Helium:如果關掉互聯網，區塊鏈如何生存？_LIU

來源：鏈聞

撰文：潘致雄

區塊鏈技術，特別是以比特幣為首的密碼貨幣，有一個核心特點就是「去中心化」，這可以避免單一節點故障帶來的問題。

不過，基本上現在所有比特幣網絡中的交易信息和賬本數據都是通過「互聯網Internet」進行傳輸，這就是說，要經過互聯網服務提供商，也就意味著，?ISP是可以阻止或監控用戶訪問的某些網站和服務。一個類似的例子是，比如在美國，使用點對點下載工具BitTorrent下載某些盜版資源，有可能會收到來自ISP和版權方的警告信。

已經有些團隊在進行各種嘗試改變這一現狀。比如，比特幣技術開發公司?Blockstream?在嘗試通過衛星將比特幣區塊數據同步至太空，這樣，用戶可以在衛星覆蓋區域使用信號接收器接入比特幣網絡，哪怕自家的網線斷了。此外，「智能合約之父」NickSzabo?與他的同事?ElaineOu早在2017年就提出過利用無線電通訊進行比特幣轉賬的方案，后來硬件錢包開發商?CoinKite的聯合創始人RodolfoNovak和?OpenBazaar?聯合創始人SamPatterson成功使用無線電通訊完成比特幣轉賬。

2019年2月份，RodolfoNovak和?SamPatterson宣布使用無線電通訊完成比特幣轉賬

RodolfoNovak還使用無線電通訊完成了比特幣閃電網絡的轉賬——使用無線電傳輸不僅可以避開ISP這種中心化的服務，而且還可能比通過光纖或者寬帶傳輸更快，接近光速。

此外，還有有一些項目，在試圖搭建可以獨立于互聯網、在物理環境中實現「點對點網絡」或更高級的「網狀網絡Mesh」技術，解決一些特定場景下的特定網絡傳輸問題。這類產品在無形中與區塊鏈的「去中心化」理念有所協同，并共同演進。

本文希望介紹其中的三個標志性項目：OpenGarden、goTenna?和?Helium，以及蘋果公司在這方面的實際應用。

這是一個值得關注的技術方向。「智能合約之父」NickSzabo?曾經對Blockstream的衛星項目評論到：「我希望這將會是一個趨勢：區塊鏈這種全球化的技術終于可以使用真正的無線電廣播傳輸，而不是利用互聯網傳輸，這樣才會繞開互聯網這個瓶頸。」

從某種視角來看，當一個分布式網絡實現了繞開互聯網也能生存，才算真正實現了去中心化。

OpenGarden和FireChat

OpenGarden項目起始于2011年的加州，其業務和產品線的重點發生過多次的調整。OpenGarden試圖通過手機等設備的藍牙和Wi-Fi，建立物理環境中的點對點網絡。

一個典型的應用案例是，在一個公司的辦公室，當每個人的設備都運行?OpenGarden?軟件時，那么每一臺設備都會通過藍牙或Wi-Fi的方式互相連接或者中繼連接，即設備A通過設備B連接至設備C，所以這也可以稱為「網狀網絡」。如果接入這個網狀網絡的設備之中，有的設備無法接入互聯網，而有的設備可以接入互聯網，那這個物理網狀網絡就可以把接入互聯網的能力進行共享：手機藍牙通過幾臺設備跳轉后連接至PC，從而獲得了互聯網訪問能力。

Mark Cuban：如果美SEC采用日本的加密貨幣監管方法可能會從FTX手中拯救美國客戶:金色財經報道，馬克·庫班 (Mark Cuban) 認為，如果美國證券交易委員會采用日本的加密貨幣監管方法，美國證券交易委員會 (SEC) 可能會從FTX手中拯救美國客戶。

約翰·里德·斯塔克 (John Reed Stark) 早些時候表示，加密貨幣和穩定幣（包括央行數字貨幣）解決不了任何問題，而且加密行業的運作不受監管監督、消費者保護和審計等。[2023/7/5 22:18:42]

這可能會帶來一個問題，用戶不一定有意愿共享其互聯網接入的能力。所以OpenGarden也在今年4月正式上線了有區塊鏈特色的代幣激勵機制，共享互聯網接入能力的節點可以賺取由節點定價的「OG」代幣，而使用節點流量數據的設備需要付出對應的「OG」代幣。

