GeoPass Token Tower:城市受益于活躍的公民

描述

GeoPass 和令牌塔

這是GeoPass 項(xiàng)目的概念驗(yàn)證實(shí)施。GeoPass 項(xiàng)目只是一個想法和研究重點(diǎn)，但還沒有建立任何東西......直到現(xiàn)在。

了解了 Sony Spresense 的功能，這讓我開始思考如何讓 GeoPass 更加真實(shí)。我認(rèn)為 Spresense 將是一個完美的試用平臺。除了Hackster.io競賽（該項(xiàng)目已提交），我還有一組很好的約束可以幫助我真正專注于 GeoPass 項(xiàng)目如果實(shí)際建成后會是什么樣子。

由于 GeoPass 項(xiàng)目是一個相當(dāng)龐大的龐大概念，涉及公民、城市和本地企業(yè)的初始構(gòu)建，我真的對其進(jìn)行了精簡。我希望我在這里擁有的是一個最小的可行產(chǎn)品，并且您也可以并且想要構(gòu)建一些東西！

該項(xiàng)目包含構(gòu)建、配置和部署您自己的基于地理位置的加密安全令牌空投設(shè)備和后端支持服務(wù)所需的一切。如果這令人困惑......請繼續(xù)閱讀。

代幣塔：概念圖

這是關(guān)于什么的？

智慧城市不僅僅是傳感器和監(jiān)控。為了真正取得成功，他們需要解決公民的隱私問題。我們的“智慧城市”不應(yīng)該只是政府監(jiān)控的一個更友好的名稱。應(yīng)該平衡信息，讓公民對收集的內(nèi)容和使用方式有發(fā)言權(quán)。

該項(xiàng)目是一種嘗試平衡隱私和公民參與的新穎方法。目標(biāo)是創(chuàng)建一個端到端的解決方案，可以在任何級別、個人、組織、企業(yè)、政府等... 它是一個開放且可擴(kuò)展的框架。

對于這個項(xiàng)目，您將創(chuàng)建一個“ Token Tower ”設(shè)備和后端系統(tǒng)。這是DIY版本。很多角落被偷工減料，這絕不是經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)的。但是，如果有更多的興趣，可以使用這個項(xiàng)目作為基礎(chǔ)構(gòu)建一個生產(chǎn)就緒的解決方案。

這是做什么的？

簡而言之，該項(xiàng)目允許您根據(jù)人們的實(shí)際位置向他們發(fā)送 ERC20 代幣，而無需將他們的位置存儲在區(qū)塊鏈上。后端服務(wù)、區(qū)塊鏈智能合約和 Spresense 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備協(xié)同工作，向市民提供“社區(qū)代幣”，市民通過安裝在城市周邊區(qū)域（如公園、場館、免費(fèi)活動等

我為什么要這樣做？

嗯，獎勵真的。如果您想鼓勵人們?nèi)ツ硞€地方，您可以創(chuàng)建某種獎勵計(jì)劃。這在幾乎所有在線和離線業(yè)務(wù)中都很常見。想想三明治店的穿孔卡片，但適用于地球的每一平方英寸。該項(xiàng)目可讓您創(chuàng)建一個受信任、安全、開源且可能具有互操作性（甚至通用）的獎勵計(jì)劃。訪問一個地方，掃描你的錢包，獲取代幣。

任何獎勵計(jì)劃的第一步都是設(shè)置讓人們感興趣的酷獎勵。但第二部分是無聊的會計(jì)。這就是區(qū)塊鏈大放異彩的地方。它們是一種非常持久且可驗(yàn)證的會計(jì)方法。問題是它們是完全公開的。區(qū)塊鏈上的獎勵計(jì)劃可以讓每個人都看到你有多少積分，以及你在哪里獲得這些積分（在這種情況下是“社區(qū)代幣”）。

這與智慧城市有什么關(guān)系？

通過這樣的項(xiàng)目，您可以創(chuàng)建一個城市/縣/國家范圍的計(jì)劃，以鼓勵使用公共（已納稅）公地（沒有悲劇部分）。您將定義公民可以通過訪問獲得積分（又名代幣）的區(qū)域，部署一組“代幣塔”設(shè)備，然后讓公民為每次訪問收集一個代幣。這些代幣的實(shí)際用途是在公園的湖邊兌換免費(fèi)的槳船租賃，這超出了這項(xiàng)工作的范圍（但這將是一個完美的用例）。

索尼 Spresense 芯片（如 GNSS 和 LTE）的低功耗、板載功能使該項(xiàng)目完全依靠太陽能運(yùn)行成為可能。城市可以將數(shù)百個此類設(shè)備部署到公民希望獲得社區(qū)代幣的任何地點(diǎn)或興趣點(diǎn)。

