹все устройства равны, отсутствует центральный сервер беспроводная сеть, цель которой – обеспечить безопасный и экономичный способ взаимодействия маломощных устройств IoT с глобальным Интернетом. Сеть Helium работает на инфраструктуре блокчейна с протоколом консенсуса, построенным на базе HoneyBadgerBFT, и имеет следующие особенности:

• Helium Hotspot: недорогое аппаратное устройство, которое работает как майнер, так и точка беспроводного доступа для блокчейна Helium.
• Доказательство покрытия (Proof of Coverage): механизм майнинга, использующий радиоволны для проверки покрытия сети.
• LongFi: объединяет беспроводной протокол Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) с блокчейном Helium, поэтому любое устройство LoRaWAN может передавать данные по сети.

Недавние новости

• Ноябрь 2020: принятие предложения по токеномике HIP 20.
• Сентябрь 2020: листинг криптовалюты HNT на криптобирже Binance.
• Сентябрь 2020: выпуск RAK Hotpot Miner.
• Август 2020: релиз Data Credits.
• Июнь 2020: запуск летней промо-кампании Helium.
• Апрель 2020: запуск хакатона #IoTforGood.
• Март 2020: запуск реферальной кампании.
• Март 2020: выпуск интерфейса командной строки (CLI) консоли Helium.

1.2. Кейсы использования сети Helium

Ожидается, что затраты на сеть Helium будут на 90-99% ниже по сравнению с текущими решениями для подавляющего большинства случаев использования IoT, что значительно снизит барьер для подключения и откроет множество новых вариантов использования IoT.

Примеры использования сети Helium:

Отслеживание домашних животных: текущие средства отслеживания домашних животных оставляют желать лучшего. Они дорогие – обычно не менее 20 долларов в месяц – а время автономной работы измеряется часами или днями. Срок службы батареи трекера для домашних животных на базе Helium измеряется годами (в текущей первой версии 6 месяцев с возможностью зарядки), а его эксплуатация, вероятно, будет стоить менее 1 доллара в месяц. Вариант использования трекера домашних животных огромен; только в США насчитывается 90 миллионов собак и 96 миллионов кошек. Этот один вариант использования, вероятно, достаточно велик, чтобы экономически мотивировать развертывание всей сети Helium.

Интеллектуальная городская инфраструктура или умный город: было бы здорово, если бы в общественных мусорных баках были датчики, которые измеряли, насколько заполнены мусорные ведра, и при необходимости уведомляли бы нужные службы? Это невозможно в традиционных сотовых сетях из-за ограничений по батарее и стоимости. Это уже было опробовано в ряде университетских городков за последние несколько лет, и существует явный интерес к этому типу инфраструктуры. Ожидается, что плотность датчиков Интернета вещей резко возрастет, когда города узнают, что они могут без больших затрат измерять все виды данных по городу в реальном времени. Представьте себе датчики пожара, которым не требуется постоянное соединение, датчики трафика на каждом перекрестке для интеллектуального управления маршрутами аварийных служб или даже интеллектуального управления сигналами дорожного движения для оптимизации пути. Концепция умного города основана на чем-то вроде сети Helium.

Трекинг самокатов и велосипедов: когда у самоката Lime/Bird или Jump Bike разряжается батарея, они часто теряются. Поскольку для чипов LongFi требуется маленькая батарея, производители скутеров могут установить вторую небольшую батарею только для чипа LongFi, гарантируя, что они смогут найти скутеры и велосипеды в случае разрядки основной батареи. Они также могут передавать данные за пределы местоположения в сети Helium, что в конечном итоге полностью устраняет необходимость в сотовой связи на этих устройствах. Компания Helium объявила, что Lime тестирует эти чипы на скутерах прямо сейчас в Сан-Франциско.

Умные флаконы для таблеток: только в США соблюдение пациентом режима приема лекарств обходится в сотни миллиардов долларов. Умные флаконы с таблетками, которые напоминают пациентам и их опекунам, если пропущены какие-либо лекарства, являются очевидной частью решения. В современных конструкциях пациенты (многие из которых являются пожилыми людьми) должны подключать свои «умные» флаконы с таблетками к домашнему Wi-Fi или телефону через Bluetooth, потому что было бы слишком дорого подключать каждый флакон с таблетками к сотовой сети. Постоянно делать это сложно, нереально и трудоемко для пользователей. Но, поскольку стоимость как микросхем, совместимых с LongFi, так и данных в сети Helium настолько невысока, умные флаконы с таблетками могут устранить сложный процесс регулярного приема лекарств. Используя Helium, умные флаконы для таблеток не требуют конфигурации или настройки пациентом. Более умная и экономичная беспроводная сеть может спасать жизни буквально каждый день.

