2 月 19 日,去中心化無線基礎設施 Helium 以估值 12 億美元完成 2 億美元 D 輪融資,Tiger Global 和 FTX Ventures 參投。為何如此備受關注?這篇文章則能夠幫你以深度全面的視角理解 Helium 的商業與經濟價值。

— 導讀(Web3Caff 編輯部注)

作者:東方明

編輯: penny

排版:海外獨角獸團隊

原用標題: Helium:“人人供網” 的區塊鏈經濟體,成就分佈式星鍊網絡

封面: Helium

馬斯克的 Starlink 是空天通信下主幹網絡的創新,本質上還是以 “公司製” 的高資本投入,來實現比傳統網絡運營商更高效的佈網方式。

而 Helium 是底層經濟模式的變化,以 DAO 的治理方式,創造性地提出了一個基於區塊鏈的共享經濟模式,像是無線網絡界的 Airbnb,你在家中主持熱點並確保其運行,工業界產業界的物聯網設備都會來 “造訪”,接入你的網絡。這就是 Helium 開放性和無准入的價值取向,不同於傳統通信行業霸道的收費方案,Helium 網絡的使用和貢獻者都是零散的個人和小組織,是真正 “大眾的網絡”。

設立熱點並不復雜,你不需要懂無線通訊和加密貨幣,只需在家里或辦公室中對 Helium 提供的設備進行簡單的設置並連上網,就可以給你所在城市的 IoT 設備提供網絡;你在無數次 “見證” 與 “被見證” 的網絡覆蓋證明機制中獲取 Helium 原生代幣 HNT,並通過從你的網絡傳輸的數據流賺取相應的獎勵。Helium 所倡導的網絡主權,讓我們可以擁有我們所提供的網絡及其數據流的價值。

Helium 網絡的版圖從去年 4 月開始在中國被點亮。下面這個處在上海徐匯區的叫做 “Rare Mossy Porpoise/稀有的苔蘚江豚” 的熱點,在過去 7 天內平均每天發起/見證了 280 次信標,過去 24 小時內賺了價值 9.22 美金的 HNT。

雖然 Helium 目前的主力是在做物聯網,但未來同樣的模式可以拓展到其他網絡。在可以預見的未來,可能會由 Starlink 提供開源硬件的標準(衛星配置,衛星之間通訊,衛星和發射器之間的通訊等),由 Helium 提供底層結算機制,將本來重資本的基建鋪設變得去中心化。

以下為本文目錄,建議結合要點進行針對性閱讀。

01. 變革通信行業:從 “物的連接” 出發   

02. Helium 的重要里程碑

  • 點對點的無線網絡革命
  • 新經濟體的誕生:引入區塊鏈

03. “大眾的網絡”

  • 50 萬熱點的 “星星之火”
  • LongFi:低成本廣覆蓋的 IoT 網絡        

04. Helium 區塊鏈的機制設計

  • 雙通證經濟模型
  • 覆蓋證明機制
  • A Call for Action for Miners

05. Helium 的競合

06. 展望未來

  • 做成 5G 基礎設施
  • 警惕 “馬太效應”
  • 公司製 vs. DAO
  • 一個全球同一網絡協議的未來

變革通信行業:從 “物的連接” 出發

上世紀 90 年代,美國政府曾出過一個叫做本地環路解綁的法案,將早期電纜巨頭的下游服務權剝離,分散給了多個網絡服務提供商(ISP),讓他們可以使用從本地主網絡所在地到客戶住所的連接,以加強競爭。但實際情況是 Comcast 和 AT&T 等聯合以遊說、訴訟等各種方式拖緩 Google Fiber 這樣的 “挑戰者” 擴張的步伐,仍然各自稱霸一方。

電信巨頭的勢力的確令人忌憚:AT&T 曾出過一個 “為隱私買單” 的價格梯度,要徵收每月 29 美元的 “保護費” 才不會把你的瀏覽記錄賣給廣告商;Comcast 將你的 Wifi 熱點賣給其他人,或者悄無聲息地在你家部署 LoRaWan(遠程廣域網),這些操作都很難被發現並在設置里關掉,而且有著充分的法律規避手段。

不過,積弊已久的通信行業已經出現了在不同領域發力的破壞者:Starlink 想讓 “人的連接” 更簡單,用比現有光纖傳輸顯著更高效率的衛星激光通信,在光纖鋪設難以觸及的偏遠地區、人口稀疏的稀路由地區、以及目前通信有限的航空海事等場景,提供低時延、廣覆蓋、大容量的通信網絡。而今天主要介紹的 Helium 則是從 “物的連接” 角度,對現有的物聯網市場進行顛覆式創新。

目前,100 多億活躍的 IoT 設備有很多種方法來連接和共享數據:家庭和辦公室的 IoT 設備(比如智能門鎖、智能燈等)由於所需傳輸距離短,一般使用標準 Wi-Fi、Zigbee 或低功耗藍牙;而大部分設備所需場景傳輸範圍較大(比如車聯網,資產的追踪包括物流、農業器械,以及公共服務領域的智能抄表等),須使用低功耗的廣域網,這其中分為以 LoraWAN 和 Sigfox 為代表的無線網絡, 和以 LTE-M 和窄帶物聯網 (NB-IoT) 為代表的蜂窩物聯網。

