Helium как настроить сеть

Интернет вещей по-русски. Майнинг радио-эфира, подход Helium

После прочтения моей последней статьи, где была фраза про майнинг радио-эфира, народ забросал меня вопросами. Причем тут майнинг? И где тут деньги? Намекали, что меня надо в дурдом. Это может быть и так, но вот есть парни — helium.com, над которыми мало кто осмелится смеяться.

Удивительно мало упоминаний об этих парнях можно найти в русском интернете. Это при том, что они готовят революцию не только в индустрии Интернета Вещей, а и в связи вообще. Тут в остатках мозга всплывает фраза Левши, что «англичане ружья кирпичом не чистят».

Вот их сайт, вот их меморандум с изложением всего на английском. Я не очень разбираюсь в криптовалютах. Поэтому мне и захотелось ввернуть эту тему и послушать умных людей. Авось и до меня что-то дойдет.

Как я понимаю, Helium хотят построить децентрализованную сеть радио-доступа. Сейчас сети строят операторы, они же диктуют цены. Helium хотят, чтобы каждый мог установить у себя точку доступа и продавать услугу приема и передачи сообщений напрямую потребителю. Ну или почти напрямую, через них, ведь им тоже надо как-то зарабатывать.

Их девиз на главной странице гласит: долой опсосов, даешь народный телеком! В лирическом отступлении они, бросая камень в огород обычных майнеров, говорят о греховной практике, когда энергия тратится только ради денег. В противоположность этому, они предлагают праведно майнить радио-эфир с целями обеспечить снижение стоимости услуг связи, что есть полезно для человечества.

Чтобы достичь полной, настоящей децентрализации сети, они придумали две концепции: proof of coverage (доказательство покрытия) и proof of location (доказательство местоположения). Описание получения этих доказательств занимает значительную часть их меморандума. Я, к сожалению, не имею способности подробно изучить математику этих доказательств. Я вынужден поверить авторам и сосредоточиться на смысле концепции в части радио-доступа.

Helium предлагают свой способ радио-доступа и на первом этапе даже свои железяки для этого способа. Они обещают в дальнейшем полный опенсорс. На сетевую часть системы он уже есть — https://github.com/helium. Создание своего способа радио-доступа, видимо, обусловлено необходимостью защищенного выполнения процедур доказательств покрытия и местоположения. На данный момент никакого описания радио-доступа нет, хотя по используемым микросхемам можно понять, что он будет похож на UNB.

Особо описывается противодействие атакам на систему. Это естественно, когда речь идет о деньгах, система должна быть защищенной.

Ну и естественно есть блокчейн, в котором все события сети сохраняются на века.

Где же здесь деньги? Владельцы оконечных устройств или обслуживающие их организации платят за доставку сообщений и за позиционирование, владельцы точек доступа получают за токены (каюсь, я не понял этот момент, объясните, за что?!) и за доставку сообщений через их точки доступа и за позиционирование оконечных устройств с их использованием. Владельцы точек доступа и оконечных устройств могут даже торговаться за цену, так как сообщение может быть доставлено через разные точки доступа. Этот микро-аукцион, как я понимаю, как раз и призван снизить цену доставки сообщений и подвинуть сотовых операторов с рынка Интернета Вещей.

Надеюсь, что разбудил интерес читателей к теме. Надеюсь на живую дискуссию. Тема, конечно, требует более глубокого рассмотрения, но давайте начнем с малого.

Несмотря на то, что концепция кажется безупречной, мне самому она не очень нравится в плане радио-доступа. Пока не опубликована информация о протоколе, но мне кажется, что накладные расходы на доказательства будут изрядными. Видимо ребята больше из мира криптографии, чем из мира радио.

Как сказал один неоднозначный человек: мы пойдем другим путем!

Это предыдущая статья на тему майнинга радио-эфира. Там все про радио.

Источник

Helium для владельцев.

Вы только узнали о Helium и рассматриваете возможность приобрести Hotspot? Отлично.

Вот список часто задаваемых вопросов и полезная информация о People’s Network.

Что такое IoT-устройство?

Какие типы данных будут отправляться через мой Hotspot?

IoT расшифровывается как Internet of Things (Интернет вещей). А термин «IoT-устройство» обычно используется для обозначения нового класса подключенных устройств, которые отправляют небольшие данные (сотни байтов) на большие расстояния (километры) и которые могут нуждаться в увеличенном сроке службы батареи (много месяцев или даже лет).

