Понимание DePIN: распределенная сеть физической инфраструктуры

Авторы: Ван Пуйю, Цзоу Чуанвэй @ Токенизация HashKey

Если мы купим стандартизированное маленькое устройство (например, беспроводной маршрутизатор) по очень низкой цене, оно сможет связываться с аналогичными периферийными устройствами или даже с устройствами, приобретенными жителями других стран и регионов, и образовывать сеть.Огромная физическая инфраструктура. сеть (например, сеть хранения данных, сеть связи, сеть передачи данных и т. д.), какие изменения это принесет в отрасль? Имея стандартное маленькое устройство, каждый становится со-строителем сети и в то же время имеет право на получение прибыли и управление сетью. Для пользователей эти сети или услуги передачи данных могут использоваться в любое время, в любом месте и без разрешения по очень низкой цене. Частое использование пользователями сети или услуг передачи данных может приносить непрерывный пассивный доход создателям сетей. Без координации централизованных учреждений и сложных процессов утверждения была построена огромная инфраструктурная сеть. Это кажется труднодостижимым, но это быстро происходит вокруг нас.Этот вид экономической деятельности получил новый термин под названием Децентрализованная сеть физической инфраструктуры (сокращенно DePIN).

1. Что такое DePIN?

**DePIN — это новый термин Web3, полученный из PoPW, MachineFi и т. д., обеспечивающего защиту от физической рабочей нагрузки. DePIN (распределенная сеть физической инфраструктуры) относится к использованию экономики токенов для мотивации и координации членов сообщества для выполнения различных физических инфраструктура сети следует принципу «чем больше взносов, тем больше преимуществ». **Messari делит **дорожку DePIN на четыре основных раздела: сервисная сеть, беспроводная сеть, сенсорная сеть и энергетическая сеть. **

Рисунок 1: Карта экологического распределения DePIN Источник:

2. Почему ДеПИН?

С точки зрения построения цифровой инфраструктуры, DePIN в полной мере использовала преимущества экономики шифрования в распределенных организациях и добилась быстрого расширения сети восходящим, недорогим и высокоэффективным организационным способом, изменив предыдущую первоначальную структуру. на дно проблема высоких расходов и низкой эффективности.

1. Традиционная централизованная сеть физической инфраструктуры CePIN

Построение инфраструктуры сети является дорогостоящей и трудоемкой задачей. Если взять в качестве примера строительство базовых станций 5G в Китае, то с 2017 по конец 2021 года было построено и открыто 1,425 млн базовых станций 5G на сумму 184,9 млрд юаней.

2. DePIN (децентрализованная сеть физической инфраструктуры)

Helium использует распределенный метод, развертывая 833 000 небольших базовых станций (горячих точек) всего за 31 месяц, охватывая 175 стран, и поддерживая темпы роста на уровне 30 000 единиц в месяц в течение длительного времени. И по сравнению с CePIN первоначальную стоимость строительства DePIN можно не учитывать.

Рисунок 2: Карта распределения мелких ячеек (горячих точек) гелия Источник:

Не оценивая успешность бизнес-модели Helium, Helium поддерживает темпы роста в 30 000 точек доступа в месяц в течение длительного времени в течение последних 3 лет, доказывая осуществимость парадигмы DePIN при практически незначительных эксплуатационных расходах.

3. Как оформить DePIN?

Мы пытаемся изучить, как развернуть DePIN с двух сторон: компонентов экосистемы DePIN и экономической модели.

(1) Элементы экономики DePIN

**Экосистема DePIN состоит из 6 элементов: физического аппаратного DU, механизма поощрения, согласованного соглашения, участников, токена и сообщества DAO. **

1. Физический аппаратный DU

Блок DePIN (сокращенно DU), обычно устройство IoT, является основным блоком, который соединяет физический мир и цифровой мир в сети DePIN. В качестве примера возьмем быстрорастущие проекты на рынке: DU распределенной карты просмотра улиц Hivemapper — стандартизированный регистратор движения, DU маломощной глобальной сети Helium — сетевая майнинг-машина (хот-спот) и DU сети возобновляемых источников энергии Arcreen — это солнечная фотоэлектрическая панель. Чтобы гарантировать, что в рамках распределенной организации участники из разных регионов, с разным опытом и с разным знанием могут беспрепятственно участвовать в построении DePIN, DU должен максимально соответствовать следующим условиям:

• DU стандартизирован и может работать по принципу plug and play
• Участникам не нужно часто поддерживать DU
• Стоимость DU обратно пропорциональна масштабу сети, поэтому стоимость DU должна быть максимально снижена.В настоящее время цена единицы DU для различных проектов на рынке находится в пределах 200-500 долларов США.