物聯網的發展一直沒迎來大爆發,主要受限於沒有一個統一標準的廣域網的支撐。ISP 們沒有激勵去做這件事,因為物聯網領域最多的工業應用場景下傳輸的都是類似溫度、濕度、水位這種每秒幾個比特的數據,很難回本。

如上面所說,IoT 設備的聯網方式極度分散,往往被綁定到不同的協議/技術,互操作性很低。對比人們常用的移動設備如手機、電腦,物聯網設備始終沒迎來一個 WiFi 或藍牙的等價物,代表一種基於開放硬件的開放標準,讓各種設備間達到可編程、可配置性,以相互連接和協作。Helium 想要進行一種模式創新,以比 ISP 更高效的方式來滿足這一真空。

從供給端看,Helium 建立起一個去中心化的點對點無線網絡,並用區塊鏈的激勵機制讓人們有動力去維護這個體系,在這個體系下,每個人都擁有他的那部分網絡和數據流的價值。Helium 借助 “大眾的力量” 提供熱點,並允許其他網絡的設備通過漫遊接入 Helium 網絡,希望打通全球 IoT 生態系統。Helium 網絡的提供者基於一個 “覆蓋證明 Proof of Coverage” 機制賺取 Helium 原生代幣 HNT。

從需求端來看,Helium 將分散化的低成本轉移給使用網絡的客戶們(包括現在物聯網的主要應用,如物流供應鏈、智慧城市、智慧農業、環境監測等用例),給需要長期低功耗遠程數據傳輸的 IoT 設備提供了靈活的接入方法,無須和任何網絡運營商鎖定任何長期數據契約。

隨著 3G 謝幕,預計 20 億台使用蜂窩的 IoT 設備將被中斷,要么轉向更高成本的 4G 網絡和私用網,要么轉向以 Helium 為代表的開放的無線網絡。Helium 替代方案的定價下每個 Iot 設備每年都需要幾十美元的支出,百億 IoT 設備撐起了千億美元級的市場價值。對比下來,我們會發現,  Helium 的收費相當克制(每 24 個字節的數據傳輸只要 $0.00001,以 Helium 區塊鏈下的通證 Data Credits 的形式支付)—— 依靠指數級的成本降低,Helium 有機會重新制定 IoT 網絡供應商的遊戲規則。

隨著去年 4 月 Helium + FreedomFi 5G 網絡的推出,Helium 也把觸角從企業級伸展到了消費級通信。從歷史的角度看,Helium 最初從 IoT 設備網絡切入,其實對傳統通信巨頭的衝擊是比較側面的,這也許也是為什麼 Helium 還沒有受到這些在位者的大舉反攻。推出 5G 後,我們已經看到一些網絡運營商希望通過漫遊利用 Helium 的網絡覆蓋。Helium 可以通過成為 5G 的基礎設施來改變這個巨頭當道的市場嗎?本文最後會對 Helium 的未來提出幾點展望。

Helium 的重要里程碑

點對點的無線網絡革命

Helium 誕生在 2013 年,創立伊始就斬獲了一眾矽谷明星 VC(包括 Google Venture, Khosla Ventures, FirstMark Capital, SV Angel 等)的投資,Salesforce 聯創 Marc Benioff 也以個人名義投了一筆。

這些信眾很大程度上是被聯創 Shawn Fanning 吸引來的。Fanning 可以說是 Web 2.0 時代的傳奇人物,曾於 1999 年創立點對點音樂共享平台 Napster(類似於國內的 PPS, 迅雷, VeryCD),雖然關於版權問題的製裁讓 Napster 不得不以另一種形式存活下來(去年剛被一家 VR Concerts 公司收購),但其代表的 P2P 技術和精神直接激發了一系列去中心化點對點傳輸協議的跟隨者,比如 Gnutella 和自由網。

另一聯創 Amir Haleem 是個遊戲天才,擔任過遊戲初創公司的 CTO,做出過《戰地風雲 1942》(該系列被 Electronics Arts 收購),曾是《雷神之鎚》的世界電競冠軍:他和 Fanning 就是因遊戲結緣的。

2012 年左右,Amir 和 Fanning 有一個共同好友的初創公司,設計兒童定位手環時,遲遲難解決傳感器的聯網問題,這一痛點引起了兩人的共鳴。

當時物聯網剛剛起步,傳統通信巨頭的注意力都集中在提供面向電腦、手機等家用設備的高帶寬網絡上,對於低功耗、低帶寬的網絡需求不甚關心。Helium 團隊決心變革現有的 IoT 無線網絡,讓設備間可以在開放的頻段互相通訊,而無需像手機電腦一樣依賴於和供應商簽署昂貴的 data plan。正如 CEO Amir 所說:

“我們試圖建立一個完全開放的無線網絡協議,基於一些商品化的無線電硬件就可以有序工作,不依賴於 Helium 這家公司本身。我們只是這一切的設計者罷了。”

