HashKey 하오카이: 탈중앙화 무선 통신 네트워크 Helium 토큰 모델 및 생태계 발전 해석

본 문서는 HashKey Research에서 출처를 제공하며, 저자는 HashKey Capital Research의 하오카이입니다.
Helium은 전 세계적으로 분산된 개방형 네트워크입니다. Hotspots(Hotspots는 Helium 생태계의 핫스팟을 지칭함)를 통해 Helium은 LoRaWAN 프로토콜을 지원하는 IoT 장치에 공공 무선 네트워크 커버리지를 제공하여 IoT 장치가 인터넷에 더 쉽게 연결되고 데이터를 전송할 수 있도록 합니다.

PoC 메커니즘(Proof of Coverage, 커버리지 증명)을 통해 Helium은 Hotspots의 위치와 생성된 무선 네트워크 커버리지를 지속적으로 검증할 수 있습니다. PoC 합의 메커니즘에는 3가지 역할이 존재합니다. 첫째, 도전자(challenger)는 네트워크 내의 무작위 핫스팟에 대해 240 블록마다 도전을 시작할 수 있습니다. 둘째, 피도전자(challengee)는 도전 정보를 수신한 후, 도전 정보를 기반으로 무차별적인 무선 방송을 시작합니다. 셋째, 증인(Witness)은 피도전자 주변의 핫스팟이 무선 방송을 수신하고, 정보를 Helium 네트워크에 다시 전송하여 검증합니다.

Helium이 채택한 PoC 메커니즘은 분산 저장 네트워크에서 사용되는 다양한 저장 증명과 유사한 점이 있습니다. 예를 들어, Filecoin 프로젝트의 경우, 저장 제공자는 사용자의 데이터를 저장했음을 증명해야 하며, 고객의 요구에 따라 일정 기간 저장해야 합니다. 저장 제공자는 복제 증명(PoRep)을 사용하여 고객에게 데이터가 고유 전용 물리 저장소에 복제되었음을 증명하고, 사용자는 시공간 증명(PoSt)을 사용하여 저장 제공자가 자신의 데이터를 저장하고 있는지 확인합니다.

Helium 생태계의 작업 흐름은 대략 다음과 같습니다. 채굴자는 Hotspots를 구매하고 배치하여 커버리지 내의 IoT 장치에 무선 네트워크를 제공합니다. 다른 사용자의 IoT 장치는 이 무선 네트워크를 통해 인터넷에 접속하고 데이터를 전송할 수 있습니다. 이 과정에서 사용자는 사용료를 지불해야 합니다.

토큰 모델

현재 Helium 생태계에는 HNT와 Data Credits의 두 가지 토큰이 있습니다.

HNT

공식 문서 계획에 따르면, HNT 토큰의 총량은 240,000,000개로, 50년 동안 발행되며, 첫 해에 6,000만 개가 발행되고 이후 2년마다 반감이 이루어집니다. 첫 해의 실제 발행량은 4,300만 개였으므로 HNT 토큰의 실제 총량은 약 223,000,000개입니다.

현재 HNT 토큰을 얻는 주요 방법은 다음과 같습니다: 도전자, 피도전자, 증인으로 참여하거나, 합의 그룹에 가입하여 Helium 블록체인 합의에 참여하고, 네트워크 데이터 전송에 참여하며, Helium 팀과 투자자의 토큰을 받는 것입니다. HNT 토큰 분배는 아래 표와 같습니다.

표 1: HNT 토큰 분배

HNT의 주요 역할은: 채굴자가 Hotspots를 배치하고 무선 네트워크 커버리지를 유지하도록 유도하고, 생태계 내의 사용자가 PoC 및 Helium 블록체인 합의에 참여하도록 유도하는 것입니다. HNT의 가격은 변동성이 있으며, 이차 시장 거래자에 의해 결정됩니다.

Data Credits

Data Credits는 Helium 네트워크에서 발생하는 비용을 지불하는 데 주로 사용됩니다. 예를 들어, Helium 지갑 간의 송금, IoT 장치의 데이터 전송, 새로운 Hotspots 노드 추가, Hotspots 위치 선언 등이 있습니다.

HNT와 달리 Data Credits의 가격은 안정적이며, 각 Data Credits의 가격은 0.00001 달러입니다. 사용자는 HNT를 소각하여 Data Credits를 얻으며, 얻는 Data Credits의 수량은 소각 시 HNT의 가격에 따라 달라집니다. 예를 들어, HNT의 가격이 1달러일 때, 사용자가 1개의 HNT를 소각하면 100,000개의 Data Credits를 얻습니다.