Есть еще много вариантов использования Helium Network, большинство из которых еще только предстоит открыть.

2. Существующие продукты Helium

2.1. Helium Hotspot (точка доступа)

Так выглядит Helium Hotspot (фото с официального сайта Helium)

Helium Hotspot – это беспроводной маршрутизатор LoRaWAN, созданный и распространяемый компанией Helium. Подобно другим LoRaWAN-совместимым устройствам в сети, Helium Hotspot создает беспроводную сеть большого радиуса действия (от 2 до 15 км в зависимости от ландшафта местности) для маршрутизации пакетов к устройствам с поддержкой Helium и от них и выполняет текущие обязанности по майнингу для защиты сети Helium. Карту всех существующих Helium точек доступа можно найти здесь.

На 20 ноября 2020 года в сети работает 12 595 устройств по всему миру

2.2 Helium консоль

Helium Console – это веб-инструмент для управления устройствами, который позволяет разработчикам регистрировать, аутентифицировать и управлять своими устройствами в сети Helium. Помимо управления устройствами, Helium Console предоставляет готовые подключения для маршрутизации данных устройства через HTTPs или MQTT.

Helium Console: веб-инструмент для управления точками доступами

Функции управления устройствами Helium Console включают:

• Структурирование с помощью ярлыков и разрешений на уровне пользователя.
• Регистрация идентификатора устройства, безопасное подключение и аутентификация.
• Использование токенов “Data Credits” в сети Helium.

2.3 LongFi

• Простое подключение устройств: LongFi позволяет компании подключать столько устройств, сколько необходимо, без дополнительных настроек или сторонней помощи.
• Роуминг устройства: подключенные устройства маркируются идентификаторами, которые хранятся в блокчейне, и могут отправлять данные в сети через любую точку доступа.
• Заработок токенов HNT: LongFi позволяет владельцам устройств зарабатывать токены HNT, когда их устройства передают данные через сеть и обеспечивают покрытие сети.
• Поддержка LoRaWAN: любое устройство или датчик LoRaWAN может передавать данные в сети Helium с минимальной необходимой конфигурацией.

2.4 Helium Tabs

Helium Tabs – это трекеры местоположения, подключенные к сети Helium. Helium Tabs может отслеживать собак, багаж, ключи и другие объекты в зоне действия сети Helium.

Сравнительная таблица трекеров местоположения

3. Техническая инфраструктура

3.1 Доказательство покрытия (Proof of Coverage)

Proof of Coverage (PoC) – это тип алгоритма Proof of Work (PoW), который использует радиоволны для проверки того, что точки доступа действительно обеспечивают беспроводное покрытие.

Helium Hotspots в сети постоянно тестируются через PoC Challenge, который требует от маршрутизаторов доказать качество своего беспроводного покрытия, расшифровывая и передавая LongFi пакеты данных по сети Helium.

Поскольку точки доступа Helium участвуют в PoC Challenges, они зарабатывают HNT за представление действительных доказательств покрытия, а также за наблюдение за другими устройствами.

В каждом испытании “PoC Challenge” есть следующий набор участников:

Challenger (претендент, “вызывающий на проверку”) – точка доступа, которая создает доказательство и отправляет его в блокчейн. Хотспоты награждаются за отправку действительных испытаний и представляют столько доказательств, сколько позволяет сеть. В настоящее время каждая точка доступа может отправлять один вызов на каждые 60 блоков (или примерно по одному за две эпохи).

Target (цель, “выполняющий задание”) – любая точка доступа, выбранная для выполнения задания (также называемая “challengee” или испытуемым). Минимальное количество целей на задание – две; максимальное количество – семь. Все цели в любом заданном вызове находятся поблизости в плане географиеского расположения, так что они могут обмениваться данными по радиочастотам как минимум с одной целью. “Цели” не обязательно должны находиться в географической близости от “претендента”.

Witness (cвидетель) – точка доступа, которая может проверить наличие “Challenge пакета данных” по радиочастотам на любом этапе выполнения задания. Свидетель также может быть “целью” в любом задании.