對於經歷過 Napster 年代的業餘無線電愛好者(讀者可能沒有經歷過 HAM Radio 火腿電台的時代,當年這幫 geek 的娛樂方式就是無線通訊技術實驗和無線電運動競技),Helium 開展的 “無線革命” 是一場令人振奮的文藝復興。

新經濟體的誕生:引入區塊鏈

Amir 和 Fanning 摸索了一段時間,嘗試過做垂類、做應用層、自建網絡。2014 年,當時的 CTO Sean Carey 做出了一個多租戶、更安全可靠版本的 Node-Red(IBM 開發的將硬件設備、API 和在線服務連接在一起的編程工具),並基於 “Helium – 市政- 消費者家/辦公室” 的三層網橋部署,當時用戶要傳數據還要在路由層發一串代碼,對於非技術愛好者很不友好。無一例外,這些嘗試都以失敗告終。

團隊很快就意識到,“唯一能讓這個網絡真正發展起來的方法,就是不去建造它”。2017 年開始大熱的區塊鏈技術啟發他們將網絡的建設 “去中心化”:借助它的透明性和自確認性,Helium 可以提供一個鋪設全球網絡的激勵機制和高效的清算機制,讓所有人無准入地提供網絡。

Helium 網絡的參與者只需在家里或辦公室中對 Helium 設備進行簡單的設置並連上網,即可為所在的城市提供數十公里的低功耗網絡,供 IoT 設備進行數量較少(從而不影響自用 wifi 速度)的數據傳輸,作為獎勵就可以挖掘一種新型加密貨幣 HNT。而網絡的使用者們,要以 HNT 燃燒獲得的 Data Credits 為媒介,按照數據傳輸量向網絡付費。

2019 年,Multicoin Capital 和 Union Square Ventures 聯合領投了 Helium 的 C 輪。Multicoin 的投資人 Tushar Jain 幫助 Helium 搭建了一個精美的代幣經濟模型,我們現在看到的 Helium 的雙通證和共識機制都有他的貢獻

2021 年 8 月,a16z、10T、FTX 旗下的量化加密交易所 Alameda Research 等加密世界的頂級機構也加入了 Helium 1.1 億美元的 ICO。

區塊鏈的引入無疑是 Helium 歷史上最重要的里程碑,自此 Helium 完成了從技術解決方案提供商到無線網絡新經濟體的角色轉換。

我們不妨看看投資人們各自是從怎樣不同的角度,定義並且翹望著 Helium 的未來的——

Multicoin 的經濟學天才投資人 Tushar 說:

“自以太坊智能合約出現以來,我們從未在區塊鏈領域看到比 Helium 更有野心的願景:Helium 代表了一種大規模部署和管理無線網絡的全新方法,顛覆了傳統通信的成本結構。”

USV 的 Nick Grossman(他投出了 Coinbase 和 Dune Analytics)說:

“想像一個設備能自動連接到開放網絡的世界,無需與手機運營商簽訂合同、無須設置信用卡賬戶,就跟當年用收音機的體驗一樣:你把設備買回家,打開它,就可以用了。無線互聯網目前不能做到這些,但假以時日 Helium 可以實現這樣一個網絡世界。”

Alameda Research 的創始人,著名的 Sam Bankman-Fried 則著迷於加密世界和 “現實世界” 的交匯:

“加密世界的激勵措施居然可以用來部署現實世界的基礎設施,這一點是從未看到過的。”

a16z 則把 Helium 在他們 thesis 中擺在了一個獨一檔的位置:

“a16z 的核心投資邏輯始終是:區塊鍊是一類新的計算機。計算機的三個基本組件是計算(CPU)、存儲(硬盤)和網絡(網絡接口卡)。分別來看,現有的智能合約平台(如以太坊)針對計算進行了優化。針對存儲數據進行優化的區塊鏈如 Filecoin 和 Arweave,非常適用於 NFT 元數據等用例,並將繼續改善其規模和內容交付。在 Helium 之前,我們從未看到針對網絡優化的區塊鏈。

“大眾的網絡”

50 萬熱點的 “星星之火”

Helium 將其網絡命名為 People’s Network,“大眾的網絡”,是迄今全球發展最迅速的無線網絡,每月以平均 9 萬熱點的速度在擴張,目前 50 多萬個熱點覆蓋了全球將近 4 萬個城市。

這 50 萬個 “熱點” 其實是一個個熱點和礦機合一的小盒子,很像路由器。整個硬件設備都是開源的,這一點看起來很反直覺,畢竟其他 IoT 網絡服務商比如 The Things Network, 以及 Comcast 的 MachineQ,甚至是去年才向 Helium 尋求合作的 Senet 都會按照設備數量收取費用,每月幾十到幾百美元不等。

談及不用硬件盈利的原因,COO Frank Mong 說:

“Helium Hotspot 背後的代碼我們打磨了很久,相當複雜。但 Helium 所做的一切就是為了清除壁壘,所以我們不想去變現所謂的 “專利”,這種尋租行為只會阻礙我們的大幅滲透,最終不利於網絡發展。”

