Comprender DePIN: red de infraestructura física distribuida

Autores: Wang Puyu, Zou Chuanwei @ HashKey Tokenisation

Si compramos un pequeño dispositivo estandarizado (como un enrutador inalámbrico) a un costo muy bajo, puede comunicarse con dispositivos periféricos similares, o incluso con dispositivos comprados por residentes de otros países y regiones, y formar una red.Una enorme infraestructura física red (como red de almacenamiento, red de comunicación, red de datos, etc.), ¿qué tipo de cambios traerá esto a la industria? Debido a que tiene un dispositivo pequeño estandarizado, todos se convierten en co-constructores de la red y, al mismo tiempo, tienen derecho a las ganancias y al gobierno de la red. Para los usuarios, estas redes o servicios de datos se pueden utilizar en cualquier momento, en cualquier lugar y sin permiso a un costo muy bajo. El uso frecuente de servicios de red o de datos por parte de los usuarios puede generar ingresos pasivos continuos para los constructores de redes. Sin la coordinación de instituciones centralizadas y procesos de aprobación complicados, se ha construido una enorme red de infraestructura. Parece difícil de lograr, pero está ocurriendo rápidamente a nuestro alrededor.Este tipo de actividad económica tiene un nuevo término llamado Red de Infraestructura Física Descentralizada (DePIN para abreviar).

1. ¿Qué es DePIN?

**DePIN es un nuevo término de Web3 derivado de la prueba de carga de trabajo física PoPW, MachineFi, etc. DePIN (red de infraestructura física distribuida) se refiere al uso de la economía de fichas para motivar y coordinar a los miembros de la comunidad para completar varias tareas físicas. de la red de infraestructuras sigue el principio de "cuantas más aportaciones, más beneficios". **Messari divide la vía **DePIN en cuatro secciones principales: red de servicios, red inalámbrica, red de sensores y red de energía. **

Figura 1: Mapa de distribución ecológica DePIN Fuente:

2. ¿Por qué DePIN?

En términos de construcción de infraestructura digital, DePIN ha aprovechado al máximo las ventajas de la economía de encriptación en organizaciones distribuidas y ha logrado una rápida expansión de la red de una manera organizativa de abajo hacia arriba, de bajo costo y de alta eficiencia, cambiando la anterior top- problema de alto gasto y baja efectividad.

1. Red tradicional de infraestructura física centralizada CePIN

La construcción de redes de infraestructura es una tarea costosa y que requiere mucho tiempo. Tomando como ejemplo la construcción de estaciones base 5G en China, desde 2017 hasta finales de 2021, se construyó e inauguró un total de 1,425 millones de estaciones base 5G, con un costo de 184,9 mil millones de yuanes.

2. DePIN (Red de Infraestructura Física Descentralizada)

Helium adopta un método distribuido, implementando 833 000 pequeñas estaciones base (puntos calientes) en solo 31 meses, cubriendo 175 países y manteniendo una tasa de crecimiento de 30 000 unidades por mes durante mucho tiempo. Y en comparación con CePIN, el costo de construcción inicial de DePIN puede ignorarse.

Figura 2: Mapa de distribución de células pequeñas (puntos calientes) de helio Fuente:

Sin juzgar el éxito del modelo comercial de Helium, Helium ha mantenido una tasa de crecimiento de 30 000 puntos de acceso por mes durante mucho tiempo en los últimos 3 años, lo que demuestra la viabilidad del paradigma DePIN con costos operativos casi insignificantes.

3. ¿Cómo diseñar DePIN?

Intentamos explorar cómo implementar DePIN desde dos aspectos: los componentes del ecosistema DePIN y el modelo económico.