Итак, IoT-устройства — это, например, трекеры для домашних животных, датчики температуры, детекторы движения, которые являются частью систем безопасности, умные термостаты, электровелосипеды, скутеры и многое другое. Эти устройства, как правило, отправляют небольшие объемы зашифрованных данных каждые несколько минут. А когда они будут делать это на Helium Network в зоне действия вашего Hotspot, вы сможете обеспечивать их беспроводным покрытием. И это прекрасно.

Сколько электроэнергии потребляет Hotspot?

Каковы эксплуатационные расходы?

Затраты на электроэнергию практически равны нулю. Hotspot потребляет небольшое количество энергии, максимум около 5 Вт, что меньше, чем у обычной светодиодной лампы. Например, в Сан-Франциско ежедневные эксплуатационные расходы составляют менее 0,05 $. Общая стоимость электроэнергии для работы Hostpot в США в течение года составляет около 5 $, что примерно равно стоимости чашки кофе в Starbucks.

Зачем Hotspot нужна моя сеть Wi-Fi?

Будет ли Hotspot влиять на качество моего Интернета и пропускную способность?

Нет. Hotspot использует очень мало данных, это значение близко к нулю по сравнению с другими принадлежащими вам устройствами, которые потребляют сотни ГБ в месяц.

Hotspot использует данные для:

• поддержания процесса отслеживания глобальной сети Helium Network
• отправки и получения пакетов данных для датчиков, находящихся в зоне действия и использующих вашу часть Helium Network

В обоих случаях общий объем использования данных чрезвычайно мал и никогда не повлияет на качество вашей сети.

Сколько времени занимает развертывание Hotspot?

Hotspots обычно развертываются за 10 минут или меньше.

“Hosting a Hotspot is great. It took all of 15 minutes to deploy and at this point I have almost forgotten it’s even in my apartment. But it feels good to be building out the Helium Network and earning HNT in the process is an awesome bonus.”

Don — Hotspot Host in Boston

Как обеспечивается безопасность?

Могу ли я разрешать случайному устройству доступ к домашней сети?

Это самый популярный вопрос. И не напрасно.

Безопасность сетей — наш главный приоритет. См. статью Обзор сетевой безопасности , чтобы узнать, как мы обеспечиваем безопасность Helium Network.

Кто еще работает с Hotspots?

Кто-нибудь еще этим занимается?

Несомненно. Разворачивая Hostpot, вы присоединяетесь к тысячам людей в Соединенных Штатах, которые активно участвуют в создании Helium Network.

Как мне поддерживать работу Hotspot после развертывания?

Вам не придется ничего делать. Мы не шутим.

После настройки и добавления в Helium Network, Hotspot не потребуется техническое обслуживание.

Что такое HNT?

Почему стоит так зарабатывать?

Helium Token (HNT) — это способ, с помощью которого владельцы Hotspot получают компенсацию за построение сети. HNT — это новая криптовалюта, разработанная специально для удовлетворения потребностей экосистемы Helium Network.

HNT – это ваша награда за то, что вы являетесь активным и ценным участником Helium Network. Вскоре операторам устройств и датчиков на Helium Network потребуется HNT для передачи данных по сети. И когда это произойдет, у вас будет возможность снабжать их этими токенами.

Источник

Проект Helium (HNT) – интеграция блокчейн-технологий в сферу телекоммуникаций

Helium – это P2P-децентрализованная глобальная беспроводная сеть, нацеленная на сегмент интернета вещей, использующая собственные протокол, блокчейн и криптовалюту Гелий (HNT).

При развертывании достаточного количества устройств Helium Network в городской агломерации может обеспечиваться повсеместный высокоскоростной беспроводный доступ к интернету с качеством, присущим WiFi-покрытию.

Основными устройствами, для которых востребовано применение сети Helium являются счетчики потребления ресурсов (воды, газа, электричества и другие), инфраструктура устройств мониторинга работы электросетей, транспорта, контроля состояния емкостей с опасными веществами, паркоматы, уличное освещение, сигнализации всех видов, средства автоматизации и много других.

Согласно задумке разработчиков, работа сети Helium должна поддерживаться на децентрализованной основе благодаря тому, что любой желающий может содержать точки доступа (Hotspot) к интернету по радиоканалу, получая за это вознаграждение в криптовалюте HNT (Helium Network Token).

Эта концепция подтвердила свою реалистичность на практике. Благодаря простоте работы с точками доступа, подкрепленной выгодной системой поощрения их владельцев, сеть Гелиум стремительно развивается и получила статус народной (The People’s Network).

Кто развивает сеть Helium?