Helium 最初自己製造硬件,主要是對整個硬件配置、軟件磨合做一個標準化,當初就抱著開源的想法,並不會做一套 “收購硬件公司、壟斷全球供應鏈” 的舊時代巨頭標準動作。越多越好的供應商進來,才能加強競爭、降低成本,讓全球熱點的網絡效應更好發揮起來。

目前官方認可的 Helium Hopspot 供應商有 25 個,價格都在 500 美元以下,由於芯片的短缺等原因,市場一直處於嚴重供不應求的狀態,預訂單排了 50 萬台,而原始的 OG hotspots 被炒到 5000 多美元之高。

今年上半年計劃將供應商拓展到 75 個,並且將全面推出 Light Hotspots(即不再存放全節點,將共識工作轉移給 “驗證者” 從而讓熱點變得更 “輕盈”,下面區塊鏈 PoC 機制中會展開講),架構簡化之後生產速度也會大幅提升,而且有望將價格壓到 150 美元以下,這些因素都將帶來網絡節點的飛速拓展。

人們將 Helium 熱點連接到他們的 Wi-Fi 並將其放在合適的位置(Discord 的 Helium 頻道有很多信號學專家提供熱心貼士,比如放在湖邊,水面可以給信號提供天然的跑道,能傳得更遠),熱點就會通過開源 LongFi 協議自動從 Helium 客戶的 IoT 傳感器中提取數據。接著,熱點對數據進行加密並將數據發送到客戶指定的雲中,方便他們跟踪和收集設備發出的信息。

和 GPU 挖礦的駭人能耗不同的是,Helium 熱點只需要與 12 瓦 LED 燈泡一樣多的能量即可運行,所以礦工們承擔的最大成本就是購買硬件的一次性費用。

當然,Helium 的受眾不局限於懂無線通訊、懂加密貨幣的人群。Helium 提供了硬件、面向熱點提供者和使用者的交互軟件、以及將數據送往用戶指定的雲端的路由,這一整套裝備,還貼心地給每個熱點隨機生成了三個單詞組成的名字(如下圖”Sharp Tiny Trout”,意思是” 鋒利的小鱒魚 “),把理解和使用門檻降至最低。

LongFi:低成本廣覆蓋的 IoT 網絡

Helium 的熱點接收和遞送數據所基於的底層協議是 LoRaWan,這個 Layer 1 的決定絕非拍腦袋,而是從帶寬、功耗、網絡部署難度和適用場景上都契合的選擇。

LoRaWan 基於 RF 無線電技術,主要有三大優勢。

  1. 無線電頻段是開放的,不需要許可(相反,4G 所用頻段是需要競拍的,那些大通信公司往往爭得頭破血流);
  2. LoRaWan 熱點的佈局靈活,不像蜂窩數據傳輸對基站選址要求很高,需要花大量精力在網絡優化上(包括考慮基站之間距離、協作方式、邊界等等)。在 LoRaWan 環境鋪設熱點允許一定的冗餘,一個最好的例證便是洛杉磯,目前 Helium 網絡熱點最密集的城市,有 6000 多個熱點,但其實一個典型的城市只需要 200 個以下的熱點覆蓋;
  3. RF 無線電技術啁啾(chirping, 得名於信號聲神似鳥鳴)的天然屬性就是能把信息密集的信號以很低的能耗傳遞很遠。

而這些都正是 Helium 想要的:

  1. Helium 不希望成本結構中還有一大筆要用作購買頻段許可,這也是他們想和傳統通信公司劃清界限的地方。Helium 5G 在美國用的同樣是 CBRS 這一免許可證頻段,在其國際拓展中,他們也在積極尋找各國對應的低延遲高帶寬頻段,而不放精力在大量的政府關係、遊說和 Spectrum Advocacy 上;
  2. 靈活的佈局意味著 Helium 可以採用 “自由放任” 式的治理方式,無須對於熱點的密度等做過多統籌;
  3. 能以低能耗傳到很遠距離,和物聯網設備簡直就是天作之合。物聯網設備數據傳輸量小、對帶寬需求小,但也因為其分散廣,需要長距離傳輸。

Helium 將 LoRaWAN 和 Helium 區塊鏈相結合,便成了 “LongFi” 協議,任何一台 LoRaWAN 設備均可在這一網絡中傳輸數據。之所以叫’Long’-Fi,是因為輻射範圍比 Wifi 廣 200 倍。與此同時,使用 LongFi 協議的設備每比特的電池效率能達到 LTE 的數千倍。

對於想要接入 LongFi 網絡的 IoT 客戶,Helium 的收費模式是按接收到的數據包計(很像現在 SaaS 流行的 usage-based model),和現有網絡運營商的 data plan 費用相比簡直微乎其微。假如你是一家共享自行車服務商,你有 1000 輛帶有 GPS 傳感器的自行車並希望它們每 10 分鐘更新一次位置,一整年只需要花費大約 525 美元。不管是 AT&T 還是沃達丰,最便宜的計劃也要每台設備每月 3 美元,那就是 36000 美元一個月,70 倍於 LongFi 的費用。