目前可以賺取OG代幣的節點需要使用OpenGarden的專用Wi-Fi共享設備，售價30美元。

有意思的是，代幣OG是通過「恒星協議Stellar」發行的，而且現在也只在恒星的去中心化交易所中可以交易。OG還沒有被任何行情網站收錄，對于一個超過8年的項目來說，算是相當冷門和低調了。

FireChat?是OpenGarden發布的專門用來在「無互聯網」狀態下的聊天工具。其底層技術類似于OpenGarden，通過藍牙和Wi-Fi建立物理環境中的網狀網絡，用來完成「聊天」這個特殊的功能。

舉個例子，假設某地發生了自然災害，導致所有網絡連接被切斷，這時候是沒法用微信或者任何中心化服務的，雖然還可以使用衛星電話接入網絡，但其成本不是普通用戶可以負擔的。如果這時候每個人都安裝了FireChat并運行起來，每個設備都是一個收發數據的節點，每個參與者都可以無形之中增加整個Mesh網絡的覆蓋度和健壯性，最終達成無網環境中的聊天。

在FireChat官網的介紹中，還提到了一些特定的適用場景，比如說網絡封鎖、人群擁擠的音樂節、人群密集的場所等，都是該應用理想的使用場景。

在2014年的一篇媒體報道中提到，由于伊拉克有著大規模的網絡封鎖和監控，伊拉克的用戶開始尋找通訊工具的替代品。由于FireChat不需要互聯網連接的特性，獲得了很多的用戶。該文章還提到了當時的FireChat的加密和安全措施并不完善，所以可能會有安全隱患。不過現在的FireChat已經包含了端到端加密的特性。

OpenGarden和FireChat基本資料，潘致雄整理

goTenna、txTenna和Lot49

總部位于紐約的goTenna創立于2012年，共發布過兩代的消費級產品：

goTenna

和?

goTennaMesh

Circle：如果儲備金短缺，將使用公司資源不排除使用外部資本以彌補不足:金色財經報道，USDC 發行商 Circle 發文回應 USDC 脫錨表示，如果硅谷銀行的 33 億美元儲備金不能 100% 返還，Circle 將使用公司資源，不排除涉及使用外部資本，來彌補任何短缺。[2023/3/12 12:57:57]

?(第二代)，同時還有專業化的產品線goTennaPro系列。相比OpenGarden所采用的藍牙和Wi-Fi的解決方案，goTenna則更激進一些，因為還需要購買硬件設備才可以組建Mesh網絡。其硬件產品一組兩個，售價179美元，至今已銷售超過10萬臺設備。

為了提高Mesh網絡的傳輸距離，goTenna采用自己的無線傳輸方案，空曠地區的傳輸距離可以超過6公里，城市內也能達到1公里左右。手機通過藍牙和goTenna連接后，goTenna可以讓使用其組建Mesh網絡中的用戶，在沒有互聯網的情況下發送1對1消息、群組消息或共享地理位置。

goTenna的產品定位和OpenGarden很不一樣，更適合傳輸距離更大的場景中，官方提到的場景包括戶外旅游、國際旅行、緊急情況下的通訊、音樂節或嘉年華等人群擁擠的地方。

txTenna?是goTennaMesh的一個特殊使用場景：在無網絡情況下廣播比特幣轉賬數據。這套完整的解決方案包含了四方：用戶、txTenna?(和goTennaMesh)、SamouraiWallet和Blockstream衛星。

假設某位用戶附近沒有Wi-Fi和移動信號，無法訪問互聯網，而用戶的需求是將自己比特幣轉賬請求數據發送至比特幣網絡，該用戶可以進行如下操作：

需要先使用武士錢包?(SamouraiWallet)?發起轉賬申請；武士錢包是一款安卓平臺上注重隱私特性的開源比特幣錢包，goTenna曾表示，未來會支持更多錢包。