2. Механизм поощрения

Механизм поощрения является ключом к упорядоченному развитию проекта DePIN.Сообществу проекта необходимо умело применять механизм поощрения для согласования поведенческих целей участников, чтобы добиться масштабного развития инфраструктурной сети. Кроме того, сообществу проекта сначала необходимо сформулировать стандарты поведенческого вознаграждения, подходящие для его масштабного развития в соответствии с типом инфраструктуры. Например, чтобы расширить покрытие сети Helium, области с низкой плотностью покрытия сети будут получать более высокие награды, чем области с высокой плотностью; чтобы люди не творили зла, нельзя получить награды за области со слишком низкой плотностью покрытия; Таким образом, для большего дохода рациональные майнеры обычно предпочитают размещать машины для добычи гелия в районах с умеренной плотностью. Точно так же Arcreen мотивирует вкладчиков исходя из их мощности по выработке электроэнергии: для рациональных вкладчиков майнеры будут установлены в местах с идеальным освещением. В целом при разработке механизма стимулирования необходимо следовать следующим принципам:

• Проект имеет четкие общие цели и подцели. Существует только одна общая цель, а подцелей может быть несколько. Однако каждая дополнительная подцель будет экспоненциально увеличивать сложность понимания проекта.
• Разные участники должны иметь определенное поведение, то есть стандарт вознаграждения за майнинг (X для заработка). Не должно быть слишком много типов участников. Каждый дополнительный X для заработка будет увеличивать сложность системы
• Поощрения также являются способом распределения токенов.Количество распределений должно быть рассчитано в соответствии с общим рыночным обращением, чтобы избежать падения цены токенов из-за чрезмерного выпуска токенов.

3. Механизм консенсуса

CePIN развертывается и разрабатывается под абсолютным контролем централизованной организации. Однако DePIN является распределенным, ненадежным и анонимным, а организационная координация централизованной организации отсутствует, поэтому необходимо использовать один или несколько механизмов консенсуса, чтобы помочь всем участникам достичь консенсуса, обеспечивая при этом сетевую безопасность и устойчивое развитие. Безопасность и устойчивость сети, о которых мы говорим, включает в себя два значения: первое значение — это безопасность и устойчивость инфраструктурной сети, образованной различным оборудованием, то есть оборудование может образовывать инфраструктурную сеть и обеспечивать безопасную и нормальную работу. технический вопрос, требует от проектной стороны проведения полной оценки перед запуском проекта DePIN; второе значение — безопасность и устойчивость развития сети на уровне хозяйственной деятельности на блокчейне, включая проверку подлинности ДЕ в физический мир И проверить достоверность данных DU по цепочке. Как показано на рисунке 3, данные об экономической деятельности в блокчейне могут быть гарантированно защищены от несанкционированного доступа только после загрузки в блокчейн, но подлинность данных в блокчейне гарантировать нельзя. Например, если данные атакованы и подделаны на стороне устройства, после загрузки данных в цепочку можно только гарантировать, что данные не будут подделаны дважды, но нет никакой гарантии, что данные верны. Поэтому нам необходимо проверить подлинность данных с помощью алгоритма консенсуса, прежде чем данные устройства будут загружены в цепочку; только данные, одобренные всеми участниками, могут быть загружены в цепочку, чтобы обеспечить устойчивое развитие экологии.