(1) Elementos de la economía DePIN

**El ecosistema DePIN consta de 6 elementos: DU de hardware físico, mecanismo de incentivos, acuerdo de consenso, contribuyentes, Token y comunidad DAO. **

1. DU de hardware físico

La Unidad DePIN (DU para abreviar), generalmente un dispositivo IoT, es la unidad básica que conecta el mundo físico y el mundo digital en la red DePIN. Tomemos como ejemplo los proyectos de rápido crecimiento en el mercado: la DU del mapa distribuido de Street View Hivemapper es una grabadora de conducción estandarizada, la DU de la red de área amplia de baja potencia Helium es una máquina de minería de red (punto caliente) y el DU de la red de energías renovables Arkreen es un panel solar fotovoltaico. Para garantizar que, bajo la organización distribuida, los contribuyentes de diferentes regiones, diferentes orígenes y diferentes cogniciones puedan participar en la construcción de DePIN sin fricción, DU debe cumplir las siguientes condiciones tanto como sea posible:

• DU está estandarizado y puede ser plug and play
• Los contribuyentes no necesitan mantener DU con frecuencia
• El costo de DU es inversamente proporcional a la escala de la red, por lo que el costo de DU debe reducirse tanto como sea posible Actualmente, el precio unitario de DU de diferentes proyectos en el mercado se controla entre 200-500 dólares estadounidenses.

2. Mecanismo de incentivos

El mecanismo de incentivos es la clave para el desarrollo ordenado del proyecto DePIN La comunidad del proyecto necesita aplicar hábilmente el mecanismo de incentivos para alinear los objetivos de comportamiento de los contribuyentes para lograr el desarrollo a gran escala de la red de infraestructura. Además, la comunidad del proyecto primero debe formular estándares de recompensa de comportamiento adecuados para su desarrollo a gran escala de acuerdo con el tipo de infraestructura. Por ejemplo, para expandir la cobertura de red de Helium, las áreas con baja densidad de cobertura de red obtendrán recompensas más altas que las áreas con alta densidad; para evitar que las personas hagan el mal, no se pueden obtener recompensas para áreas con densidad de cobertura demasiado baja; Con altos ingresos, los mineros racionales suelen optar por colocar máquinas de extracción de helio en áreas con densidad moderada. De igual manera, Arkreen motiva a los contribuyentes en función de su capacidad de generación de energía, para los contribuyentes racionales, las máquinas mineras se instalarán en lugares con iluminación idónea. En general, el diseño del mecanismo de incentivos generalmente debe seguir los siguientes principios:

• El proyecto tiene objetivos generales y subobjetivos claros. Solo hay un objetivo general y puede haber múltiples objetivos secundarios. Sin embargo, cada subobjetivo adicional aumentará exponencialmente la dificultad de comprensión del proyecto.
• Los diferentes contribuyentes deben tener comportamientos definidos, es decir, el estándar de recompensa minera (X para ganar). No debe haber demasiados tipos de contribuyentes. Cada X adicional para ganar aumentará la complejidad del sistema.
• Los incentivos también son una forma de distribución de tokens. El número de distribuciones debe diseñarse de acuerdo con la circulación total del mercado, para evitar que el precio de los tokens caiga debido a la emisión excesiva de tokens.