用戶使用武士錢包簽名比特幣轉賬數據，并發送給txTennaApp。

txTenna將武士錢包已簽名的比特幣轉賬請求的數據，通過藍牙發送給goTennaMesh。

goTennaMesh將該筆數據廣播至由goTennaMesh組成的Mesh網絡中的其他設備，只要有一臺設備中的txTenna有互聯網接入能力，則該筆轉賬數據就能廣播至比特幣網絡。電腦也可以通過goTennaMesh接入網狀網絡，然后通過txTenna-python腳本將轉賬數據同步至比特幣網絡。目前還該方案中有個限制，必須要發起轉賬申請的節點需要在3個跳轉之內將數據發送至聯網節點。

Blockstream衛星是一個可選的部分。如果在這個Mesh網絡中有節點和衛星數據接收器連接，那該Mesh網絡也就可以在斷網狀態下獲得全量比特幣區塊數據。因為接收BlockStream衛星信號的接收器可以將Blockstream衛星上的比特幣全節點全部下載至本地，其實這本身就是一個互聯網斷網的狀態下也能獲得全量比特幣數據的解決方案。

聲音 | BM: 如果要做另一個分發 會選擇 Bancor:據 IMEOS 報道，BM 在電報群表示，如果要做另一個分發，會像內存那樣選擇 Bancor，并且分享了他所想象的 Bancor 市場：交易費用進入一個池子，如果交易量下降得太低，則市場的某一方贏得獎池。據群組成員透露，目前有一個名為 Bancor3d 的游戲正在如此運行著。[2018/10/9]

最近goTenna發布了名為「

Lot49」協議的白皮書，該協議創新性的將比特幣的閃電網絡的小額支付功能，作為搭建物理Mesh網絡的激勵體系，創建一個可以脫離ISP的真正去中心化并健壯的通訊網絡。

像goTennaMesh這類的網狀網絡，有一個比較大的問題，是如何激勵節點能保持打開狀態。節點保持打開狀態可以增進網絡覆蓋度和健壯性。Lot49把比特幣閃電網絡的小額支付功能增加到Mesh網絡中，作為「接力節點RelayNodes」在幫助傳輸數據時就可以獲得相應的激勵。由于占用較少的帶寬，所以加入支付功能也不會對整個Mesh網絡造成影響。

在搭建了Mesh網絡后，這些接力節點就可以替用戶將數據接力多次后發送到目標用戶。不過，由于目前goTennaMesh網絡的吞吐量和硬件性能，所以主要的使用場景只有發送消息數據這類低帶寬的數據。

由于該協議的實現，需要基于比特幣主網部署「施諾爾簽名Schnorrsignature」和BIP-118提案，所以該協議還處于早期階段。

goTenna和txTenna基本資料，潘致雄整理

Helium

Helium是一個最近火熱的項目，在6月獲得了來自Multicoin和聯合廣場風投總共1500萬美元的融資。Multicoin?稱Helium項目是他們目前為止最大規模的一次私人投資，而且預計將在未來幾年持續投資于這一生態系統。

Helium網絡的增長速度極快。Helium團隊三個月前正式發布網絡，目前已經涵蓋了美國50個州中的45個，涵蓋城市數量超過400個，網絡覆蓋的面積達10萬平方英里。

其創始人之一ShawnFanning本身已經足夠值得關注。這名80后企業家、程序員、天使投資人，在1999年的時候就已經做出了一款被寫入互聯網史和音樂史的產品：

Napster，它與「電驢eDonkey2000」被稱為第一代的點對點網絡，而且在那個年代都能獲得近8000萬的注冊用戶——請記住，當時全球接入互聯網的用戶也就3億多。

ShawnFanning，Helium創始人之一

Napster的功能是分享盜版的MP3音樂，而因此帶來了許多的版權問題。由于當時的點對點網絡還是需要中心化服務器的，所以也就導致了在2001年7月被法院強制關閉。雖然后來Napster被收購以及保留了品牌，但也沒能再續輝煌。

聲音 | 馬云：區塊鏈等技術如果不能和制造業、服務業相結合將毫無意義:據澎湃新聞消息，在今日2018世界人工智能大會上，馬云稱，數據時代也是供給側改革經濟轉型的重大機遇，AI技術、區塊鏈技術、IoT技術，這些技術再先進，如果不能和制造業、服務業相結合，不能推進轉型升級，不能推動社會更加綠色、更加持續發展、更加普惠的方向變革，不能讓我們的生活更加健康、更加快樂，這樣的技術毫無意義。[2018/9/17]