Развитием Helium Network занимается американская компания Helium Systems Inc. (штаб-квартира находится в Сан Франциско), созданная в 2013 году. Ее основателями являются:

• Амир Халим (Amir Haleem) — генеральный директор Helium Inc;

• Шон Фэннинг (Shawn Fanning) — высококлассный программист, создатель сети обмена файлами Napster, а также основатель успешных компаний Snocap, B2B, Rupture, Airtime;

В команду проекта Гелиум также входят эксперты-профессионалы в области радиосвязи, компьютерных и сетевых технологий, разработки и производства микроэлектронных устройств, распределенных систем, пиринговых и блокчейн-технологий. Среди них:

Марк Ниждам (Marc Nijdam) — главный технический директор;

Франк Монг (Frank Mong) — главный операционный директор и другие.

Продвижением проекта также занимается «Децентрализованный Беспроводный Альянс» (Decentralized Wireless Alliance), который управляется президентом Тушаром Жаином (Tushar Jain), со-основателем Multicoin Capital:

Практическое развитие проекта Helium началось с декабря 2014 года, когда основатели Helium Inc собрали 16 млн. долларов от инвесторов в лице Khosla Ventures, FirstMark Capital, Digital Garage и других.

Сначала (2018 год) разработчики Helium запустили в работу тестовую общественную сеть, связывающую IoT-устройства (интернет вещей) под названием Decentralized Machine Network. Цель работы этой сети состоит в предоставлении смарт-устройствам доступа к сети, что позволяет осуществлять контроль и управление их работой со смартфонов и других мобильных девайсов.

Второе (основное) поколение сети «Гелий» и первые точки беспроводного доступа нового поколения появились в июле 2019 года (в США).

В 2021 году для продолжения развития было собрано еще 111 млн. долларов, что, среди прочего, проявилось и в многократном росте капитализации криптовалюты «Гелий».

По состоянию на август 2021 года имеются достаточно большие зоны беспроводного доступа к интернету по Helium-протоколу в густонаселенных районах на западе США, Великобритании, крупных городах стран ЕС, а также странах Юго-Восточной Азии. Развернуто боле сотни тысяч устройств, при этом количество новых пользователей все время растет, что привело к появлению серьезного игрока на рынке беспроводных телекоммуникаций во множестве стран мира.

Работу сети Helium можно отслеживать в онлайн-режиме на одном из обозревателей, например, Helium Explorer:

Согласно Белой книге Helium, A Decentralized Wireless Network (в редакции 2018 года), индустрия интернета вещей имела оборот, оценивающийся в 800 млрд. долларов, учитывая наличие более 8.4 млрд. устройств, подключенных к интернету. В 2021 году этот рынок вырос до примерно 1.4 трлн. USD. Широко распространенные решения по обеспечению доступа к интернету, таки, как сети мобильной связи, WiFi и Bluetooth не справляются со значительной нагрузкой, обусловленной наличием огромного количества интернет-устройств.

Кроме того, доступ к интернету по этим стандартам слишком энергозатратен и очень ограничен территориально. Развертывание сети маломощных точек доступа, использующих современные протоколы радиосвязи, позволяет если не избавиться, то хотя бы значительно уменьшить потребность в услугах громоздкой сети вышек мобильной связи, а также спутникового доступа к интернету.

Сравнение преимуществ традиционных сетей американской мобильной связи с системой Helium:

Пиринговая сеть Helium, использующая блокчейн-технологии, позволяет децентрализовать и значительно оптимизировать работу сетей связи, которые до последнего времени полностью принадлежали телекоммуникационным монополиям. Использование Гелиум позволяет легко увеличить площадь беспроводного покрытия к интернету, увеличить надежность работы сети, значительно уменьшить стоимость услуг, а также снизить общие затраты на поддержание работоспособности инфраструктуры.

Особенности сети Helium

Беспроводная сеть Helium работает благодаря усилиям, прилагаемым с стороны сообщества. Это глобальная компьютерная радиосеть маломощных устройств (относительно) дальнего действия (LoRaWAN, Long Range wide-area networks), идеально подходящая для работы интернета вещей (IoT-устройств) и других целей. Для участия в проекте желающим необходимо иметь специальное устройство, работающее в автоматическом режиме по протоколу LongFi как аналог Wi-Fi роутера.

Беспроводный доступ к сети Гелиум осуществляется через совместимые точки доступа, работу которых поддерживают сами пользователи, поощряемые за такую деятельность с помощью токенов HNT.

