Die Helium-Blockchain verwendet im Gegensatz zum Proof of Work-Arbeitsalgorithmus von zum Beispiel Bitcoin (BTC) und Ethereum (ETH) oder dem Proof of Stake-Algorithmus von Cardano (ADA) oder Tron (TRX) einen völlig neuartigen Arbeitsalgorithmus namens „Proof of Coverage“ (PoC). Helium (HNT) ist eigentlich ein physisch kabelloses Netzwerk, welches überprüfen kann, ob sich Internet-Hotspots wirklich dort befinden, wo sie behaupten zu sein.
Anders ausgedrückt, das „Proof of Coverage“-System versucht ständig zu überprüfen, ob Hotspots ihren Standort und die von diesem Standort aus erstellte drahtlose Netzwerkabdeckung tatsächlich wie dargestellt anbieten. Der Helium Network Explorer behauptet dabei die beste Ressource zum Anzeigen von POC-bezogenen Daten zu sein.
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Warum Proof of Coverage?
Proof-of-Coverage nutzt die einzigartigen, unbestreitbaren Eigenschaften der Hochfrequenz (RF), um „Prüfungen“ zu erstellen, die für das Helium-Netzwerk und seine Teilnehmer von Bedeutung sind. Insbesondere stützt sich PoC auf die folgenden Eigenschaften: RF hat eine begrenzte physikalische Ausbreitung und daher eine begrenzte Entfernung; Die Stärke eines empfangenen HF-Signals ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung vom Sender; und HF bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit ohne (effektiv) keine Latenz; Mithilfe dieser Eigenschaften fragt die Blockchain ständig Hotspots mithilfe eines Mechanismus ab, der als „PoC Challenge“ bezeichnet wird. Die ultimative Stärke von Proof-of-Coverage liegt in der Tatsache, dass die Daten, die durch die laufenden Proofs (Prüfungen, Tests) generiert und in der Helium-Blockchain gespeichert werden, eine endgültige Überprüfung der von Hotspots im Netzwerk bereitgestellten drahtlosen Abdeckung darstellen.
Was ist Proof of Coverage? Und wie sehen diesbezüglich die zu absolvierenden Challenges aus?
Das Proof of Coverage-System wird durch sogenannte „Challenges“ (Herausforderungen) gestützt. Diese „Challenges“ ähneln denen, die beim Mining von Bitcoin verwendet werden. Bis heute wurden bereits zehn Millionen Challenges von der Helium-Blockchain ausgegeben und erfolgreich verarbeitet. Mit jeder neuen erfolgreich absolvierten Challenge zeichnet die Blockchain mehr Daten über die Qualität des Netzwerks auf. Innerhalb der PoC-Challenges gibt es drei unterschiedliche Rollen oder Aufgabenfelder: es gibt zunächst den sogenannten „Challenger“. Das ist der Hotspot, welcher die PoC-Challenge erstellt und zu Lösung ausgibt.
Die PoC-Hotspots erstellen ungefähr aller 240 Blöcke eine Challenge. Als nächstes gibt es den sogenannten „Sender“. Das ist im Prinzip der „Herausgeforderte“. Dieser Hotspot ist das Ziel der PoC-Challenge und für die Übertragung (das sogenannte „Beaconing“) von Challenge-Paketen verantwortlich. Dieser Prozess wird von geographisch benachbarten Hotspots beobachtet und geprüft. Und dann gibt es noch den sogenannten „Zeuge“. Das sind die Hotspots, die sich geografisch in der Nähe des Senders befinden und das Eintreffen des Challenge-Pakets nach dessen Übertragung melden.
Was ist die Challenge-Proof-Construction und wie wird von ihr die Zielauswahl getroffen?
Wie schon erwähnt, dürfen Hotspots derzeit ungefähr einmal pro 240 Blöcke einen Challenge-Proof einreichen. Sie tun dies zuverlässig, um den Teil der HNT-Belohnungen zu verdienen, der den Herausforderern zugewiesen wird. Der Challenger generiert zunächst ein kurzlebiges öffentliches / privates Schlüsselpaar, das für die Challenge verwendet werden soll. Ein SHA256-Digest des öffentlichen Schlüssels und der SHA256-Digest des privaten Schlüssels werden zusammen mit dem aktuellen Block-Hash als PoC-Challenge gesendet. Wenn die Anforderung gültig ist und von der Blockchain akzeptiert wird, wird der Hash des Blocks, in dem die Quittung angezeigt wird, mit dem Hash des kurzlebigen öffentlichen Schlüssels und der Identität des Herausforderers kombiniert, um eine überprüfbare Entropie zu erzeugen.