之后ShawnFanning也有過幾次的創業，包括曾經大紅大紫過的私密好友社交??Path?，但最終也于2018年停止服務。

其實早在2013年，ShawnFanning就與其他兩人共同創立了Helium，那個時候區塊鏈這個詞才剛剛誕生，所以這個項目和區塊鏈還沒啥關系。

一開始Helium嘗試做的是物聯網領域，提供各種傳感器技術甚至是醫療機構的解決方案，在經過轉型后，到了2018年下半年才給這個物聯網平臺加上了區塊鏈和挖礦概念，也就是現在Helium的產品。

用一句話來說，Helium是個通過專有硬件設備驅動的區塊鏈，用以提供物聯網設備聯網的點對點網絡。

Helium?試圖通過區塊鏈網絡作為激勵層和去中心化的基礎設施，搭建一個物聯網的網絡。所以該項目的主打場景以物聯網為主，包括：森林火災檢測、寵物位置跟蹤、自行車防盜、農業等。之前科技媒體TechCrunch還報道過Helium將與Lime?合作，共同測試并試圖解決單車和滑板被盜的問題。

其實在物聯網領域，目前常用的通訊協議有ZigBee、藍牙或者Wi-Fi，而它們的問題是傳輸距離比較有限，每家每戶可能都需要一個專用收發設備。所以?Helium采用的是專有的硬件和專有的無線傳輸協議以解決信號覆蓋的問題，這臺專用的硬件由Helium生產，取名為?Hotspot。

Hotspot

其實可以把Hotspot理解成是一臺?Helium??網絡的礦機，但是這臺礦機不是消耗算力資源挖礦。物聯網設備可以通過Hotspot接入互聯網，也正因為Hotspot提供了這種無線傳輸的區域覆蓋能力，所以通過挖礦的這種形式給Hotspot持有者代幣激勵。

在無線傳輸協議上，為了提高單設備的覆蓋范圍，Hotspot采用的無線傳輸協議不是Wi-Fi，而是?LongFi，這是一個在低于1GHz頻段運行的開源協議，是普通Wi-Fi傳輸距離的200倍，而且是低頻頻帶，意味著這些無線電波能夠輕易穿過混凝土墻和地板，同時所需要的電量是蜂窩調制解調器的千分之一。

一臺Hotspot就可以達到數平方公里的覆蓋度，也就是說，只要50到150臺就可以覆蓋整個城市。Hotspot的功耗也很低，平均運行功率12瓦，也就是普通LED燈泡的功耗，每天不到0.3度電。

CFTC主席 Giancarlo：如果委內瑞拉petro專門用來試圖欺騙美國消費者 將毫不猶豫采取行動:今日在美國參議院加密貨幣監管主題聽證會上，討論涉及了委內瑞拉的馬杜羅總統最近宣稱該國將創造一個以以太坊為基礎的加密貨幣petro。新澤西州參議員鮑勃·梅嫩德斯（Bob Menendez）詢問美國商品期貨交易委員會及美國證券交易委員會這兩個機構是否會在阻止該加密貨幣以避免美國受金融制裁，他還強調了俄羅斯政府正在考慮類似的舉措。CFTC主席 Giancarlo表示：“我們的管轄權在這個領域是非常有限的，但如果有加密貨幣專門用來試圖欺騙美國消費者，CFTC將毫不猶豫地采取行動。”[2018/2/7]

Helium區塊鏈

在Hotspot背后的，就是Helium區塊鏈了，所以也會有代幣和共識機制等。

Helium采用了雙代幣機制，一個叫做?Helium，目的是獎勵Hoptspot提供了區塊驗證和無線網絡覆蓋。另一個叫做?DataCredits，所有在網絡中傳輸數據或者區塊轉賬手續費都是用這個代幣支付的，而且這個代幣是通過轉換Helium生成的，不可以交易，且綁定在單個用戶上。Helium區塊鏈沒有預挖，每月釋放約5萬個Helium代幣，按比例分配給Helium官方和投資者、Hotspot基礎設施和數據傳輸。