Работа проекта Helium основана на использовании шести главных компонентов:

• алгоритм консенсуса, подразумевающий доказательство участия в обеспечении покрытия (Proof-of-Coverage или PoC). Он базируется на периодической проверке работы устройства по предоставлению беспроводного доступа к сети интернет в заявленном месте;
• сеть Helium, использующая блокчейн, протокол WHIP и объединяющая в единую систему, позволяющую производить аутентификацию и идентификацию устройств, обеспечивать криптографическую защиту при передаче данных и вводе ключей доступа и т. д.;
• высокоэффективный консенсус-протокол Helium, обеспечивающий работу сети без использования разрешений (permissionless), с высокой пропускной способностью и защитой от цензуры. В протоколе используется комбинация асинхронного устойчивого к ошибкам BFT-протокола с идентификацией по алгоритму Proof-of-Coverage;
• WHIP — протокол беспроводного доступа к сети с открытым исходным кодом, отвечающий современным стандартам. Он обеспечивает работу устройств с передатчиками малой мощности, собранными с использованием широко доступных электронных элементов, без использования запатентованных технологий. Разработчики Гелиум рекомендуют использование устройств на основе микросхем Microchip ECC508A или им подобных, способных обеспечить работу с ключами NIST P-256 ECC;
• система, обеспечивающая доказательство местоположения (Proof-of-Location). Этот компонент обеспечивает физическую геолокацию устройств, используя протокол WHIP без необходимости в услугах дорогостоящих сетей типа спутникового GPS;
• DWN — децентрализованная беспроводная сеть (decentralized wireless network), обеспечивающая доступ через множество точек доступа (роутеров), которые содержат майнеры.

Упрощенная структура системы HELIUM:

Некоторые особенности сети Helium:

• точки радиодоступа к сети Гелиум используют радиостандарт LoRa и являются гибридом беспроводного шлюза и устройства для майнинга. Шлюзы занимаются ретрансляцией сообщений между конечными устройствами и сервером;
• помехоустойчивый стандарт LoRa, предназначенный для беспроводного подключения к сети маломощных устройств, является разработкой французской компании Cycleo. Он предусматривает использование частот в районе 900 МГц и скорость передачи данных между конечными устройствами и шлюзами в диапазоне от 0,3 до 50 кбит/сек;
• благодаря отсутствию необходимости в периодической синхронизации с сетью IoT-устройств, работающих по стандарту LoRa, значительно сокращается потребление ими энергии. Экономия достигает сотен процентов по сравнению с устройствами, работающими по стандартам Wifi, Bluetooth, GSM и другим;
• сети LoRaWAN используют широкополосный сетевой протокол малой мощности (LPWA) в единицы и десятки миливатт с модуляцией LORA, GFSK, MSK;

Пример сегмента LoRaWAN-сети:

• передача данных в сети Гелий пакетами по 24 байта оплачивается с помощью Data Credits. Их цена привязана к доллару США и составляет $0.00001 за один Data Credit;
• максимальная эмиссия криптовалюты Helium предусмотрена на уровне 223 млн.HNT;

• размер вознаграждения за блок в сети Helium изначально рассчитывался исходя из эмиссии 5M HNT в месяц, или 3,424 HNT в одну эпоху (каждые 30 блоков). Халвинг вознаграждения в блокчейне Helium предусмотрен каждые два года. Первый из них произошел 1 августа 2021 года, в результате размер вознаграждения снижен до 2.5M HNT в месяц — 1.7212 HNT/эпоха;
• на оплату труда майнеров, содержащих точки доступа выделяется изменяющаяся часть вознаграждения из общего числа (Net Emission Cap), генерирующихся при появлении новых блоков. В настоящее время она равна 34.24 HNT (1% от issuance rate).

Соотношение количества монет, добываемых в ходе майнинга в зависимости от общей эмиссии криптовалюты HNT:

Распределение вознаграждения за блоки в сети Гелиум в первые десять лет существования (согласно HIP-20):

Участие в работе по поддержанию работоспособности сети Helium не требует больших инвестиций и энергозатрат. Одна точка доступа при своей работе потребляет около 15-20 ватт электроэнергии:

Благодаря востребованности услуг беспроводного доступа к интернету в густонаселенных районах Земли, сеть Helium демонстрирует очень быстрый рост. Это свидетельствует о доверии пользователей к ее создателям и проявляется в отличных финансовых показателях криптовалюты HNT, стремительно поднимающейся в общем рейтинге.

Какие особенности имеет криптовалюта Helium (HNT)?