LongFi 還提供漫遊功能,非 Helium 的流量可以被 Helium 網絡接收並傳輸到其他 LoRaWAN 網絡上,擴大 Helium 網絡使用量的同時,接收其流量的網絡無需部署網關或網絡服務器,可以大幅降低前期的基礎設施成本。目前,Helium 已經與 Senet 以及 Actility(均為大型 LoRaWAN 網絡)達成合作,未來漫遊將成為 Helium 網絡的最大推動力之一。

有人可能會對隱私問題產生質疑——不用擔心,Helium 網絡上數據包的加密發生在傳感器和公司服務器之間,熱點無法識別單個數據包,它們只能看到發送位置的純文本標識符。

當然,除了物件的追踪,Helium 的物聯網用例還有很多,比如 Boston Brew Co 借助 Helium 的 “水位監測” 能力提供 “自動續命” 的冷萃咖啡桶;和無人機公司比如 DRONEDEK 合作送快遞;車聯網公司 DIMO 用 Helium 5G 網絡傳輸車輛數據,讓人們通過分享行駛數據而獲得獎勵。

矽谷的核心城市聖何塞給 Helium 網絡下的 Public-Private Partnership 做了個極佳的範例:該市給超過 1300 名未聯網的低收入居民提供 Helium 熱點,後續的 Helium 網絡獎勵可以繼續補貼他們,這些熱點還能對接空氣質量監測、火災探測等等與氣候相關的項目。

今年初,基於 “全球最易受到氣候變化影響的沿海城市” 邁阿密的組織 DataGovs(該公司的客戶主要來自地方政府、電動汽車行業和建築行業)和 Helium 達成合作。DataGovs 專注於氣候變化、可持續發展和城市交通,利用兼容 Helium 網絡的傳感器,對水、空氣質量、資產等物理世界的變量進行監測。

去年中的一次採訪中 COO Frank Mong 提到 Helium 每月在以 10-15 個客戶的速度拓張,而且有很多 inbound 的客戶。隨著 Helium 的網絡覆蓋越來越廣,飛輪效應將越來越明顯。

Helium 區塊鏈的機制設計

雙通證經濟模型

People’s Network 使用兩種通證:HNT 和 Data Credits。

HNT 是 Helium 區塊鏈上的原生資產,總量為 2.23 億個,沒有預分配(Helium 創始團隊選擇了不去憑空造一些代幣留給自己,第一個 HNT 是從創世區塊挖出來的),全部用於激勵為 Helium 網絡做出貢獻的不同角色。

最初為每月 500 萬 HNT,之後每兩年減半一次(自 2021 年 8 月 1 日起,HNT 淨發行量將降至每月 250 萬;下一次減半將發生在 2024 年 8 月 1 日,屆時月釋放量將減少至 125 萬個 HNT)

HNT 獎勵的分配製度是這樣的:最初,將近 70% 份額的 HNT 分發給了構建網絡覆蓋的 Hotspot 擁有者; 隨著網絡不斷發展,熱點通過在本網絡上傳輸設備數據賺取了越來越多的代幣,Helium Inc. 和投資方所佔的份額越來越少(第一年 35%,逐年降 1% 直到降至 15%);20 年後,配額不再調整,保持固定。

Data Credits 則是區塊鏈歷史上罕見的應用型通證(就像航司里程,你只能在 Helium 生態系統中使用),用戶通過 Helium LongFi 無線協議傳輸數據字節,就得用 Data Credits 支付區塊鏈交易費。

Data Credits 價格固定以美元為單位(1 Data Credit = 0.00001 美元),要獲得 Data Credits,網絡用戶可以兌換 HNT 或從 HNT 擁有者處獲取;任何兌換成 Data Credits 的 HNT 將永久從循環供應中移除(“燒幣” 來達到 Burn-and-Mint Equilibrium)。

Data Credits 的設計動機是為了讓使用網絡的企業和組織能享受穩定的費用(而不是高度波動的媒介),所以 Helium 熱點內置預言機,持有人可以把 HNT 按照預言機內的價格轉換成 Data Credits 來獲取穩定的支付網絡使用費的通證。

覆蓋證明機制

比特幣使用哈希來保護網絡的機制叫做工作量證明 (Proof of Work,PoW) 。這是一個已經被長久驗證非常穩健的系統,唯一的缺點就是除了保護整個系統,沒有提供任何其他價值。Helium Blockchain   並非依靠算力,而是使用無線電波作為一種挖掘方式,網關通過發送加密數據包相互 “挑戰”。

具體來說,Helium 網關必須證明三件事:它確實在運行、且處在它所說的位置、且確實能創建無線網絡覆蓋。據此 Helium 建立了一套公平有效機制,實時驗證熱點是否通過真實定位提供無線網絡覆蓋,以激勵網絡的拓展—— 這就是覆蓋證明 (Proof of Coverage,PoC) 。

每 360 個區塊的時間,Helium 網絡中的 “挑戰者” 通過點對點網絡構造一個叫 “PoC 挑戰” 的數據包,隨機向一個 “被挑戰者” 發出問詢。因為挑戰者並沒有什麼 “實際工作”,所以獲得的 HNT 獎勵份額只佔 HNT 總量的大概 0.9%。