為什么選擇令牌塔？我們不是都有智能手機(jī)嗎？

嗯，是的，我們大多數(shù)人都有智能手機(jī)。但是，您不想只依賴公民的手機(jī)有幾個原因。第一個原因是您需要一個應(yīng)用程序。這些都有自己的隱私和安全問題。此外，您還必須設(shè)計(jì)、構(gòu)建、測試和支持各種設(shè)備（*cough* Android *cough*）。此外，實(shí)際上只有兩家公司控制著在移動設(shè)備上運(yùn)行的所有軟件（Apple 和 Google）。第二個原因，您可能不想相信手機(jī)上的 GPS 信息是可以偽造的。當(dāng)然，欺騙您的位置需要付出不同程度的努力，但如果有人有足夠的動力，就可以做到。第三，（可能是最重要的）你實(shí)際上根本不需要智能手機(jī)來參與和接收社區(qū)代幣。您可以掃描打印出的錢包二維碼，仍然可以參與社區(qū)獎勵。每個人都贏了！

項(xiàng)目的主要部分是什么？

高級組件是：

• 一個與 EVM 兼容的區(qū)塊鏈和智能合約，用于管理代幣的會計(jì)方面（在 Polygon 上實(shí)現(xiàn)）
• 為硬件設(shè)備提供 API 的支持性 Web 服務(wù)（API 實(shí)現(xiàn)使用 Cloudflare 工作者）
• 保護(hù)隱私的 ZeroKnowledge 密碼框架（Circom ZK 框架和特定 GPS 區(qū)域的自定義 ZK 電路）
• 值得信賴的硬件 GPS/LTE/Sensor 設(shè)備（Sony Spresense IOT 硬件設(shè)備）

所有這些組件協(xié)同工作，在不犧牲隱私的情況下創(chuàng)建無縫的最終用戶體驗(yàn)，聲稱擁有自定義令牌。

組件圖

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入門

作為一個想要部署和使用這個項(xiàng)目的人，對于這個特定的實(shí)現(xiàn)，你需要以下內(nèi)容：

• Cloudflare 帳戶（免費(fèi)版很好）
• Infura 帳戶（免費(fèi)版很好）
• 一臺 Sony Spsence 硬件設(shè)備（以及硬件部分詳述的所有組件）
• 考慮到部署/測試的特定地理位置
• 用于 HTTPS 訪問的 TruPhone 帳戶（或類似帳戶）
• 在測試網(wǎng)絡(luò)（例如 Mumbai）上帶有一些測試 Polygon MATIC 的錢包

這里使用的技術(shù)是：

• NodeJs - 用于 web 服務(wù)后端
• Solidity - 用于部署到 EVM 兼容區(qū)塊鏈的智能合約
• Circom - 一個 ZeroKnowledge 框架，用于創(chuàng)建基于 Groth-16 的 ZK SNARKS
• 上面提到的各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)/SAAS 提供商

構(gòu)建系統(tǒng)

這是一個高級構(gòu)建。您需要對區(qū)塊鏈上的硬件、Web 服務(wù)和智能合約部署有一定的了解。如果您有任何問題，請對項(xiàng)目發(fā)表評論，我很樂意解釋。

請注意，github 存儲庫包含的后端服務(wù)信息比我在這里描述的要多得多。查看其中的 README 文件以了解設(shè)置、開發(fā)和部署步驟

硬件

硬件實(shí)際上可能是這個項(xiàng)目的簡單部分。;) 您需要購買所有硬件組件，并考慮到零件的任何問題或可用性。您還需要 3D 打印附件部分中的外殼。3D 打印的部件設(shè)計(jì)用于卡合在一起，但您的里程可能會有所不同，具體取決于您使用的打印機(jī)及其準(zhǔn)確度。

獲得 3D 打印部件后，您可以連接和安裝所有組件。請注意，底部的自定義切口用于 Sparkfun QR 碼掃描儀和 Adafruit 時(shí)髦的三角形科幻按鈕。

固件

對于固件，您需要克隆我的 Spresense SDK 分支，然后按照 lte_http_post 項(xiàng)目的 README 中的命令進(jìn)行操作（我將很快重命名）。這應(yīng)該允許您配置和構(gòu)建您將閃存到設(shè)備的 Nuttx 包。另外，請注意，您需要確保在項(xiàng)目配置設(shè)置（圖形菜單）中配置 APN。另外，另外，...如果您使用的是 TruPhone，您應(yīng)該關(guān)注這篇文章以確保您的 SIM 卡已激活。

中間件

在 mono repo 中查找validator-service-api文件夾。這是 Web 服務(wù) API 代碼所在的位置。安裝說明在 README 中。為了減少摩擦，我建議您使用他們的 Wrangler 包作為工作人員部署到CloudFlare。但是代碼非常簡單，因此您可以在任何您喜歡的支持 NodeJS 的地方部署。

區(qū)塊鏈

在 repo 中，contracts文件夾包含用于部署到 Polygon 網(wǎng)絡(luò)的智能合約。我使用 Hardhat 來管理部署，它的支持腳本對這個過程很有幫助。ERC20 代幣基于OpenZeppelin 標(biāo)準(zhǔn)，變化很小。部署到 Polygon 測試網(wǎng)的說明位于文件夾 README 中。