Рисунок 3: Граница блокчейна и граница консенсуса

В этой части мы обсуждаем механизм консенсуса только для второго уровня, то есть сетевой безопасности и устойчивости на уровне хозяйственной деятельности блокчейна, Он разделен на два аспекта: во-первых, справедливость и точность ончейн-учета, который является основой и спасательным кругом децентрализованного сотрудничества; во-вторых, подлинность различных узлов или данных в сети, чтобы предотвратить изменение местоположения узлов или отправку ложных данных для мошенничества с экологическими наградами. Первый — это вопрос, который стороны проекта должны учитывать при подготовке к созданию собственного блокчейна, такого как механизмы консенсуса, такие как PoW или PoS; последний заключается в том, что все участники проекта DePIN должны учитывать, как разрабатывать механизмы консенсуса с точки зрения технологии. и алгоритмы. Например, в проекте Arkreen используется механизм консенсуса Proof of Green-Energy Generation (PoGG).Общий процесс выглядит следующим образом: во-первых, все DU отбирают данные PoGG каждые 5 минут, кэшируют их локально и сообщают 12 фрагментов данных в Сеть Аркрин каждый час Запись. Во-вторых, после окончания предыдущего цикла вознаграждения Arkreen Network использует метод VRF (проверяемая случайная функция) для генерации случайного значения в сочетании с атрибутом DU текущего цикла для отсеивания майнеров, у которых есть возможность получить вознаграждение в этот цикл. Затем Arkreen Network проверяет достоверность данных PoGG и устраняет DU, признанные фальшивыми данными. Наконец, вознаграждения в текущем цикле распределяются в соответствии с весом квалифицированных DU. Arkreen гарантирует подлинность и надежность сетевых данных с помощью вышеупомянутого метода PoGG. В целом, конструкция механизма консенсуса DePIN должна следовать следующим принципам:

• Конструкция механизма консенсуса DePIN соответствует принципу Proof of Physical Works.
• Доказательство — это путь к консенсусу, Физические работы — это объект консенсуса, например, Физическая работа Helium — это покрытие, Физическая работа Filecoin — это репликация и пространство-время.
• Для достижения самоорганизации системы и поддержания устойчивости системы необходимо неоднократно демонстрировать, какие физические работы требуются для проекта DePIN.
• Не существует оптимального решения для Proof-дизайна, он должен быть разработан на двух уровнях технологии и алгоритма и требует длительной итеративной проверки метода Physical Works.
• Все правила консенсуса встроены в чип DU, и процесс консенсуса завершается автоматически без каких-либо действий со стороны владельца DU, но подлинность и надежность процесса консенсуса может проверить любой желающий.

4. Авторы

Авторы обычно делятся на следующие 6 категорий:

• **Инициатор проекта DePIN: **Обычно в DePIN есть организация или несколько человек в качестве инициаторов проекта, которые отвечают за раннюю разработку технологии DU, разработку системы, развертывание контрактов в сети, развитие сообщества DePIN и т. д. При распределении токенов инициатор проекта DePIN удерживает взамен определенный процент токенов.
• **Владелец DU: **DU — это стандартное небольшое устройство, приобретаемое по каналам, указанным сообществом, а владельцы DU также известны как майнеры. Согласно общей цели, владельцы DU могут участвовать в построении сети, устанавливая оборудование в позиции с более высокой текущей прибылью.Этот процесс называется майнингом DePIN.
• **Верификатор подлинности DU: **В ненадежной среде гарантируется, что оборудование, принадлежащее разным майнерам, работает нормально в соответствии с системными правилами, что оказывает очень важное влияние на стабильность сети физической инфраструктуры. Если данные устройства напрямую загружаются в цепочку, это может только гарантировать невозможность подделки данных в цепочке, но не может гарантировать подлинность данных в цепочке. Поэтому необходимо появление роли верификатора, и они участвуют в проверке подлинности данных устройства по специальным правилам.
• **Менеджер сообщества: **В процессе распределенного сотрудничества справедливость, открытость и прозрачность очень важны для управления. Чтобы помешать губернатору творить зло, губернатору обычно необходимо заложить определенное количество жетонов.Право управления связано с заложенной суммой и сроком действия жетона, чтобы реализовать прочные обязательные отношения между губернатором и губернатором. экологические интересы.
• ** Инвесторы проекта: ** Как и в случае с традиционным бизнесом, на ранней стадии проекта до выпуска токенов по-прежнему необходимо полагаться на внешние инвестиционные институты для поддержки спонсоров проекта в области технологий и коммерческих расходов. Инвестиционные институты обычно получают вознаграждение в виде основного капитала спонсора проекта DePIN или распределения токенов проекта DePIN. Если используется основной капитал, инвестиционному учреждению необходимо дождаться выхода спонсора проекта DePIN после IPO или выхода участника проекта DePIN посредством токенизации STO с будущим доходом или токенизации капитала. Если токены проекта распределяются, токены обычно разблокируются линейно через 2-4 года.
• Другие: Сторона проекта обычно резервирует 3-5% токенов для поощрения экологических консультантов, организаций или отдельных лиц, обнаруживших технические лазейки в системе вознаграждений. В зависимости от типа проекта, тип участника будет варьироваться.