被挑戰的熱點接受到挑戰信息後,會基於挑戰的信息,發起一次無差別的無線電信標(RF Beacon)。如果的確覆蓋範圍良好,周圍的熱點應該可以檢測到該信標,以見證人的身份將信息回傳至 Helium 網絡以進行驗證。每次挑戰都需要具備有效見證,被挑戰者才能獲得對應的獎勵。發射信標比發出挑戰更有價值,所以 “被挑戰者” 們的獎勵佔 5.31%。

對於接收到信標的熱點見證人,他們的責任是將挑戰的信息回傳至 Helium 網絡。提供證明的礦工大約每 30 個區塊被選入共識組,接收其他礦工提交的交易並打包成區塊;共識組會根據見證人和被挑戰者的位置、密碼學證據及信號強度和衰減的合理性等一系列符合邏輯來判定這次見證是否有效。在進行有效見證後,見證人會獲得高達 20.08% 份額的獎勵。

隨著 Helium 網絡不斷發展,熱點數量與區塊數量正飛速增長,幾乎已經逼近點對點通訊的極限了。從所有熱點中隨機選取共識節點的模式開始對區塊鏈的出塊速度與運行效率產生影響,同時給網絡中的硬件帶來的極大壓力。為了緩解這種壓力,今年 5 月,Helium 更是引入了 “Validator” 的角色。驗證節點與輕節點的升級完成後,熱點無需再進行全節點同步,從而大大提升了 Helium 網絡中的用戶體驗與資源利用效率。

A Call for Action for Miners

也許你會糾結一件事,就是隨著熱點數迅猛增長,單個熱點的收益必然會收縮,現在想購置 Helium 熱點是不是太晚了。

Helium 的團隊一直說他們處在一個 multi-dacade journey,尤其對比那些百年通信公司(尤其看他們的市值)的歷程,我們還在 Helium 的山洞口,遠遠還沒看到他的桃花源。

在這個以 “全球同一網絡協議” 為期許的去中心化網絡下,熱點間並非競爭關係,而是在共同把網絡覆蓋做得更全更廣,網絡的價值越大,HNT 價值越大,你擁有的那部分網絡價值就越大。

空說無憑,下圖是 Multicoin Capital 的 Tushar 在 2019 年對 Helium 回本模型的一個預估。

他認為隨著 Helium 網絡的增長會給 HNT 價格上行的推力,而更高的價格將意味著 Helium 熱點所有者的投資回報率更高,便將進一步推動網絡增長(”The Helium Flywheel”)。當時他假設 HNT 的價格在 2021 年底將達到 6.92 美元,而網絡將增長到 10 萬個熱點,算下來新熱點的投資回收期僅為 46 天。

顯然他在這兩項指標上都嚴重低估了。現在 Helium 網絡上有 50 萬個熱點,而 HNT 的價格達到了 33 美元。所以即使每月分配到每個熱點的 HNT 折到 1/5, 將近 5 倍的 HNT 價格還是讓每天平均收益達到了 7.26 美元,48 天回本。

正如前面提到的,隨著製造商的拓展和輕節點的引入,熱點的售賣價格可能降低至 150 美元以下,會讓整個回本模型更吸引人。

Helium 的競合

有人認為,Helium 是 LoRaWAN 協議的區塊鏈實現,核心是在物聯網網絡中增加一個激勵層,類似於 Filecoin 和 IPFS 的關係。這個說法有失公允。

Filecoin 和 IPFS 是用於在分佈式網絡中存儲和共享數據的互補協議,均是免費、開源的,並且共享許多構建塊,包括數據表示格式 (IPLD) 和網絡通信協議 (libp2p)。而 Helium 是從頭編寫了節點之間溝通方式甚至整個回程路由的表達方式,其獨創性和門檻都更高。

而像 The Things Network 之類的公司,即使在構建社區驅動的網絡方面做得非常好了,最大的弊病還是人們沒有足夠的激勵機制來確保設備在線並正常運行。從這個角度來講,Helium 的經濟機制確實是它最偉大的一項創造。

同樣中心化佈局的 Amazon Sidewalk,也是一個很司馬昭之心的項目。因為 Amazon 特殊的生態位,他們一直在尋找計算機和智能手機以外的機會,相繼推出的消費電子(Alexa、智能眼鏡、手環等等)、包括 Sidewalk 都是一個個數據收集的媒介:Amazon 希望從你與物理世界的所有交互數據中獲利。拋開動機,Amazon 面向的設備和 Helium 也不同,前者對延遲的容忍度顯著更低(比如你在家連著 Sidewalk 網絡,想關掉一盞智能燈,你當然希望這個數據饋送是即時的,而不是等兩分鐘才能關掉),Helium 網絡下的設備則允許一定的延遲性。

