مقدمه
اینترنت جزئی جدایی‌ناپذیر از زندگی انسان‌ها شده است. بدون شک همه ما در طول روز برای مصارف مختلف از اینترنت بی‌سیم (وای‌فای) استفاده می‌کنیم. حال تصور کنید هر کدام از ما یک شبکه اینترنت باشیم و در هر زمان و مکان به آن متصل باشیم. شبکه هلیوم (Helium) با استفاده از فناوری بلاکچین این امر را محقق کرده است. این پروژه قصد دارد کاربری اینترنت را از حالت معمولی و اولیه، با گسترش فناوری اینترنت اشیاء (Internet of Things)، افزایش دهد. اما واقعا شبکه هلیوم چیست؟
شبکه هلیوم
شبکه هلیوم یک شبکه اینترنت بی سیم و همتا به همتا با برد زیاد است که به صورت جهانی و توزیع شده، فعالیت می‌کند. شبکه اصلی بلاکچین هلیوم در ۲۹ جولای ۲۰۱۹ (هفت مرداد ۱۳۹۸) راه‌اندازی شد. این بلاکچین از پروتکل اجماع “HoneyBadgerBFT” بهره می‌برد. همچنین نودهای این شبکه برای ارسال و دریافت اطلاعات از اجزای شبکه، باید با الگوریتم اثبات پوشش “Proof of Coverage” پشتیبانی خودشان را از ایجاد شبکه وایرلس، اثبات کنند.
شبکه Helium شامل هات اسپات‌هایی است که پوشش اینترنت را برای دستگاه‌هایی با پشتیبانی از LoRaWAN تامین می‌کنند. LoRWAN یک پروتکل شبکه‌ای تک نقطه به چند نقطه است و امواج رادیویی را در سطوح پایین انتشار می‌دهد.
هات اسپات‌ها نقاطی برای اتصال به اینترنت هستند که به صورت دستگاه‌های فیزیکی در شبکه فعالیت می‌کنند. این دستگاه‌ها که پوشش اینترنت را در شبکه ایجاد می‌کنند، نودهای شبکه هستند و در ازای خدمات خود، با دریافت رمزارز بومی هلیوم یعنی HNT تشویق می‌شوند. بعد از حدود دو سال از شروع فعالیت این پروژه، بیش از ۲۵ هزار هات اسپات جهانی، بزرگ‌ترین شبکه LoRWAN را ساخته‌اند.
اهداف و ایده‌های شبکه هلیوم
شاید مهمترین و اصلی‌ترین هدف شبکه هلیوم، گسترش اینترنت اشیاء در شهر و جامعه است. این پروژه اعتقاد دارد در صورت نفوذ اینترنت به لایه‌های مختلف از زندگی افراد، جامعه خوبی در آینده شکل خواهد گرفت. با افزایش کاربرد اینترنت اشیاء، داده‌ها و اطلاعات خوبی در اختیار مردم قرار می‌گیرد و همین امر منجر به بالا رفتن کیفیت زندگی می‌شود.
محصولات و خدمات شبکه Helium
از آنجایی که پروژه هلیوم مربوط به اینترنت و ارتباطات شبکه‌ای میان افراد است، محصولات این شبکه نیز مرتبط با اینترنت است.
دستگاه هات اسپات هلیوم: این دستگاه یک روتر یا مودم معمولی نیست؛ زیرا امواج آن تا ۲۰۰ برابر بیشتر انتقال می‌یابد. همان‌طور که گفته شد، هات اسپات هلیوم یک LoRaWAN است که اتصال را میان اعضای شبکه برقرار می‌کند.
هلیوم کنسول: این برنامه یک ابزار مدیریت دستگاه مبتنی بر وب است که به توسعه‌دهندگان امکان ثبت‌نام، اعتبار دادن و مدیریت دستگاهشان را می‌دهد. علاوه بر این، کنسول شبکه هلیوم امکان هدایت داده‌های دستگاه را از طریق دو پروتکل انتشار و جابه‌جایی پیام میان دو دستگاه یعنی HTTPs (امنیت بالا) و MQTT (سبک بودن و سرعت پروتکل) فراهم می‌کند. از قابلیت‌های این برنامه می‌توان به وجود ساختار سازمانی و ایجاد دسترسی‌های کاربری، ثبت شناسه دستگاه، احراز هویت امن و استفاده از Data Credit در شبکه هلیوم نام برد. Data Credit یکی از توکن‌های کاربردی شبکه هلیوم است که برای پرداخت کارمزد شبکه، استفاده می‌شود.