在共識和挖礦機制中，也采用了比較復雜的混合方案，每年也會按照線性的方式調整分配比例。其初始分配方式為：

「挑戰者」，可分配1%的代幣，網絡會挑選隨機的Hotspot節點驗證覆蓋度；

「覆蓋度證明」，可分配19%的代幣，當每臺Hotspot驗證相鄰Hotspot覆蓋度的時候，而且取決于直接參與PoC的頻率；

「見證人」，可分配9%的代幣，成為見證人節點后，需要監控和匯報PoC的情況，所以可以獲得代幣獎勵；

「數據傳輸」，可分配30%的代幣，根據節點傳輸數據的數量分配；

「共識小組」，可分配6%的代幣，所有節點都會根據PoC的情況評分后選舉出最高分的節點作為共識小組成員，該小組成員會替整個Helium區塊鏈驗證交易數據并打包成區塊后分發。

總體而言，其經濟模型是，

Hotspot?硬件負責連接物聯網設備，實現LongFi傳輸協議，實現低能耗低帶寬高覆蓋的網絡；

Helium?區塊鏈負責激勵和數據層的實現，通過合適的經濟模型和共識機制增加網絡節點的數量和可靠性，這兩者的結合就是Helium對于物聯網生態的布局方式。

MulticoinCapital認為，雖然Helium網絡始于LongFi，但這樣的部署也可以作為Helium在其他無線網絡類型的發展藍圖，使得Helium網絡能夠通過LongFi在物聯網領域產生與大型電信網絡運營商進行不對稱競爭的優勢，也將推動Helium網絡進軍更高一級的市場，在更高帶寬的產品上進行競爭。

Helium和Hotspot基本資料，潘致雄整理

最近Helium項目還發布了開發者套件SDK的測試版，闡述了LongFi協議的信息，SDK開源并托管在GitHub上，提供了開發者文檔和示例代碼，以及告訴用戶如何搭建自己的Hotspot設備等。

蘋果的「FindMy」會是分布式網絡的前哨嗎？

作為擁有最多移動設備用戶的廠商之一，蘋果其實已經有能力建立一個脫離于互聯網的分布式網絡了，比如FireChat就是利用iPhone的Wi-Fi和藍牙建立的網狀網絡。早在2013年的iOS7時代，蘋果就提供了名為?

MultipeerConnectivity?的框架，給開發者提供創建點對點網絡的能力，基于這個點對點協議的基礎設施，開發者就可以構建出分布式的網狀網絡，實現一些實際的應用場景。

在今年6月的蘋果全球開發者大會

中，蘋果還整合并發布了一個新的服務，嘗試將物理環境中的藍牙網絡利用在了防盜領域。雖然現在這個服務還不能算是分布式網絡，但可能在之后的發展中會成為一種特殊形式的分布式網絡。

其實很早之前，蘋果就已經提供了手機被盜后的數據安全解決方案「查找我的iPhone」。當用戶手機被盜之后，用戶可以登錄iCloud服務，然后鎖定iPhone，抹除數據甚至是追蹤位置，只要這臺手機再次聯網就行。而且偷盜者無法通過任何軟件手段將手機恢復出廠設置，除非獲得iCloud賬戶和密碼才行，所以也催生了手機被盜后用戶經常會收到釣魚短信和郵件可能會被盜取密碼的事件。同時蘋果還有個「查找朋友」的服務，提供類似于一群朋友在外旅游需要互相分享地理位置這樣的場景，或者是家庭成員互相長期共享地理位置的場景。

其實上述這兩個服務的技術都是基于移動網絡、Wi-Fi和GPS等定位技術整合實現的。而今年，蘋果不僅將「查找我的iPhone」和「查找朋友」這兩個服務進行了合并，而且還加入了第三方藍牙作為「接力」，提供一個更完整的地理位置服務，并簡化名稱為「FindMy」。

具體如何實現的呢？以MacBook筆記本設備為例，假設電腦被盜或者遺失了。就算這臺電腦是關機的狀態下，還會定期發出加密的藍牙信號，而且藍牙信號數據是極度省電的，所以可以持續很久。任何一臺iPhone都會成為中繼設備，當附近只要有一臺iPhone掃描到這個加密信號后，就會把這個包含地理位置的加密數據包上傳至蘋果服務器。蘋果也沒辦法解密這個數據包的，只有丟失者才有解開這個數據包的密鑰，然后就能獲得這個具體的地理位置了。