零知識

該項(xiàng)目中的 ZK 組件對于保護(hù)最終用戶的隱私非常重要。它基于在ZKMaps 項(xiàng)目中找到的工作. 但本質(zhì)上，您在 Circom DSL 中定義了一個“電路”，然后從那里編譯您的證明工件。對于這個特殊的 Groth-16 樣式證明，您需要經(jīng)歷一次“可信設(shè)置”階段（說明在 Circom 庫中）。這將創(chuàng)建加密工件，然后用于生成您的見證文件（證明您擁有您所說的信息，在這種情況下，GPS 坐標(biāo)位于一個區(qū)域內(nèi)），以及將部署到區(qū)塊鏈的 Solidity 合約連同您的 ERC20 合約。生成的 ZK solidity 合約將在最終用戶獲得令牌之前驗(yàn)證中間件 Web 服務(wù)提供的輸入。這是該項(xiàng)目防止欺詐和保護(hù)隱私的關(guān)鍵部分。

Circom 電路包含您想要獎勵代幣的地理區(qū)域的邊界定義。現(xiàn)在它只支持矩形區(qū)域，但正在做一些工作來支持任意不重疊的連續(xù)形狀。這將使它更有用，因?yàn)榇蠖鄶?shù)戶外空間都不是矩形的。檢查circom-circuits文件夾以獲取自述文件、構(gòu)建腳本和更多詳細(xì)信息。

項(xiàng)目狀態(tài)：進(jìn)行中

這個項(xiàng)目是為 Sony Spsence 開發(fā)者挑戰(zhàn)而設(shè)計(jì)的。以下是已完成的內(nèi)容：

• 最終原型系統(tǒng)的概念、設(shè)計(jì)和架構(gòu)
• 用于容納太陽能電池板、電池、接口元件和 Spresence LTE 板的外殼的 3D 設(shè)計(jì)。
• 創(chuàng)建、測試和部署初始版本的驗(yàn)證器服務(wù) API 到 CloudFlare
• 在本地創(chuàng)建、測試和部署 ERC20 合約以管理對用戶的社區(qū)代幣授予
• 在 Spresence SDK 中創(chuàng)建初始項(xiàng)目/應(yīng)用程序并構(gòu)建簡單的 http_post 項(xiàng)目以通過 LTE 調(diào)用 Webservice 和 POST 示例數(shù)據(jù)

還剩下什么...

• 對 Spresense 固件進(jìn)行更改，以在按下掃描按鈕時(shí)觸發(fā) QR 碼掃描。（可選，在掃描/驗(yàn)證過程中播放聲音）
• 將 HTTPS POST 正文更改為 Webservice API 以包含 QR 字符串值以及從 Spresence 板上獲取的 GPS 坐標(biāo)
• 實(shí)施 API 更改以獲取地址/坐標(biāo)并生成 ZK 見證和鏈上調(diào)用參數(shù)以提交到鏈上智能合約
• 更新 ERC20 合約以在授予代幣之前調(diào)用 ZK 驗(yàn)證者合約，更新部署腳本以同時(shí)部署兩個合約
• 更新文檔以顯示端到端構(gòu)建、如何為自己配置以及如何部署系統(tǒng)
• 部署和支持網(wǎng)絡(luò)服務(wù) API 和 ZK 驗(yàn)證器的社區(qū)版本，以便遵循這些構(gòu)建說明的人員可以只關(guān)注硬件方面，而不是后端系統(tǒng)的操作方面。

作者注

雖然有足夠的時(shí)間參加比賽，但我在此過程中遇到了一些重大挑戰(zhàn)。最具負(fù)面影響的問題是我最初計(jì)劃將 Circuit Python 用于 Spresence 板上的固件。事實(shí)證明，Circuit Python 中有許多核心模塊在 Spresence 構(gòu)建中缺失（如 LTE 支持）。我花了太多時(shí)間嘗試在 Circuit Python 中構(gòu)建和修復(fù)缺失的模塊。一旦我意識到我需要放棄這條路并在 CLI 環(huán)境中使用 Nuttx 構(gòu)建工具用 C 語言構(gòu)建我的應(yīng)用程序，就為時(shí)已晚。雖然我有 C 和嵌入式開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，但我沒有 Nuttx 或 Spresence SDK 中使用的任何構(gòu)建工具和流程的經(jīng)驗(yàn)。值得一提的是，SDK 擁有我想要的所有示例，以及出色的構(gòu)建工具。在很短的時(shí)間內(nèi)，我能夠完成很多事情。但最終，在完成項(xiàng)目的其他非硬件組件時(shí)，我無法提高技能，也為時(shí)已晚。我打算繼續(xù)這項(xiàng)工作并隨著我的進(jìn)展更新回購/這個描述。關(guān)注此空間！如果您也看到了價(jià)值，請考慮加入該項(xiàng)目并提供幫助。