Eine über diese Entropie erzeugte einheitliche Zufallszahl wird dann verwendet, um das Ziel aus allen Hotspots im Netzwerk auszuwählen. Nachdem das Challenge-Paket erstellt wurde, wird es über das Helium-Peer-to-Peer-Netzwerk an den Sender übermittelt. Das Ziel empfängt das Challenge-Paket, entschlüsselt die äußerste Schicht mit seinem privaten Schlüssel und dem kurzlebigen öffentlichen Schlüssel für diese Challenge (dieser kurzlebige öffentliche Schlüssel wird im PoC-Paket angezeigt und der empfangende Hotspot kann die Blockchain auf einen aktiven PoC-Empfang mit dem entsprechenden SHA256 untersuchen) und überträgt das resultierende Paket sofort an das Helium-Netzwerk. Eine beliebige Anzahl von geografischen Hotspots in der Nähe registriert das und wird „Zeuge“ des Challenge-Pakets.
Was sind die „Zeugen“?
Ab HIP 15 basiert Proof of Coverage ausschließlich auf Beaconing. Ein Beacon ist eine einzelne Übertragung, die von einem Hotspot beobachtet wird. In früheren Versionen wurden Multi-Hop-Challenge-Pfade verwendet, bei denen Hotspots nicht genau auf ihre Funktionsweise getestet wurden: Erfassung von RF-Paketen. Nachdem ein Sender die Herausforderung erhalten hat, wird er das Herausforderungspaket beaken. Es gibt keinen beabsichtigten Empfänger dieses Pakets, und jeder Hotspot, der sich geografisch in der Nähe des Senders befindet, kann Zeuge dieses Pakets sein und der Blockchain Bericht erstatten. Nachdem ein Hotspot ein sogenanntes „Leuchtfeuer“ eines Senders gesehen hat, sendet er dieses als Teil der PoC-Challenge-Quittung, die vom PoC-Challenger zusammengestellt und an die Blockchain gesendet wird.
Wie funktioniert die POC-Belohnungs-Skalierung?
Für jede Epoche wird jeder Belohnungstyp auf Hotspots aufgeteilt, die eine Rolle in diesem Belohnungspool gespielt haben. Wenn Ihr Hotspot beispielsweise während einer Epoche herausgefordert wurde, hat er Anspruch auf einen Teil der 5,31% der Belohnungen, die an PoC-Sender gehen. Eine praktische Möglichkeit, darüber nachzudenken, besteht darin, dass ein Hotspot möglicherweise eine „Belohnungseinheit“ für den Erfolg bei einer Herausforderung erhält. Wenn fünf zusätzliche Hotspots während der Epoche eine Herausforderung erfolgreich gemeistert haben und jeder von ihnen auch eine „Belohnungseinheit“ verdient hat, erhält jeder Hotspot ein Sechstel der 5,31% der Belohnungen in dieser Epoche.
Mit der Aktivierung von HIP15 und HIP17 wurde die Idee eingeführt, diese „Belohnungseinheiten“ zu skalieren, sodass die Einheiten, die beim Beobachten oder Beobachten einer Paketskala verdient werden, von zwei Dingen abhängen: Die Anzahl der Zeugen, angegeben in HIP15. Und die Anzahl der Hotspots in der Hex-Kachel des Senders, angegeben in HIP17.
Die HIPs selbst bieten eine umfassende Erklärung dieser Mechanismen. Sie werden daher aufgefordert, diese zu lesen. Sie können jedoch wie folgt zusammengefasst werden: Von HIP15 Für die Sender gilt: Je mehr Zeugen, desto mehr verdient der Sender. Für den Zeugen reduziert jeder zusätzliche Zeuge nach insgesamt vier, was jeder Zeuge bei dieser Herausforderung verdient. Von HIP17 Der Zeuge verdient weniger, wenn die Anzahl der Hotspots im Bereich des Senders die „Zieldichte“ überschreitet. Die Zieldichte variiert je nach Hex-Auflösung, wie im HIP beschrieben und in mehreren Kettenvariablen definiert. Überprüfung des Beweises Sobald der Herausforderer über die vollständigen Belege der POC-Zeugen und des Senders verfügt oder die seit der Ausstellung verstrichene Zeit die obere Zeitgrenze überschritten hat, gilt die POC-Herausforderung als abgeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt sendet der Challenger den Proofbeleg als Transaktion an die Blockchain, um ihn von der aktuellen Konsensgruppe zu überprüfen. Weil die Schritte, die der Herausforderer unternommen hat, um und zu konstruieren
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