這其中如何做到安全和隱私的技術細節Wired在這篇文章有解釋過：https://www.wired.com/story/apple-find-my-cryptography-bluetooth/。

當然，這個服務可以理解為只是一種基于藍牙和地理位置的應用場景，但是以蘋果近10億活躍iPhone用戶數量來說，該服務可能只是一次簡單的嘗試。試想一下，現在僅支持一臺其他設備接力藍牙信號，之后的發展方向可能是會支持多臺設備拾獲藍牙信號三角定位，或者多臺iPhone之間使用藍牙互相連接提供更準確的地理位置等等，畢竟iPhone設備在真實環境中的密度是遠遠超過goTenna的，而且蘋果很早就準備好了無線點對點網絡的基礎設施，所以這類的場景其實都是可以通過蘋果統一而封閉的系統實現的。

巧合的是，蘋果也曾經設想過通過iPhone實現goTenna這類產品的場景，這是近期才被美國媒體?TheInformation?公開的。

蘋果內部有過一個代號為?OGRS?的項目，該項目會采用Intel的芯片，試圖發送與接收900MHz的無線電波，讓手機在無蜂窩網絡覆蓋的場景中也可以通過無線電波與其它地理位置相近手機進行通訊。該報道稱該功能的研發目前已停止，但還是有可能會出現在未來的iPhone手機上。

而在9月發布的iPhone11系列中搭載的超寬頻UWB和U1芯片可能是該技術的延續，通過該技術，可以實現室內的定位與位置感知，但蘋果現階段還未提供更多的細節，也許是AR/VR相關的技術儲備，也可能是一種可以廣泛使用的通訊協議。

所以，如果有一天iPhone可以組成類似于Helium和goTenna那樣的分布式網絡，也沒什么好驚訝的。

看向未來

除以上的介紹之外，還有幾個比較有意思的網狀網絡項目值得關注：

一個是非盈利項目?NYCMesh，嘗試在紐約市建立一個無線網狀網絡，提供更廉價的互聯網服務，Mozilla也捐助過該項目；

第二個是?RightMesh，該項目已經開發了5年時間，雖然愿景遠大，希望為尚未接入互聯網的用戶提供網絡服務，但還是被用戶質疑進度緩慢，甚至他們的技術開發也遭遇了重構和改組；

還有一個是?LochaMesh?項目，這是一個來自于委內瑞拉的開源項目，允許用戶的隱私信息和支付功能在沒有互聯網連接的狀態下也可以發送和進行，目前已經開發了兩個硬件原型，用戶組建出網狀網絡后，可以將互聯網接入能力進行共享。

這些項目大多都支持了藍牙協議，因為藍牙作為一種通用無線協議，覆蓋的用戶數可能會更驚人，而早在2017年的時候，藍牙聯盟就發布了MeshNetwork技術的網絡規范，可以將低功耗藍牙技術應用到網狀網絡中，比如工業物聯網領域。藍牙聯盟早就預見到了物聯網可能會是一個巨大的趨勢，Helium則更早的看到了這種趨勢，所以在2013年的時候就創業嘗試，但最終還是因為定位和時機的原因沒有成功。之后Helium在2018年卷土重來的時候，應該是學習到了區塊鏈技術對于分布式網絡的重要性，不僅可以以去中心化的形式進行價值轉移，還可以植入合適的經濟模型促進整個生態的發展。

除了Helium之外，goTenna和OpenGarden也在項目進行的數年之后再加入了區塊鏈相關的技術和激勵機制，嘗試建立一個在物理環境中可以去中心化的網絡傳輸基礎設施。

OpenGarden、goTenna和?Helium基本資料對比，潘致雄整理

這可能是因為區塊鏈概念可以幫助項目營銷和融資，也可能真的是因為區塊鏈才是分布式網絡、網狀網絡、去中心化網絡、物聯網技術可以最終落地實現的最好伙伴。

參考

關于蘋果：

iPhone各年銷量：

伊拉克案例：

全球接入網絡用戶數量：

goTenna設備銷量：[https://www.coindesk.com/gotenna-bitcoin-wallet-mesh-network

Lot49白皮書：

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