长期以来，对于加密货币以外的区块链的实际应用，是区块链实践者一直在探索的目标。然而近几年来，由于物联网的迅速发展，及其自然的分布式特性，使得区块链和物联网在安全性和边缘计算方面的结合引起了学界和业界的广泛关注和探讨。这其中，Helium最受关注。

Helium是什么？

Helium是一种非中心化无线网络，一个分布式热点网络，但它并不打算与3G/4G、WIFI相抗衡(但Helium开发团队正在探索5G)。实际上，Helium面向LoRaWAN协议(一种底层物联网通讯网络),Helium所支持的设备使用了LoRaWAN协议，智能手机和笔记本电脑中并没有提供支持这个协议。简单地说，Helium是一种LoRaWAN协议的区块链实现，其核心是在物联网网络中增加一个激励层(在这个方面，它与Filcoin与IPFS的关系非常相似)。

Helium网络以LoRaWAN通信网为核心，通过区块链构建了激励层。并通过 Poc（Proof of Coverage） 共识证明 HotSpot（基于 LoRaWAN 的无线路由器，类似 WiFi 协议的路由器） 提供网络覆盖。那些提供证明的矿工大约每 30 个区块就被选入共识小组，并接收其他矿工提交的交易，将其打包成块。

Helium的工作流程类似于上图。通过HotSpot把用户或矿工连接到网络上，再通过WHIP协议连接到本地网关，HotSpot将数据发送给所有网关，网关将数据添加到 Helium 的区块链中，然后发送数据到路由，并为发送数据的设备支付网络费用。

如前所述，Helium本身更像一个加入激励层的物联网项目，因此Helium中的区块链的主要角色就是确权，接着激励，也就是，Helium中的区块链模块(利用Poc共识)保证HotSpot在这个网络中的确能提供其存在的功能，对运行在这些网络中的设备给予奖励。

对一般采矿者而言，您只需购买合格的HotSpot，然后按照一些步骤进行安装和配置，即可将HotSpot加入Helium网络。这样HotSpot就会自动覆盖无线网络，传送数据，然后得到奖励。Helium官方提供Helium Console网络组件，方便地管理您的设备。

Helium网络使用的共识算法叫Poc，它是HoneyBadger BFT算法的一种变体，值得注意的是，这与Proof of Capacity共识算法的缩写不同。

Helium的Poc共识的核心理念是，证明HotSpots的确能在它宣称的位置工作。这种统一算法利用无线电频率(RadioFrequency)本身的特征，即RF信号强度与物理距离成反比例的证明。

实际上，每 360 个块的时间时，Helium 网络中一个叫做挑战者的角色（具体角色的作用见图）构建一个叫做“Poc Challenge”的数据包通过 P2P 网络，随机向一个叫做 Transmitter 的角色发起挑战，整个过程基于密码学原理，一个更直观的过程如下图所示（图中两朵云表示的是同一网络，因为构图原因分开）。

Helium的区块链主要有两种获得好处的方法，一种是HotSpot提供无线网络覆盖，另一种是作为Helium网络的验证程序。

每次一次epoch(约30个区块的时间)过去之后，Helium将奖赏给在此期间做出贡献的不同网络中的角色。每个角色的角色如下所示。

Helium采用双Token结构，之前提到的HNT是一个区块链奖励。另外一个DC(Data Credits)是用来支付网络流量的费用，目前以 1DC = $0.00001 的方式锚定美元。

Helium的使用场景并非只针对一般人，而是针对工业物联网，Helium在官方描述中将目光投向诸如宠物跟踪、智能药瓶等场景。DeWiAlliance公司总裁Tushar Jain在接受采访时说，Helium公司已经为广泛的应用场景，如智能水表、空气质量检测。毫无疑问，由于它的去中心化特性，每个人都能参与到挖掘过程中，购买HotSpot设备参与。

Helium的优势在于它底层的LoRaWAN具有低功耗、广覆盖的无线网络协议，在物联网网络中得到广泛应用。不利之处在于物联网网络安全问题，单一传感器存在于网络中，由于这些庞大、廉价的传感器部署在网络上，常常没有足够的安全防护，因此最容易被黑客攻破。同时，Helium的官方也在进一步改善其网络的安全问题。

总体而言，Helium是一项技术核心，致力于物联网之上的项目，区块链只是锦上添花(Helium18年从一个单纯的物联网项目转型为区块链+物联网)。就技术层面而言，Helium作为分布式热点网络符合物联网行业自身的发展趋势，特别是在需要大规模低功耗的智慧城市中，具有一定的潜力和想象空间。

并且Helium实现物联网和区块链的结合也是一个非常超前的想法，但是，纵观整个项目，似乎区块链在其中的作用有点鸡肋，Helium并没有像传统的区块链+IoT一样，在安全上非常超前。但是，并不是所有东西都要去中心化，似乎Helium是一种集中式、分布式的产品，在工业物联网方面会有更好的发展。