هلیوم تب (Helium Tabs): وظیفه هلیوم تب رصد اجزای متصل به شبکه Helium است. منظور از اجزاء هر چیزی مانند اشخاص، حیوانات، اثاثیه، دارایی‌ها و غیره می‌شود که از طریق هات اسپات و فناوری اینترنت اشیاء به شبکه متصل شده‌اند.
شبکه هلیوم چگونه کار می‌کند؟
شبکه هلیوم از الگوریتم اثبات پوشش (Proof of Coverage) که نوعی گواه اثبات کار است، در انتقال اطلاعات در این شبکه استفاده می‌کند. این الگوریتم برای تایید اعتبار نودها استفاده می‌شود. اعتبار نودها یا هات اسپات‌ها مربوط به کیفیت پوشش‌دهی شبکه وایرلس است. به عبارت دیگر کیفیت خدمات و پوشش‌دهی هات اسپات‌ها یا همان نودهای شبکه دائما از طریق الگوریتم PoC آزمایش می‌شوند. نودهایی که در این آزمایش شرکت می‌کنند یا شاهد آزمایش دیگر نود هستند و به‌طور کلی در شبکه مشارکت می‌کنند، به‌عنوان پاداش کوین HNT دریافت می‌کنند.
پروتکل اجماع هلیوم به این صورت عمل می‌کند که یک گروه اجماع متشکل از ۱۶ عضو در هر دوره انتخاب می‌شوند. تمام هات‌اسپات‌های فعال در شبکه Helium می‌توانند در این گروه‌ها انتخاب شوند. نودهایی در این گروه برگزیده می‌شوند که عملکرد قابل قبولی در آزمایش‌های شبکه داشته باشند.
در هر انتخاب، چهار عضو جدید گروه اجماع انتخاب خواهد شد. دوازده عضو دیگر از گروه اجماع قبلی به گروه جدید اضافه می‌شوند. هر عضوی که انتخاب شود، می‌تواند برای چهار دوره متوالی در گروه اجماع حضور داشته باشد. عملکرد ضعیف اعضا، باعث حذف آن‌ها خواهد شد؛ حتی اگر به انتهای چهار دوره نرسیده باشند.
پس از انتخاب گروه‌های اجماع، یک کلید رمزگذاری ترشولد (Threshold) ساخته می‌شود. این کلید به نودها اجازه می‌دهد که تراکنش‌ها را به شکل یک کلید عمومی، رمزنگاری کنند. گروه‌های اجماع باید با کمک یکدیگر، این تراکنش‌ها را رمزگشایی کنند.
از دیگر وظایفی که کلید رمزگذاری Threshold بر عهده دارند، مقاوم‌سازی شبکه در برابر سانسور است. نپذیرفتن یا تعلل در تراکنش‌ها از جمله مواردی است که به‌عنوان سانسور در شبکه شناخته می‌شوند. از آنجایی که برای انتخاب شدن در گروه‌های اجماع، اعضا باید در شبکه فعالیت داشته باشند و به‌عنوان مثال رمزگشایی از تراکنش‌ها از جمله وظایف نودها است؛ بنابراین گروه‌های اجماع که متشکل از نودها هستند، نمی‌توانند خودسرانه تراکنشی را رد یا در آن تاخیر ایجاد کنند.
معرفی تیم اجرایی، مشاوران و سرمایه‌گذاران پروژه هلیوم
هلیوم در سال ۲۰۱۳ (۱۳۹۲) توسط شاون فانینگ (Shawn Fanning)، امیر حلیم (Amir Haleem) و شان کری (Sean Carey) تاسیس شد. در حال حاضر تنها امیر حلیم از میان این سه نفر در داخل تیم اجرایی باقی‌مانده است و در سمت مدیرعاملی Helium فعالیت می‌کند. او قبل‌تر به‌عنوان مدیر ارشد فناوری در یک استارتاپ بازی‌های ویدیویی به نام “Diversion” و عضوی از تیم برنامه‌نویسی بازی بتل فیلد ۱۹۴۲ (battlefield 1942)، فعالیت کرده است.
شاون فانینگ که سازنده اولین پلتفرم اشتراک گذاری همتا به همتا در سال ۱۹۹۹ (۱۳۷۸) بوده است، به عنوان مشاور در کنار این تیم حضور دارد. علاوه بر شاون افراد دیگری مانند بروس آرمسترانگ (Bruce Armstrong) شریک موسسه سرمایه‌گذاری خوسلا، الکس روتر (Alex Roetter) معاون ارشد مهندسی سابق توییتر، سل یو (Salle Yoo) مدیر ارشد حقوقی سابق اوبر به عنوان مشاور با این تیم همکاری می‌کنند.