從大的分佈式網絡門類上來看,Helium 周圍也有一些類似的垂類公司,比如專做環境監測的 Planetwatch,專做溫濕度和氣壓的 WeatherFX,專做去中心化地圖的 Hivemapper。再比如 Techcrunch 的黑客鬆上有一個項目叫 Wificoin,通過分享 wifi 路由器的訪問權限,用戶可以獲得幣,這些幣又可以用來從其他人那裡購買 wifi 權限。

概括來說,Helium 是在打通全球網絡的路上,雄心更大也更艱鉅。與其說產生競爭,不如說 Helium 未來會對這些佈局方式各異的分佈式網絡,產生自上而下的兼容。正如 Helium 的 BD 負責人所說:我們不把他們視為競爭對手,我們希望把他們帶到我們網絡上來。

更值得我們注意的,是 Helium 和 Starlink 可能產生的火花。

Starlink 是傳統 ISP 行業的破壞者,是用上千顆衛星構成地表上的主幹通訊網絡,用戶在地面搭建數據接收器來接入這個網絡。過去是靠國家區域光纜之間的連接,而 Starlink 直接面向全球。

Starlink 非常適用於欠發達地區,某種程度上是一種網絡連接的平權,但問題是成本高(雖然衛星鋪設的成本比光纖低,但本質還是和傳統 ISP 無差的重資本模式,與 Helium 去中心化的模式不在一個數量級),而且接受設備功耗太大,在欠發達地區鋪設未必可行。

據 Helium 亞太負責人高原所說,他心目中可能產生的合力,是由 Starlink 提供開源硬件的標準(衛星配置,衛星之間通訊,衛星和發射器之間的通訊等),由 Helium 提供底層結算機制,將本來重資本的基建鋪設變得去中心化。

談及衛星作為熱點直接對接傳感器的威脅,創始人兼 CEO Amir 認為能力項更多是互補的,尤其是地表和非地表覆蓋的互補。Helium 的每個熱點都是類似收發器的全球網絡中的一個節點,其主要功能就是接收來自 IoT 傳感器信息並通過互聯網將其傳遞到最終目的地(這個過程被稱為 “回程 “),目前 Helium 的一個重點方向就是尋找回程的網絡夥伴,在高速公路、農場、偏遠地區實現更好的網絡覆蓋,而這正是以 Starlink 的衛星通信服務商可以提供的。

SpaceX 已經收購了 Swarm,一家通過微型衛星提供物聯網設備和連接方案的公司。以物聯網為中心的衛星服務市場正在飛速發展,預計到 2025 年,全球將部署約 3030 萬個衛星物聯網設備,年復合增長率接近 40%。

如果從物聯網需求市場看,Helium 必然會和這些衛星連接方案公司產生競爭:Helium 一年內增長 500% 的熱點覆蓋速率確實不是衛星能企及的擴張速度。那麼還要問的一個問題就是,誰能更好地服務不同網絡需求的 IoT 設備?

展望未來

做成 5G 基礎設施

去年 4 月, Helium 和開源 5G 連接服務商 Freedomfi 合作,將 HNT 礦機和 5G 天線相結合,推出了與 Helium 網絡兼容的第一代 5G 熱點。這一網絡不同於面向 IoT 設備的窄帶網絡,具有短程、高帶寬、低延遲的特點,可以接入手機、電腦,這意味著 Helium 開始進入 2C 市場。

開啟預定通道的幾天內,FreedomFi 便售出了 4 萬台 5G 網關,和 Verizon(目前美國最大的無線通信服務供應商)的銷量不相上下。

5G 基站密度的需求是 4G 的 25 倍,傳統通信公司的佈網能力瓶頸明顯,中心化重資本的無線網基建注定無法規模化、不可持續。

我們也的確看到越來越多的網絡運營商希望通過漫遊和 Helium 合作,讓自己的客戶可以利用 Helium 的網絡覆蓋。GigSky 最近就推出了首個基於 Helium 5G 的蜂窩移動計劃,GigSky app 將可以在美國主流移動網絡和基於 Helium 的 CBRS 分流網絡之間實現無縫漫遊,並將優先使用 Helium 網絡覆蓋,以幫助消費者降低成本。去年 10 月底,Dish Network 成為電信行業中首個加入 Helium 生態的頭部運營商。

一旦這些傳統電信服務商開始把 Helium 視作 5G 的基礎設施,那麼我們現在看到的 Helium 的市值不過是未來的一個零頭罷了。

警惕馬太效應

在介紹區塊鏈的部分,我們指出過,被挑戰者為了通過挑戰,必須要有見證人檢測到他們發起的信標並回傳至 Helium 網絡,完成 PoC 證明。而且 Helium 網絡的獎勵大小完全基於這些 PoC 動作的多少。

這就意味著,如果你在沙漠中建立一個熱點,按理說你是功不可沒的,因為這個孤零零的熱點為網絡提供了大量寶貴的額外容量。但諷刺的是,它幾乎沒有任何回報,因為沒有人可以見證。所以說,除非你能帶上一群朋友在那裡多安上幾個熱點,否則正常人沒有動力在遙遠的地方插上旌旗。