5. Токен

Если консенсус — это основа сетевых проектов, то токен — это кровь экономической системы. Значение от идеи проекта Web3 до разработки технологий, постэксплуатации, экологического развития и сообщества будет отражено в токене. Используйте «Модель трех токенов» доктора Сяо Фэна, чтобы понять проект DePIN.NFT — это цифровое доказательство DU, функциональный токен представляет право на использование DePIN, а токен безопасности представляет собой капитал юридического лица (учреждения-учредителя, производственного предприятия DU). или др.). В проекте DePIN обычно используются один или два функциональных токена для фиксации экологической ценности.Этот тип токена имеет следующие характеристики:

• Токены обычно раздаются участникам бесплатно в виде вознаграждений или аирдропов;
• Скорость выпуска токенов должна соответствовать темпам роста общей экономической активности;
• Токен будет использоваться в качестве платежного инструмента или сертификата управления в экосистеме;
• Токены возвращаются в качестве комиссий за транзакции или выкупаются командой основателей, а часть возвращенных токенов сжигается в соответствии с правилами, так что общая сумма будет продолжать уменьшаться, чтобы реализовать дефляцию экономической системы;
• Стоимость, захваченная токеном, исходит из реальных активов (RWA), и цена будет меняться из-за влияния высокочастотных транзакций на вторичном рынке. Чтобы позволить участникам самим сосредоточиться на экономической деятельности, функция актива токена и функция валюты обычно разделены, чтобы изолировать влияние колебаний цен на сторону рыночного приложения; типичная практика заключается в том, чтобы привязать валюту доллара США к стабильному платежному типу. монеты, и эти стабильные монеты можно получить только путем сжигания функциональных токенов с функциями актива.

6. Сообщество DAO

В рамках децентрализованной самоорганизующейся модели DAO любой желающий может инициировать различные предложения по развитию проекта DePIN или участвовать в голосовании по принятию решений по различным вопросам в любое время и в любом месте. Чтобы предотвратить атаки на управление, интересы управляющих, участвующих в предложении или голосовании, обычно тесно связаны с проектом DePIN, то есть любые убытки, вызванные негативным управлением, должны нести управляющие. в зависимости от количества заложенных функциональных Токенов и продолжительности залога прав губернаторов.

Сообществу DePIN DAO обычно необходимо управлять содержанием, включая, помимо прочего, следующее:

• Голосование по спискам квалифицированных поставщиков DU;
• Предложение по внедрению технологии DePIN и голосование;
• Различные предложения по параметрам и голоса, влияющие на экономическую модель DePIN;
• Итеративное предложение экономической модели и голосование.

(2) Экономическая модель

В платформенной интернет-экономике люди привыкли обсуждать бизнес-модели, но мало кто обсуждает экономические модели, а некоторые даже путают понятия бизнес-моделей и экономических моделей. Но в экономической системе Web3 мы можем увидеть существенную разницу между двумя концепциями, потому что каждый проект Web3 имеет свою собственную валютную систему. В проекте Web3 бизнес-модель описывает, как проект создает, доставляет и приобретает ценность, а экономическая модель описывает модель спроса и предложения и модель денежно-кредитной политики самого Токена. Экономическая модель Web3 и бизнес-модель не являются независимыми, потому что экономическая модель должна поддерживаться бизнес-моделью, а бизнес-модель определяет, как корректировать экономическую модель. Доктор Цзоу Чуанвэй, главный экономист Wanxiang Blockchain, делит разработку экономической модели на следующие этапы:

• Подумайте об экономических историях;
• Доработка «лесов» экономической модели;
• Определить объекты и сценарии использования токенизации, включая платежные инструменты;
• Определить инвестиционный и финансовый механизм общественных благ;
• Сформулировать стимулы для всех участников в децентрализованной и ненадежной среде;
• Определить эффективность захвата стоимости;
• Выберите вторичный рынок Токенов и оцените его влияние;
• В соответствии с потребностями пользователя и контролем рисков улучшайте детали экономической модели и продолжайте итерацию.