در حال حاضر مدیر ارشد فناوری هلیوم، مارک نایدم (Mark Nijdam) با ۲۵ سال سابقه حرفه‌ای در زمینه تکنولوژی است. قبل از پیوستن او به تیم Helium، نایدم در شرکت یاهو به‌عنوان مهندس ارشد و قبل‌تر به‌عنوان سرپرست گروه در شرکت بزرگ کوالکوم، کار می‌کرد.
فرانک مانگ (Frank Mong) از دیگر مدیران ارشد Helium است. او به عنوان مدیر عملیات در این پروژه، مسئولیت توسعه کسب‌وکار، افزایش فروش و بازاریابی را برعهده دارد. بررسی سوابق مانگ نشان می‌دهد او حدود بیست سال در حوزه امنیت سایبری فعال بوده و در شرکت‌هایی مانند هورتون ورکز (Hortonworks)، پالو آلتو نتورک (Palo Alto Network) و اچ پی (HP) مدیر ارشد بازاریابی، معاون ارشد بازاریابی و معاون امنیتی بوده است.
شرکت‌های سرمایه‌گذاری خطرپذیر (Venture Capital) متعددی در پروژه هلیوم مشارکت داشته‌اند. برخی از این شرکت‌ها عبارتند از: خوسلا ونچر(Khosla Ventures)، فرست مارکت (First Market) و جی وی (گوگل ونچر سابق).
نقشه راه Helium
شبکه هلیوم نقشه راه مربوط به سال ۲۰۲۱ خود را تا سه‌ماهه دوم، در وبسایتش قرار داده است. این نقشه شامل سه قسمت هسته اصلی شبکه (تاییدکنندگان، الگوریتم اثبات پوشش و بلاکچین)، ابزارهای پوشش شبکه (هات اسپات، کیف پول، نقشه و هات اسپات نسخه سبک‌تر) و موارد استفاده (کنسول، برنامه‌های بلاکچین و پروتکل‌های وایرلس) می‌شود. در ادامه برنامه هر کدام از قسمت‌ها را بیان می‌کنیم.
هسته اصلی | تاییدکنندگان | سه ماهه اول
ثبت پروپوزال شماره ۲۵
راه‌اندازی تاییدکنندگان روی شبکه آزمایشی
راه‌اندازی Staking Intent روی شبکه اصلی
راه‌اندازی تاییدکنندگان روی شبکه اصلی
هسته اصلی | تاییدکنندگان | سه ماهه دوم
افزایش اندازه گروه اجماع
بهبود تجربه کاربری و تبدیل آن‌ها به تاییدکنندگان
فعال‌سازی هات اسپات نسخه سبک برای استفاده از تاییدکنندگان
هسته اصلی | الگوریتم اثبات پوشش | سه ماهه اول
ساخت داشبورد عملیاتی برای بازیگران بد
ایجاد مشارکت اجتماعی برای پیدا کردن هات اسپات‌های مشکوک
ادامه روند تنظیم متغیرها در پروپوزال ۱۵/۱۷
بهبود محاسبات RSSI و FSPL
گسترش پوشش نقشه‌برداری به‌عنوان روشی برای تایید موقعیت هات اسپات
تحلیل نمودار شبکه
هسته اصلی | الگوریتم اثبات پوشش | سه ماهه دوم
گسترش ویژگی Anti-Gaming در تاییدکنندگان
تحلیل نمودار شبکه
کشف Byte Error Rate و Packet Error Rate
کشف LDPC
هسته اصلی | بلاکچین | سه ماهه اول
پیاده‌سازی پروپوزال ۱۸
گزارش شفافیت
پیاده‌سازی پروپوزال ۱۲
پیاده‌سازی پروپوزال ۲۴
پیاده‌سازی روزتا (Rosetta)
هسته اصلی | بلاکچین | سه ماهه دوم
به‌کارگیری نسخه سبک هات اسپات
پیاده‌سازی پروپوزال ۲۰
کشف فرایند حاکمیتی DeWi
لایه‌های جایگزین در چین‌های دیگر
ابزارهای پوشش شبکه | هات اسپات| سه ماهه اول
اضافه کردن پروپوزال ۱۹ سازندگان (Makers)
ایجاد زیرساخت‌های لازم برای سازندگان جدید برای آزمایش و وارد کردن هات اسپات‌ها به بازار
عرضه نسخه سبک هات اسپات
نمایش میزان مقیاس‌پذیری پاداش در مرورگر
ابزارهای پوشش شبکه | هات اسپات | سه ماهه دوم
یافتن موقعیت‌های پوشش‌دهی بالقوه