3.2 Протокол консенсуса в Helium

Новая консенсусная группа (CG), состоящая из 16 членов, избирается один раз в эпоху. Все активные точки доступа в сети Helium могут быть избраны в CG. Hotspot с бОльшей вероятностью будет избран, если он хорошо проявит себя в PoC Challenge.

• На каждых выборах будет избираться 4 новых члена консенсусной группы. Остальные 12 членов – от предыдущих выборов.
• После избрания точка доступа может участвовать до 4 последовательных групп консенсуса.
• Плохо работающие члены группы консенсуа, вероятно, будут удалены из группы до того, как будет достигнут предел в 4 эпохи.

После выбора нового члена группы консенсуса создается пороговый ключ шифрования (Threshold Encryption Key или TPKE). TPKE позволяет любой точке доступа в сети шифровать транзакции с помощью главного открытого ключа (master Public Key), так что члены группы консенсуса должны работать вместе для расшифровки. TPKE используется, чтобы сделать сеть устойчивой к цензуре, поскольку членам группы консенсуса становится сложно произвольно игнорировать или задерживать определенные транзакции. Награды за майнинг распределяются в конце каждой эпохи. Текущие настройки сети относительно распределения вознаграждений можно найти здесь.

4. Информация по токеномике и токенсейлу

4.1 Распределение токенов HNT (%)

Токен HNT генерируется из вознаграждений за майнинг механизма консенсуса сети Helium. Приблизительно 5 миллионов новых HNT генерируется в месяц, первый халвинг наград состоится в августе 2021 года, максимальное количество токенов HNT составляет 223 миллиона. Согласно “HIP 20” награды в первые 9 лет распределяются следующим образом:

Таблица за 50 лет работы протокола находится по ссылке.

4.2. Информация по токенсейлу

Продажа токенов HNT не проводилась. Однако токены Helium Security Tokens (HST) были проданы инвесторам с 2014 по 2020 год, благодаря которым команда Helium привлекла в общей сложности 55 миллионов долларов США. Владельцы HST имеют право на получение 34% всех вознаграждений за майнинг в первый год работы протокола с последующим уменьшением на 1% (инвесторы Helium Inc. получают 21,50% всех вознаграждений за майнинг, а остальное распределяется между командой проекта).

4.3 Обзор токена HNT и кейсы использования

Токен HNT имеет следующие варианты использования:

• Награды за майнинг: точки доступа зарабатывают HNT за создание и безопасность сетевой инфраструктуры и передачу данных с устройств.
• Оплата сетевых услуг: токен HNT сжигается при эмиссии Data Credits, которые требуются для оплаты сетевых услуг.
• Пул чистой эмиссии: согласно “HIP 20” в протоколе появляется дополнительный пул наград “Net Emissions”, который позволит сохранить максимальное количество токенов на фиксированном уровне, но в то же время не остановит механизм майнинга по прошествии времени. Пул чистой эмиссии опирается на количество сожженных токенов HNT в предыдуших 336 эпохах (это позволяет сгладить чистую эмиссию) и максимально ограничен 34.24 HNT (это вариативная onchain  переменная, то есть сообщество может изменить её величину) за одну эпоху.
• Стейкинг для точек доступа (в стадии обсуждения): согласно “HIP 9” предлагается добавить разные уровни/рейтинг у точек доступа. Для достижения наивысшего уровня необходимо будет стейкать 10 000 HNT.

До официального запуска Data Credits в августе 2020 года в Helium Hotspots не взималась плата за сетевые услуги.

Data Credit – это второй токен сети, который является ее топливом или платежным средством. Для производства токена Data Credit необходимо сжечь токен HNT. Стоимость Data Credit зафиксирована в долларах США (1 DC = 0,00001 доллара США). Как и предварительно оплаченные минуты мобильного телефона или мили авиакомпаний, кредиты данных не подлежат передаче и могут быть использованы только их первоначальным владельцем. Чтобы получить Data Credits, пользователи сети конвертируют HNT или получают их от другого владельца HNT. Любые HNT, преобразованные в Data Credits, безвозвратно удаляются («сжигаются») из оборотных средств, но могут быть частично восстановлены благодаря механизму пулов чистой эмиссии.

5. Команда Хелиум проекта

Amir Haleem (генеральный директор и сооснователь): бывший генеральный директор Diversion, директор Global Gaming League, ведущий игровой дизайнер EA Digital Illusions.

Marc Nijdam (технический директор): основатель Imajine, бывший старший главный инженер Yahoo, старший директор отдела технических разработок Qualcomm.