Data Credits는 이더리움의 가스와 유사하지만 명확한 차이점이 있습니다. 첫째, Data Credits의 가격은 고정되어 있지만, 가스 가격은 사용자가 설정할 수 있습니다. 둘째, 이더리움의 가스는 ETH로 지불되며, 이 비용은 블록을 생성하는 채굴자가 받습니다; Data Credits는 HNT를 소각하여 얻으며, 소각은 더 이상 유통되지 않음을 의미하며, Helium 채굴자는 이 부분의 HNT를 얻지 못합니다. Helium 채굴자가 네트워크 데이터 전송에 참여할 수 있도록 HNT의 토큰 분배 중 32.5%가 이 부분의 인센티브로 할당됩니다(표 1 참조).

하나의 epoch(30 블록 포함, 약 3424.65 HNT)에서 Data Credits 생성으로 인해 소각된 HNT의 수량이 1113(3424.65 HNT의 32.5%)를 초과할 경우, 이 epoch에서 작업에 참여한 모든 Hotspots는 1113 HNT를 비례 배분받습니다. 하나의 epoch에서 소각된 HNT의 수량이 1113보다 적을 경우, 예를 들어 실제 소각된 수량이 N(N<1113)일 경우, 이 epoch에서 작업에 참여한 모든 Hotspots는 N HNT를 비례 배분받고, 나머지(1113-N) HNT는 도전자, 피도전자 및 증인에게 분배됩니다.

HNT를 소각하여 Data Credits를 얻는 과정은 Helium 지갑에서 자동으로 수행될 수 있으며, Data Credits는 거래 및 양도가 불가능하고, 지갑 소유자만 사용할 수 있습니다. 소각 메커니즘은 디플레이션 속성을 가지고 있어 HNT 인플레이션의 영향을 어느 정도 상쇄할 수 있습니다. 그러나 대량의 HNT가 소각되면 전체 생태계의 안정성에 좋지 않습니다. 따라서 Helium 팀은 Net Emissions 메커니즘(순 발행)을 도입할 예정입니다. 만약 하나의 epoch에서 m개의 HNT가 소각되면, 이 epoch에서는 m개의 HNT가 추가로 생성되어 순 발행된 HNT 수량이 계획과 일치하도록 합니다.

토큰 모델에 대한 논의

투기 및 과열 등의 요인으로 인해 많은 블록체인 프로젝트의 토큰 가격 변동성이 크며, 이는 토큰을 지불 도구로 사용하거나 생태계 내의 제품 및 서비스를 구매하는 데 불리합니다. 블록체인 생태계가 발전함에 따라 단일 토큰은 다양화된 요구를 충족하지 못할 수 있으며, 일부 블록체인 프로젝트에서는 이중 토큰 모델을 채택하기 시작했습니다. 이중 토큰 모델에서는 하나의 토큰 가격이 안정적이며, 주로 사용료 지불에 사용되고, 전체 생태계의 상업적 안정성은 가격 변동의 영향을 받지 않습니다; 다른 하나의 토큰 가격은 변동성이 있으며, 프로젝트의 수익권, 거버넌스 권한 등을 나타내며, 투기 수요도 충족할 수 있습니다.

Data Credits는 HNT를 소각하여 생성되므로, 엄밀히 말하면 Helium은 이중 토큰 모델로 간주되지 않습니다. 사용자는 Data Credits를 생성하기 위해 먼저 HNT를 보유해야 합니다. 사용자는 Helium을 사용할 때 가격이 크게 변동하는 것을 원하지 않으므로, 사용자는 가격이 높을 때 HNT를 소각하여 Data Credits를 생성하고, 가격이 낮을 때는 기다리기로 선택할 수 있습니다. HNT 가격의 변동은 Helium 사용자의 사용 심리에 영향을 미칩니다.

생태 발전 상황

Helium 생태계는 매우 빠르게 발전하고 있으며, 현재 전체 생태계에는 80,575개의 Hotspots가 있으며, 계속해서 증가하고 있습니다. Hotspots는 주로 미국과 유럽에 분포하고 있으며, 중국의 Hotspots는 빠른 속도로 증가하고 있습니다. Helium 팀은 각 도시마다 150-300개의 Hotspots가 네트워크 커버리지를 효과적으로 완료하는 데 필요하다고 생각하며, 베이징, 상하이와 같은 초대형 도시의 경우 약 500-3000개의 장치가 필요하다고 합니다. 따라서 전 세계적으로 분산된 개방형 네트워크를 실현하기 위해 앞으로 더 많은 Hotspots가 배치될 것입니다.