ساخت ابزاری برای رصد میزان اشغال Hex
امکان فعالیت نسخه سبک هات اسپات در شبکه و مشارکت در استخراج Data Credit
ابزارهای پوشش شبکه | هات اسپات | اهداف ثانویه
امکان سپرده‌گذاری (Staking) در برنامه
ابزارهای پوشش شبکه | کیف پول | سه ماهه اول
راه‌اندازی برنامه
بهبود برنامه
ابزارهای پوشش شبکه | کیف پول | سه ماهه دوم
امکان بهینه‌سازی پوشش توسط میزبانان
سپرده‌گذاری HNT برای تاییدکنندگان
امکان راستی‌آزمایی پوشش هات اسپات توسط مالکان
ابزارهای پوشش شبکه | نقشه | سه ماهه اول
ایجاد دسترسی Tab در نقشه‌ها
ابزارهای پوشش شبکه | نقشه | سه ماهه دوم
ایجاد روش‌های متفاوت نقشه‌برداری در Tab
ابزارهای پوشش شبکه | نسخه سبک هات اسپات | سه ماهه اول
معرفی به روترهای بلاکچین
اضافه کردن نسخه سبک با استفاده CLI
امکان به‌دست آوردن HNT در صورت اسفاده از نسخه سبک‌تر برای انتقال اطلاعات
موارد استفاده | کنسول | سه ماهه اول
انتشار کدهای کنسول
آپدیت LoRaWAN
گسترش پشتیبانی منطقه‌ای برای CN470 و AS 1/2
ادغا با پلتفرم یا سرویس‌های اینترنت اشیاء
ایجاد افزونه (پلاگین) برای ادغام با سرورهای شبکه ChripStack LoRaWAN
موارد استفاده | کنسول | سه ماهه دوم
ساخت UX جدید
توسعه بیشتر برای کاربران منبع – باز
ادغام با سرویس‌ها و پلتفرم‌های پیشتاز اینترنت اشیاء (گوگل شیت و مایکروسافت آزور)
افزودن نظارت بر درگاه‌ها و هات اسپات‌ها
موارد استفاده | برنامه‌های بلاکچین | سه ماهه دوم
برنامه‌های TBD Blockchain
موارد استفاده | پروتکل‌های وایرلس | سه ماهه اول
فعال‌سازی پروتکل‌های وایرلس جایگزین (LTE/5G، WiFi و غیره) برای استفاده از بلاک چین
شبکه هلیوم با چه پروژه‌هایی همکاری می‌کند؟
شبکه هلیوم با توجه به امکانات و قابلیت‌هایی که دارد، برای رصد و نظارت مداوم فعالیت اعضای شبکه بسیار مناسب است. از این رو بسیاری از شرکت‌ها و پروژه‌های مختلف برای دریافت اطلاعات از اعضا یا اجزای سازمانشان با این بلاکچین همکاری می‌کنند. در ادامه تعدادی از این پروژه‌ها و موارد استفاده آن‌ها از شبکه Helium را بیان کرده‌ایم.
نستله (Nestle): کمپانی نستله در یکی از پروژه‌های خود که خدمات تحویل نوشیدنی سفارشی ارائه می‌کند، از شبکه Helium برای نظارت بر کامیون‌های باربری خود و همچنین کنترل میزان موجودی نوشیدی‌ها در مراکز طرف قرارداد، استفاده می‌کند. این همکاری به‌صورت آزمایشی در ایالت کانکتی‌کات آمریکا پیاده‌سازی شده است.
اگولوس (Agulus): شرکت آگولوس عرضه‌کننده ابزارهای پیشرفته در کشاورزی است. این شرکت برای توزیع خودکار آب با استفاده از سنسورهای متصل به شبکه هلیوم، استفاده می‌کند. شبکه هلیوم اطلاعات لحظه‌ای میزان آب موجود را برای انجام امور کشاورزی، به شرکت اگولوس ارسال می‌کند و این شرکت برای تخصیص و تقسیم میزان آب تصمیم‌گیری می‌کند.
لایم (Lime): لایم یک پلتفرم برای اشتراک‌گذاری دوچرخه و اسکوتر در سرتاسر جهان است. با توجه به قابلیت پروژه Helium مبنی بر رصد اجزای متصل به این شبکه، لایم برای ردیابی دوچرخه و اسکوترهای گمشده خود، از این ویژگی هلیوم بهره می‌برد.