恰恰相反,在洛杉磯、紐約這樣的大城市,因為見證人眾多,更容易通過 PoC 挑戰賺取獎勵,所以就出現了洛杉磯一座城市有兩萬多個熱點的冗餘現象,” 強者越強,弱者越弱 “ 的馬太效應,長期對於網絡覆蓋的廣度和平衡性是不利的。

Helium 未來是否需要伸出” 看不見的手 “ 來調控各區域的密度,在州與州、國與國的邊界人為地建立激勵機制下反直覺的熱點覆蓋,來打通網絡、打破信息孤島,這一點值得深思。

公司製 vs DAO

Helium 除了公司本身,還有一個 DeWi foundation 去中心化無線網絡聯盟,是 Helium 基金會,一個 DAO 的存在。

DeWi 推動了 Helium 公司對網絡的治理綱領和發展方向探索,如 HIP 的推進。HIP 的全稱是 Helium Improvement Protocol,是 Helium 5 萬社區成員會不定期在 Github 上發布的一些網絡提升的建議。舉個例子,5G 的推出就是 FreedomFi 的 CEO 提議的一個 HIP 方案,在社區被廣泛認可之後才落地的。

至於 Helium Inc 公司本身,更多是運營和執行的角色,主要工作包括代碼管理、HIP 的實施、區塊鏈重要基礎設施的開發和維護等等。兩者之間的協作可謂非常清晰。

當然,Helium 整個團隊都散發著 Web 3 的光芒。讓我印像很深刻的是,當被問及將來 Helium 的 Roadmap 的時候,COO Frank Mong 戲謔地說道,” 要靠你們出謀劃策呀,你們都是這架飛機上的乘客,我們不過是確保飛機平穩運行罷了。“ We’re just keeping the plane flying,真是非常 DAO 的精神啊。

Helium Inc 和 DeWi 的這組關係,是在 Web 2 的公司中生髮出去中心化組織的好例子,可能成為 DAO 歷史上的一個案例研究。

一個全球同一網絡協議的未來

美國證交所主席 Gary Gensler 在去年中曾表示,很多加密貨幣其實是一種證券,需要服從證交所的監管。當然政策壓力影響的是整個加密世界的β,但足以警戒的是,區塊鏈不是法外之地,政權對其發展還是有相當的影響力,政權之間的動態博弈也影響著 Helium 這種立足全球網絡覆蓋的巨大格局。

我們看到了列支敦士登將在未來實現全國范圍內的 Helium 網絡覆蓋的新聞。其他國家的傳統通信公司(尤其是國有化的那些)以及政府的應對措施會是什麼樣的?

Helium 的終局是希望能有一個全球同一網絡協議的未來,Helium 的原生代幣 HNT 和 Data Credit 會成為數據傳輸的默認通用貨幣。在這條路上有多方勢力的搶奪,不同底層協議的互操作性、網絡運營商和 Helium 的合作架構,國家區域間的管理方法等,都還沒有可藉鑑的經驗。Helium 的故事很激動人心,但也道阻且長。

Web3Caff 編輯部注:以上數據和信息參考時間為:2022/01/25

Reference

https://www.youtube.com/watch?v=dOFWZZ58UYs;

https://www.youtube.com/watch?v=Vx9YyS7-d3g

https://www.youtube.com/watch?v=n1FUV4YsXcc

https://www.youtube.com/watch?v=Y7CCtnLs2VE

https://www.youtube.com/watch?v=npf_rbwqnVU

https://www.youtube.com/watch?v=3s2mDSZEFnA

https://www.youtube.com/watch?v=ETObssOnoOA

https://www.youtube.com/watch?v=HnYo4OwyEAY

https://www.youtube.com/watch?v=G1gWld-5IkQ

https://www.youtube.com/watch?v=_TIOK0xlf7c

https://www.youtube.com/watch?v=j7vSKfvPoUk

https://www.youtube.com/watch?v=6xLLh4yNsYQ

https://www.youtube.com/watch?v=XmvNtGi2pUU

https://www.youtube.com/watch?v=kE_Hz3w88-8

https://www.xiaoyuzhoufm.com/episode/6118be17629a774bd842e69b?s=eyJ1IjogIjVlOGMxYmNjZTAzNmM0MzE3OTU1ZjZjMSJ9

https://internetofbusiness.com/helium-ceo-plans-open-affordable-iot-network/

https://joemorrison.substack.com/p/the-wireless-network-that-will-connect

https://wublock.substack.com/p/introduction-to-helium-operation

https://www.coinspeaker.com/andreessen-horowitz-heliums-hnt/

https://a16z.com/2021/08/10/investing-in-helium/

https://multicoin.capital/2021/03/17/the-helium-flywheel/

https://blog.helium.com/the-people-v-amazon-fc7adff28e3c

https://xw.qq.com/cmsid/20210822A075V900?f=newdc

Helium 白皮書、Documentation

Helium 資訊(官方微信公眾號)

Helium Discord, Reddit 社區

免責聲明:作為區塊鏈信息平台,本站所發布文章僅代表作者及嘉賓個人觀點,與 Web3Caff 立場無關。文章內的信息僅供參考,均不構成任何投資建議及要約,並請您遵守所在國家或地區的相關法律法規。