그림 1: Hotspots 분포도(데이터 출처: explorer.helium)

이론적으로 LoRaWAN 프로토콜을 지원하는 모든 IoT 장치는 Helium 네트워크에 접속할 수 있습니다. Helium 공식 웹사이트에는 애완동물 추적, 공기 모니터링, 식품 추적 등 수십 가지 구체적인 응용 사례와 사례가 나열되어 있습니다. 예를 들어, Conserv는 Helium 네트워크를 사용하여 박물관과 개인 소장품의 예술품 컬렉션을 정리합니다; NOWI는 누수 경고를 위해 Helium 네트워크에 드립 센서를 연결합니다.

현재 Helium 생태계가 빠르게 발전할 수 있는 주요 원인은 투기 수요입니다. 위의 토큰 분배에 따르면, 현재 매달 500만 개의 HNT가 새로 생성되며, 그 중 34%는 팀과 투자자에게 속하고, 나머지 66%는 생태계 참여자에게 배분됩니다. 즉, 약 330만 개의 HNT가 생태계 참여자에게 분배됩니다. Helium 생태계의 현재 80,575개의 Hotspots와 결합하면, 평균적으로 각 Hotspots는 매달 41개의 HNT를 얻을 수 있으며, 이는 하루에 1.36개에 해당합니다(실제 평균 분배가 아니며, 계산의 편의를 위해 제시된 수치입니다). coinmarketcap 가격 정보에 따르면 HNT의 시장 가격은 12.1달러로, 각 Hotspots는 하루에 16.5달러의 수익을 얻을 수 있습니다. Hotspots의 장비 비용은 350달러로, 집에서 직접 배치할 수 있으며, 전력 소비가 매우 적어 다른 비용은 무시할 수 있습니다. 현재 상황에 따르면, Hotspots를 구매하는 데 걸리는 회수 기간은 약 21일입니다.

그림 2: HNT 가격 변화(데이터 출처: coinmarketcap)

이러한 수익 창출 효과에 의해 점점 더 많은 참여자들이 Helium 생태계에 참여하고 새로운 Hotspots를 배치하게 되며, 이는 생태계 내의 채굴자에게 복잡한 영향을 미칩니다. 채굴자의 수익은 주로 두 가지 변수에 따라 결정됩니다: 얻은 HNT의 수량과 HNT 가격입니다.

얻은 HNT의 수량은 더 많은 Hotspots가 참여함에 따라 감소합니다. 2019년에는 Hotspots가 평균적으로 하루에 100개의 HNT를 얻을 수 있었으나, 현재는 98% 이상 감소했습니다. HNT 가격의 경우, 더 많은 Hotspots가 참여하면 관심이 높아지고 응용 범위가 넓어져 HNT 가격 상승에 도움이 됩니다.

물론 Hotspots 수의 급증이 Helium 프로젝트의 성공을 의미하지는 않으며, 생태계 내의 실제 참여자와 실제 비즈니스 양, HNT 토큰이 얼마나 큰 생태 가치를 포착할 수 있는지를 지속적으로 주목해야 합니다.

시작 모델

IoT 장치에 무선 네트워크 커버리지를 제공하는 인프라를 구축하는 것은 매우 어렵습니다. 프로젝트 시작 단계에서는 많은 자금과 인력 투입이 필요하며, 여기에는 장소 임대, 핫스팟 장비 구매, 무선 네트워크 유지 및 운영, 인건비 등이 포함됩니다. 많은 전통 통신 사업자가 주도하는 유사 프로젝트는 구축 속도가 매우 느리고 생태계도 발전하지 않았습니다. 이에 비해 Helium은 가장 빠르게 발전하는 무선 네트워크일 수 있으며, Hotspots는 이미 전 세계에 퍼져 있으며 지속적으로 확장하는 추세입니다.

Helium 모델의 장점

Helium 모델의 가장 큰 장점은 HNT 토큰 인센티브를 도입하여 참여자가 Hotspots를 구매하도록 유도함으로써 프로젝트 시작 단계의 구축 비용을 전가할 수 있다는 것입니다. 전통 통신 사업자와 비교할 때, Helium 팀은 핫스팟 장비를 직접 구매할 필요가 없으며, 장비의 유지 및 운영을 책임질 필요도 없고, 노동자를 고용할 필요도 없습니다. 반대로 Helium 팀은 Hotspots를 판매하여 상당한 수익을 얻을 수 있으며, 이는 프로젝트 비용을 크게 줄입니다.

또한 Hotspots를 구매한 채굴자는 HNT를 얻으며, 이는 전체 프로젝트의 발전과 연결됩니다. 그들은 자신의 이익을 위해 Helium 생태계 구축을 자발적으로 도와 HNT의 가치를 높이려 합니다.

Helium 팀은 LoRaWAN 프로토콜을 사용하기로 선택했으며, 이는 팀이 새로운 프로토콜을 개발하고 홍보할 필요가 없음을 의미합니다. LoRaWAN 프로토콜은 IoT 장치에서 사용되는 인기 있는 프로토콜로, 범용성이 매우 높고 긴 주파수, 저전력, 개방성 등의 특징을 가지고 있습니다.