کانسرو (Conserv): کانسرو یک پلتفرم برای نظارت بر آثار هنری در موزه‌های خصوصی و عمومی است. همکاری این پروژه با هلیوم برای تهیه اطلاعات از مجموعه‌های هنری است.
کربند (Careband): شرکت CareBand ارائه‌دهنده مچ‌بندهای قابل اتصال به اینترنت است که برای نظارت بر مکان و دمای محیط کار افراد شاغل استفاده می‌شود. این شرکت با همکاری Helium و استفاده از سرویس ردیابی آن، در زمان همه‌گیری کرونا توانست عمکرد خوبی داشته باشد؛ زیرا با رصد مناطق آلوده، نظارت بر تردد و تماس پرسنل اطلاعات لازم را در اختیار تیم اجرایی شرکت‌ها و سازمان‌ها قرار می‌داد.
بی‌سایکل (BCycle): این پروژه یک سرویس اشتراک‌گذاری دوچرخه در آمریکا است و شبکه هلیوم را برای ردیابی دوچرخه‌های خود به کار می‌برد.
معرفی کوین HNT
رمزارز بومی بلاک چین هلیوم، HNT نام دارد. هیچ‌گونه پیش استخراجی از این کوین انجام نشده و در تاریخ ۲۹ جولای ۲۰۱۹ (هفت مرداد ماه ۱۳۹۹) به‌وسلیه جنسیس بلاک، به‌وجود آمده است.
این کوین برای ارائه خدمات به دو بخش در اکوسیستم Helium طراحی شده است. اولین بخش، میزبانان هات اسپات و اپراتورهای شبکه هستند. میزبان‌ها در حین حفظ ثبات و پوشش شبکه، کوین HNT استخراج می‌کنند. بخش دوم، شرکت‌ها و توسعه‌دهندگانی هستند که از شبکه هلیوم برای اتصال دستگاه‌ها و ساخت برنامه‌های اینترنت اشیاء استفاده می کنند.
این شبکه توکن دیگری به‌نام Data Credit دارد که از تراکنش‌های سوزاندن HNT به‌دست می‌آید. این توکن کاربردی یک USD پگ شده است و برای پرداخت کارمزد تراکنش‌ها استفاده می‌شود. قیمت این توکن همیشه ۰/۰۰۰۰۱ دلار خواهد بود.
از زمان ایجاد جنسیس بلاک، استخراج ماهانه ۵ میلیون HTN و به طور کلی ۲۲۳ میلیون کوین هلیوم در برنامه این شبکه قرار دارد. بلاک چین Helium با یک برنامه هاوینگ دو ساله پیش می‌رود و مقدار استخراج ماهانه در تاریخ یک آگوست ۲۰۲۱ (۱۰ مرداد ۱۴۰۰) به ۲/۵ میلیون کوین رسیده است. طبق اعلام این شبکه، تمام کوین‌ها در مدت ۵۰ سال استخراج می‌شوند.
قیمت کوین HNT در سال ۲۰۱۹ چند سنت بیشتر نبوده و در حدود ۰/۲ دلار معامله می‌شد. سقف تاریخی قیمت این رمز ارز 52.5 دلار است.در زمان نگارش این مقاله ارزش بازار کوین شبکه هلیوم بیشتر از 3 میلیارد دلار و قیمت آن 27.32 دلار است. این کوین از نظر ارزش بازار در رتبه 46 بازار رمزارزها قرار دارد.
سخن پایانی
در این مقاله با بررسی بخش‌های مختلف شبکه Helium مانند اهداف، نحوه کارکرد و تیم آن دریافتیم که شبکه هلیوم چیست و می‌خواهد با استفاده از تکنولوژی بلاکچین، چه تاثیری در زندگی انسان‌ها ایجاد کند. در کشورهای کمتر توسعه‌یافته، هنوز افراد به‌طور کامل با کارکردهای مختلف اینترنت آشنا نیستند و شاید قبول این موضع که خودشان می‌توانند از طریق شبکه‌هایی مانند هلیوم یک منبع اینترنت باشند، اندکی برایشان دشوار باشد.
همان‌طور که در ابتدا پذیرش و نفوذ اینترنت و سپس پدیده‌ای مانند بلاک چین سخت بود، این نوع پروژه‌ها نیز در اول راه خود با سختی‌هایی روبه‌رو هستند. باید دید با توجه به عملکرد پروژه و انتظارات افراد، سرانجام این پروژه‌ها چه می‌شود.
منبع : وال هالا کریپتو