При разработке экономической модели DePIN следующие девять вопросов помогают участникам проекта и специалистам-практикам подумать о том, как разработать экономическую модель:

• Какова дорожная карта проекта?
• Какие товары поддерживаются в Интернете?
• Кто является поставщиками и покупателями соответствующих товаров? Какова их цель максимизации прибыли?
• Какова роль Токена в товарообороте?
• Как выдается токен? Как реализовать принцип Proof of Physical Work?
• Каковы виды использования токена? и как перепрошить?
• Как вы собираетесь мотивировать первых участников?
• Какие цели планируется достичь с помощью DAO?
• Какие нестабильные факторы в сети?

4. Резюме

DePIN фиксирует стоимость физической инфраструктуры реальных активов (RWA) через токен. Самоорганизуясь снизу вверх, пользователи привлекаются с помощью экономических механизмов, и масштабная полезность распределенной экономики используется полностью. Для сравнения, DePIN все еще находится на очень ранней стадии, а его бизнес-модель и экономическая модель проходят быструю итерацию. Хотя DePIN позволяет нам увидеть много возможностей, это не панацея.Исследуя ранние проекты, такие как Helium и Filecoin, мы можем обнаружить, что в бизнесе и технологиях все еще существуют границы, и он подходит не для всех сценариев. Резюме выглядит следующим образом: Следующие аспекты:

**1. DePIN применим к одному инфраструктурному сценарию, избегая многосценарных итераций, то есть избегая «необходимых и необходимых». ** Поскольку DePIN предполагает взаимодействие между устройствами в физическом мире, цели проекта и правила участия должны быть максимально упрощены, чтобы снизить порог познания проекта и избежать отклонения понимания участников из-за сложных правил и поведения участников. отклоняется от общей цели проекта Кейс.

** 2. При создании сети физической инфраструктуры, если есть управление и эксплуатация человеком, режим DePIN не применяется. ** С точки зрения четырех потоков цепочки поставок (бизнес-поток, логистика, поток капитала и поток информации), только когда звено покупки и продажи DU включает логистику, другие звенья могут быть завершены в цепочке, так что строительство распределенной сети физической инфраструктуры может быть уменьшено из-за различных трений. Каждый раз, когда добавляется дополнительная деятельность вне сети, такие трения необходимо решать централизованно в экономической деятельности DePIN, и эффект масштаба распределенной коммерции также может быть ослаблен.

**3.На начальном этапе разработки проекта сложно показать эффект масштаба распределенной экономики, только когда сеть превышает определенный масштаб (называемый «ключевым масштабом»), она может отражать преимущества по сравнению с централизованными коммерческими организациями. . ** Как показано на рис. 4, преимущества распределенных организаций с точки зрения расширения масштаба и создания ценности не реализуются до тех пор, пока не будет достигнут критический масштаб (где две линии пересекаются во второй раз). Поэтому, прежде чем проект DePIN достигнет критического масштаба, ему все еще необходимо полагаться на основную команду для развертывания узлов DePIN и продвижения сети слабо централизованным образом. После достижения критического масштаба основная команда обычно уходит, а управление сетью также передается сообществу, чтобы улучшить сетевой эффект за счет распределенного подхода.

Рисунок 4: J-кривая распределенной коммерции

Кроме того, разработка DePIN на данном этапе находится только на стадии построения сети и еще не открыла общего применения со стороны спроса. В будущем по-прежнему необходимо наблюдать за различными проблемами и узкими местами, возникающими в ходе проекта DePIN со стороны спроса, чтобы по-настоящему открыть деловой и экономический замкнутый цикл экологии DePIN.