Hotspots 하드웨어 제조업체는 대량의 수익을 올릴 수 있습니다. 수익 창출 효과가 높은 상황에서 Hotspots는 수요가 많아 하드웨어 제조업체는 몇 개월 만에 수만 개의 장비를 판매할 수 있습니다. 또한 생태계가 발전함에 따라 지속적으로 수익을 얻을 수 있습니다.

Helium 모델의 문제

첫째, Helium의 시작 단계 비즈니스 모델은 독창적이지 않습니다. 인기 있는 프로젝트인 Filecoin, Chia, 그리고 몇 년 전 써클이 출시한 플레이어 클라우드와 유사한 모델을 채택했습니다. 이들 프로젝트는 출시 전에 하드 드라이브, 클라우드 드라이브 등 다양한 유형의 채굴 장비를 출시하고, 성공적으로 배포된 후에는 채굴에 참여하여 해당 토큰 보상을 받을 수 있다고 주장했습니다. 초기 수익 창출 효과에 이끌려 많은 투기자들이 몰려들어 장비가 점점 더 많이 배치되었습니다. 이후 평균적으로 각 장비가 얻을 수 있는 토큰 보상은 점점 줄어들었고, 프로젝트가 실제 사용 수요가 없다면 토큰 가격도 크게 하락하게 되어 투기자들은 떠나게 되고 프로젝트는 결국 실패하게 됩니다.

둘째, Helium은 전 세계적인 개방형 네트워크를 구축할 계획이며, 발행된 HNT 토큰은 많은 국가에서 규제 위험이 있을 수 있습니다. 예를 들어, Helium 팀은 중국 시장에서 배치 및 홍보를 진행하고 있지만, 중국은 가상 화폐에 대한 규제가 매우 엄격합니다. 현재 Helium은 중국에서 많은 응용 프로젝트가 없으며, 참여자들은 주로 HNT 토큰을 얻기 위한 투기 수요로 참여하고 있어 향후 규제를 받을 가능성이 있습니다.

셋째, Helium 팀에 따르면 Helium 네트워크는 IoT 응용 및 장치 지원에서 명확한 가격 우위를 가지고 있으며, 1대의 Lora 단말 장치가 1년 동안 5분마다 데이터 패킷을 전송하는 데 약 1달러의 비용이 듭니다. 이는 Helium의 가격 우위를 보여주는 한편, 프로젝트 시가 총액을 지탱하기 위해서는 막대한 비즈니스 양이 필요함을 나타냅니다. 현재 Helium 생태계의 비즈니스 양은 아직 충분하지 않습니다. Helium 네트워크의 안정성과 사용자 경험도 실제로 더 검증이 필요합니다.

넷째, 하드웨어 제조업체와 달리 생태계 내의 채굴자나 다른 참여자는 수익을 보장받지 못합니다. 그들의 수익 수준은 채굴 난이도와 가격 변동의 이중 영향을 받으며, 채굴 예상 수익은 실제 수익과 큰 차이를 보일 수 있으며, 심지어 손실이 발생할 수도 있습니다.

결론

Helium은 무선 네트워크 인프라를 구축하는 새로운 모델을 보여줍니다. 토큰 인센티브를 도입함으로써 채굴자와 다른 참여자들이 초기 구축 비용을 부담하고 네트워크를 구축하고 데이터를 전송하는 데 도움을 주며, 그들은 미래에 초과 수익을 얻을 수 있습니다. 이러한 모델은 Helium의 빠른 발전을 가능하게 하며 지속적으로 확장하는 추세를 보입니다. 투기 수요가 큰 역할을 한 것은 부인할 수 없습니다.

하지만 이러한 모델이 반드시 성공을 보장하는 것은 아닙니다. 투기 감정이 사라진 후 프로젝트의 핵심 요소는 실제 사용 상황과 가치 포착 능력입니다. 만약 프로젝트가 계속해서 실제 사용 수요가 없다면, 프로젝트의 시가 총액은 지탱될 수 없습니다.

블록체인은 탈중앙화, 다자간 합의, 인센티브 메커니즘 등의 특징을 가지고 있으며, IoT는 장치 수가 많고 데이터 양이 방대합니다. 블록체인과 IoT의 유기적 결합은 장치 간 대규모 협력을 실현하고 인센티브 메커니즘을 통해 이익 분배를 완료할 수 있습니다. Helium의 초기 발전도 순탄치 않았으며, 이후 블록체인과 IoT의 결합으로 프로젝트가 빠르게 발전하게 되었습니다.