Frank Mong (операционный директор): cоветник HackerOne, бывший старший вице-президент по продуктам Palo Alto Networks, вице-президент и генеральный партнер HP Security.

Andrew Thompson (вице-президент по разработке): бывший архитектор баз данных в Basho.

Mark Phillips (вице-президент по развитию бизнеса): бывший директор по коммуникациям в Basho.

6. Дорожная карта, обновления и развитие бизнеса

6.2 Обновленная дорожная карта

2020 квартал III

• Выпуск Miner Pro, позволяющий любому шлюзу LoRaWAN участвовать в сети Helium.

2020 квартал IV

• Возможность интеграции с Google Cloud Platform и Microsoft Azure.
• Выпуск улучшений реализации libp2p, включая переход на распределенную хэш-таблицу Kademlia.
• Выпуск обновлений для алгоритма Proof of Coverage, включая “level based staking for consensus”.
• Интеграция с другими беспроводными технологиями, включая WiFi 6 и LTE / 5G.

6.3 Коммерческие партнерства и прогресс в развитии бизнеса

• Nestle ReadyRefresh: ReadyRefresh от Nestle – это служба доставки напитков, которая была одним из первых клиентов, протестировавших сеть Helium для отслеживания воды в Коннектикуте.
• Agulus: Agulus предоставляет инструменты для автоматизированного сельского хозяйства. Agulus использует сеть Helium для автоматизации распределения воды на основе беспроводных датчиков, подключаемых к хотспотам Helium.
• Lime: Lime предлагает услуги по прокату велосипедов и скутеров по всему миру. Lime использует сеть Helium для поиска потерянных велосипедов и скутеров.
• Conserv: Conserv предлагает беспроводной мониторинг коллекций произведений искусства в частных и государственных музеях; технология Conserv подключается к сети Helium для предоставления информации о произведениях искусства.
• Careband: Careband предлагает потребителям беспроводные браслеты для отслеживания местоположения и температуры людей, работающих в больнице или офисе, чтобы помочь отслеживать контакты, связанные с COVID-19. Careband использует сеть Helium для отслеживания местоположения браслетов.
• BCycle: BCycle предлагает услуги проката велосипедов в США. BCycle использует сеть Helium для отслеживания велосипедов.

7. Активность сообщества Helium и социальные сети

7.1. Социальная активность

Команда Helium в настоящее время фокусирует свою стратегию развития сообществ в Северной Америке, Европе и Китае и будет расширяться в другие регионы по мере роста проекта.

Текущие стратегии роста сообщества Helium включают:

• Проведение программы Helium Patron для поощрения членов сообщества, развернувших более 15 точек доступа.
• Проведение программы Helium Developer Insider для обучения разработчиков Интернета вещей использованию платформы Helium.
• Helium Hacks: еженедельный сеанс видеочата сообщества.
• Проведение онлайн и локальных встреч.
• Постоянно взаимодействовать с сообществом в социальных сетях.

Будущие стратегии роста сообщества Helium включают:

• Подкасты, видео и написание статей, посвященных блокчейну и IoT, с отраслевыми экспертами и лидерами мнений.
• Поддержка сообщества с помощью спонсорских взносов, грантами и партнерством для создания приложений в сети Helium.

Социальные сети Helium

Discord (мультиязычный) | 4.0K участников
Facebook (английский) | 3.3K участников
Reddit (английский) | 1.4K участников
Twitter (английский) | 7.5K подписчиков
Telegram (английский) | 3.0K участников
Youtube | 1.2K подписчиков

7.2. Активность разработки

Сообщество постоянно выдвигает предложения по улучшению протокола – Helium Improvement Proposals (HIP):

Активно идет разработка и самого протокола и его экосистемных компонентов:

8. Полезные ссылки

• Официальный сайт
• Whitepaper
• Документация для разработчиков
• Блокчейн эксплорер
• Инструменты визуацилизации сети

В процессе подоготовки статьи использовались следующие материалы:

Our Investment in Helium – статья от криптовалютного фонда Multicoin Capital;

Отчет Binance Research по Helium

HIP 20 – предложение по изменению токеномики проекта.

9. Видео по Helium

1. Кратко о Helium:

2. Стоит ли Helium Hotspot 500 долларов? Распакуем и рассмотрим!

3. Как заработать токены Helium через Coinmarketcap конкурс (на 20 ноября 2020 года актуально):

© Материал подготовлен для сайта рейтинга КРИПТОБИРЖ и может быть открыто распространен с указанием авторства.