С технической точки зрения криптовалюта HNT является токеном, выпущенным на базе блокчейна Helium. Для полноценного использования HNT нужно иметь кошелек — Helium App для мобильных устройств, кошелек Helium Command Line Interface (CLI) или аппаратное устрйоство (Ledger).

Торговать криптовалютой Helium (HNT) можно на следующих биржах:

Токены HNT демонстрируют достойный всяческих похвал рост, особенно заметный с весны 2021 года:

По состоянию на 20.08.2021 криптовалюта Helium торгуется по цене 20-22 USD за один HNT. Минимум цены HNT, равный 11 центам, был зафиксирован 18 апреля 2020 года, максимум (22.54 USD) — 17.08.2021. Рыночная капитализация криптовалюты HNT оценивается на уровне более чем 2 млрд. долларов при находящихся в обращении 94.2 млн. монетам из максимального количества, равного 223 млн. HNT.

Заработать монеты HNT можно с помощью майнинга (содержания точки доступа), стейкинга (валидации), либо торговых операций. Для стейкинга на кошельке пользователя нужно иметь 10 тысяч HNT. Увеличение этой суммы на одном счету не приведет к росту дохода. Если у пользователя нет в наличии такой суммы, но он желает поучаствовать в стейкинге, то можно воспользоваться услугами провайдеров совместного стейкинга. При этом нужно понимать риск, связанный с возможным мошенничеством.

Заработок за стейкинг (около 6% годовых) начисляется на кошелек каждую эпоху (прмиерно каждые 30 блоков). После прекращения стейкинга пользователь не может снова приступить к заработку таким способом на протяжении примерно 5 месяцев (250 тысяч блоков) — это так называемый cooldown-период.

Как майнить криптовалюту Helium (HNT)?

Монеты Helium (HNT) можно добывать с помощью поддержания постоянной работы точки беспроводного лонгфай-доступа к интернету — HNT Mining device. Любой человек, способный запустить WiFi-роутер, может сделать то же самое и с LongFi-оборудованием.

Оборудование для майнинга Helium можно купить на одной многочисленных интернет-площадках. Например, точка доступа BOBCAT MINER 300, продается на сайте shop.bobcatminer в Северной Америке за USDC/ERC20 по цене 915 USD и за 868 евро в Европе:

BOBCAT MINER 300 имеет следующие технические характеристики:

• рабочий диапазон частот — 923/915/868/470MHz ( LoRa Frequency Band);
• частотный план LoRa — AS923/AU915/EU868/CN470;
• способен обеспечить одновременную работу 8 каналов на передачу ( uplink) и одного на прием ( downlink);
• выходная мощность передатчика — 25 dBm;
• укомплектован процессором Quad-core Cortex-A35 CPU, 1 GB DDR3-памяти и 64GB eMMC 5.1 Flash;
• поддерживает стандарт Wi-Fi IEEE 802.11 b/g/n Wireless LAN;
• питание от источника постоянного тока напряжением 12 вольт;
• потребляемая мощность — 5 ватт;
• радиус покрытия — до 10х10 км;
• размеры 141х141х47 мм;
• укомплектован антенной с коэффициентом усиления 4 dbi.

При установке Hotspot следует обеспечить хорошие условия для распространения радиоволн — разместить устройство на открытом пространстве (не в глубине помещения, которое экранирует электромагнитное излучение) и как можно выше, что обеспечит больший радиус покрытия. Здесь помогут рекомендации по улучшению качества беспроводного интернет соединения, изложенные в статье Обеспечение надежного интернет-соединения через оператора мобильной связи.

Наиболее выгодно содержать точки доступа в крупных городах с высокой плотностью населения, что обеспечивает более высокую нагрузку на радиоканал. Увеличить радиус действия точки доступа (майнера) сети Helium можно с помощью вынесенной (наружной) антенны, работающей на частотах в диапазоне 860-960 МГц. Это антенны GSM-диапазона, стоимость которых начинается с нескольких десятков долларов (при желании их можно изготовить и самому). При выборе антенны нужно обращать внимание на совместимость разъемов на точке доступа и кабеле снижения от антенны (обычно это разъемы N-Типа).

Пример внешней панельной антенны, рассчитанной на диапазон частот 824-960 МГц (обеспечивает коэффициент усиления 17±0.5dBi):

Нужно ли получать разрешение на установку и эксплуатацию LoRaWAN-точки доступа?

В большинстве стран мира использование частотного диапазона 900 МГц по маломощному стандарту LoRa не лицензируется, поэтому отдельных разрешений для использования устройств LoRaWAN-доступа в них не требуется.

Источник