描述

GeoPass 和令牌塔

這是GeoPass 項目的概念驗證實施。GeoPass 項目只是一個想法和研究重點，但還沒有建立任何東西......直到現在。

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

由于 GeoPass 項目是一個相當龐大的龐大概念，涉及公民、城市和本地企業的初始構建，我真的對其進行了精簡。我希望我在這里擁有的是一個最小的可行產品，并且您也可以并且想要構建一些東西！

該項目包含構建、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備和后端支持服務所需的一切。如果這令人困惑......請繼續閱讀。

代幣塔：概念圖

這是關于什么的？

智慧城市不僅僅是傳感器和監控。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”不應該只是政府監控的一個更友好的名稱。應該平衡信息，讓公民對收集的內容和使用方式有發言權。

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

對于這個項目，您將創建一個“ Token Tower ”設備和后端系統。這是DIY版本。很多角落被偷工減料，這絕不是經過實戰考驗的。但是，如果有更多的興趣，可以使用這個項目作為基礎構建一個生產就緒的解決方案。

這是做什么的？

簡而言之，該項目允許您根據人們的實際位置向他們發送 ERC20 代幣，而無需將他們的位置存儲在區塊鏈上。后端服務、區塊鏈智能合約和 Spresense 物聯網設備協同工作，向市民提供“社區代幣”，市民通過安裝在城市周邊區域（如公園、場館、免費活動等

我為什么要這樣做？

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

任何獎勵計劃的第一步都是設置讓人們感興趣的酷獎勵。但第二部分是無聊的會計。這就是區塊鏈大放異彩的地方。它們是一種非常持久且可驗證的會計方法。問題是它們是完全公開的。區塊鏈上的獎勵計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“社區代幣”）。

這與智慧城市有什么關系？

通過這樣的項目，您可以創建一個城市/縣/國家范圍的計劃，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）的區域，部署一組“代幣塔”設備，然后讓公民為每次訪問收集一個代幣。這些代幣的實際用途是在公園的湖邊兌換免費的槳船租賃，這超出了這項工作的范圍（但這將是一個完美的用例）。

索尼 Spresense 芯片（如 GNSS 和 LTE）的低功耗、板載功能使該項目完全依靠太陽能運行成為可能。城市可以將數百個此類設備部署到公民希望獲得社區代幣的任何地點或興趣點。

為什么選擇令牌塔？我們不是都有智能手機嗎？

嗯，是的，我們大多數人都有智能手機。但是，您不想只依賴公民的手機有幾個原因。第一個原因是您需要一個應用程序。這些都有自己的隱私和安全問題。此外，您還必須設計、構建、測試和支持各種設備（*cough* Android *cough*）。此外，實際上只有兩家公司控制著在移動設備上運行的所有軟件（Apple 和 Google）。第二個原因，您可能不想相信手機上的 GPS 信息是可以偽造的。當然，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）你實際上根本不需要智能手機來參與和接收社區代幣。您可以掃描打印出的錢包二維碼，仍然可以參與社區獎勵。每個人都贏了！

項目的主要部分是什么？

高級組件是：

• 一個與 EVM 兼容的區塊鏈和智能合約，用于管理代幣的會計方面（在 Polygon 上實現）
• 為硬件設備提供 API 的支持性 Web 服務（API 實現使用 Cloudflare 工作者）
• 保護隱私的 ZeroKnowledge 密碼框架（Circom ZK 框架和特定 GPS 區域的自定義 ZK 電路）
• 值得信賴的硬件 GPS/LTE/Sensor 設備（Sony Spresense IOT 硬件設備）

所有這些組件協同工作，在不犧牲隱私的情況下創建無縫的最終用戶體驗，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目的人，對于這個特定的實現，你需要以下內容：

• Cloudflare 帳戶（免費版很好）
• Infura 帳戶（免費版很好）
• 一臺 Sony Spsence 硬件設備（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）
• 在測試網絡（例如 Mumbai）上帶有一些測試 Polygon MATIC 的錢包

這里使用的技術是：

• NodeJs - 用于 web 服務后端
• Solidity - 用于部署到 EVM 兼容區塊鏈的智能合約
• Circom - 一個 ZeroKnowledge 框架，用于創建基于 Groth-16 的 ZK SNARKS
• 上面提到的各種網絡服務/SAAS 提供商

構建系統

這是一個高級構建。您需要對區塊鏈上的硬件、Web 服務和智能合約部署有一定的了解。如果您有任何問題，請對項目發表評論，我很樂意解釋。

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

硬件

硬件實際上可能是這個項目的簡單部分。;) 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 打印的部件設計用于卡合在一起，但您的里程可能會有所不同，具體取決于您使用的打印機及其準確度。

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 項目的 README 中的命令進行操作（我將很快重命名）。這應該允許您配置和構建您將閃存到設備的 Nuttx 包。另外，請注意，您需要確保在項目配置設置（圖形菜單）中配置 APN。另外，另外，...如果您使用的是 TruPhone，您應該關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 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。

區塊鏈

在 repo 中，contracts文件夾包含用于部署到 Polygon 網絡的智能合約。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 標準，變化很小。部署到 Polygon 測試網的說明位于文件夾 README 中。

零知識

該項目中的 ZK 組件對于保護最終用戶的隱私非常重要。它基于在ZKMaps 項目中找到的工作. 但本質上，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，您需要經歷一次“可信設置”階段（說明在 Circom 庫中）。這將創建加密工件，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 坐標位于一個區域內），以及將部署到區塊鏈的 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證中間件 Web 服務提供的輸入。這是該項目防止欺詐和保護隱私的關鍵部分。

Circom 電路包含您想要獎勵代幣的地理區域的邊界定義。現在它只支持矩形區域，但正在做一些工作來支持任意不重疊的連續形狀。這將使它更有用，因為大多數戶外空間都不是矩形的。檢查circom-circuits文件夾以獲取自述文件、構建腳本和更多詳細信息。

項目狀態：進行中

這個項目是為 Sony Spsence 開發者挑戰而設計的。以下是已完成的內容：

• 最終原型系統的概念、設計和架構
• 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 設計。
• 創建、測試和部署初始版本的驗證器服務 API 到 CloudFlare
• 在本地創建、測試和部署 ERC20 合約以管理對用戶的社區代幣授予
• 在 Spresence SDK 中創建初始項目/應用程序并構建簡單的 http_post 項目以通過 LTE 調用 Webservice 和 POST 示例數據

還剩下什么...

• 對 Spresense 固件進行更改，以在按下掃描按鈕時觸發 QR 碼掃描。（可選，在掃描/驗證過程中播放聲音）
• 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
• 實施 API 更改以獲取地址/坐標并生成 ZK 見證和鏈上調用參數以提交到鏈上智能合約
• 更新 ERC20 合約以在授予代幣之前調用 ZK 驗證者合約，更新部署腳本以同時部署兩個合約
• 更新文檔以顯示端到端構建、如何為自己配置以及如何部署系統
• 部署和支持網絡服務 API 和 ZK 驗證器的社區版本，以便遵循這些構建說明的人員可以只關注硬件方面，而不是后端系統的操作方面。

作者注

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