3. Mecanismo de consenso

CePIN se implementa y desarrolla bajo el control absoluto de una organización centralizada. Sin embargo, DePIN es distribuido, sin confianza y anónimo, y no existe la coordinación organizativa de una organización centralizada, por lo tanto, se deben utilizar uno o más mecanismos de consenso para ayudar a todos los participantes a llegar a un consenso mientras se garantiza la seguridad de la red y el desarrollo sostenible. La seguridad y sostenibilidad de la red de la que hablamos tiene dos significados, el primer significado es la seguridad y sostenibilidad de la red de infraestructura formada por diferentes equipos, es decir, los equipos pueden formar una red de infraestructura y garantizar un funcionamiento seguro y normal. un problema técnico, requiere que la parte del proyecto realice una evaluación completa antes del lanzamiento del proyecto DePIN; el segundo significado es la seguridad y la sostenibilidad del desarrollo de la red a nivel de actividades económicas en la cadena de bloques, incluida la verificación de la autenticidad de DU en el mundo físico Y verificar la confiabilidad de los datos de DU en la cadena. Como se muestra en la Figura 3, solo se puede garantizar que los datos de actividad económica en la cadena de bloques sean resistentes a la manipulación después de cargarlos en la cadena, pero no se puede garantizar la autenticidad de los datos en la cadena. Por ejemplo, si los datos son atacados y manipulados en el lado del dispositivo, después de que los datos se carguen en la cadena, solo puede garantizar que los datos no serán manipulados dos veces, pero no hay garantía de que los datos sean verdaderos. Por lo tanto, debemos verificar la autenticidad de los datos a través del algoritmo de consenso antes de cargar los datos del dispositivo en la cadena; solo los datos aprobados por todos los contribuyentes pueden cargarse en la cadena, para garantizar el desarrollo sostenible de la ecología.

Figura 3: Límite de Blockchain y límite de consenso Fuente: "Lo que Blockchain puede y no puede hacer" Xu Zhong, Zou Chuanwei

En esta parte, discutimos el mecanismo de consenso solo para el segundo nivel, es decir, la seguridad de la red y la sostenibilidad a nivel de las actividades económicas de la cadena de bloques. Se divide en dos aspectos: primero, la equidad y precisión de la contabilidad en la cadena, que es la base y el sustento de la colaboración descentralizada; en segundo lugar, la autenticidad de varios nodos o datos en la red, para evitar que los perpetradores cambien la ubicación de los nodos o envíen datos falsos para defraudar las recompensas ecológicas. El primero es un tema que las partes del proyecto deben considerar cuando se preparan para construir su propia cadena de bloques, como mecanismos de consenso como PoW o PoS; el segundo es que todas las partes del proyecto DePIN deben considerar cómo diseñar mecanismos de consenso desde la perspectiva de la tecnología. y algoritmos. Por ejemplo, el proyecto Arkreen adopta el mecanismo de consenso Prueba de generación de energía verde (PoGG).El proceso general es el siguiente: Primero, todos los DU toman muestras de datos PoGG cada 5 minutos y los almacenan en caché localmente, y reportan 12 piezas de datos al Arkreen Network cada hora.Grabar. En segundo lugar, después del final del ciclo de recompensas anterior, Arkreen Network utiliza el método VRF (función aleatoria verificable) para generar un valor aleatorio, combinado con el atributo DU del ciclo actual, para descartar a los mineros que tienen la oportunidad de recibir recompensas en este ciclo Luego, Arkreen Network verifica la credibilidad de los datos de PoGG y eliminará los DU que se consideren datos falsos. Finalmente, las recompensas en el ciclo actual se distribuyen según el peso de los UD calificados. Arkreen garantiza la autenticidad y confiabilidad de los datos de la red a través del método PoGG mencionado anteriormente. En general, el diseño del mecanismo de consenso DePIN debe seguir los siguientes principios:

• El diseño del mecanismo de consenso DePIN sigue el principio de Prueba de obras físicas.
• La prueba es el camino del consenso, el trabajo físico es el objeto del consenso, como el trabajo físico de Helium es la cobertura, el trabajo físico de Filecoin es la replicación y el espacio-tiempo.
• Para lograr la autoorganización del sistema y mantener la sostenibilidad del sistema, es necesario demostrar repetidamente qué Obras Físicas requiere el proyecto DePIN.
• No existe una solución óptima para el diseño de prueba. Debe diseñarse a partir de dos niveles de tecnología y algoritmo, y requiere una verificación iterativa a largo plazo del método de trabajos físicos.
• Todas las reglas de consenso están integradas en el chip DU, y el proceso de consenso se completa automáticamente sin ninguna operación por parte del propietario de DU, pero cualquiera puede verificar la autenticidad y confiabilidad del proceso de consenso.

4. Colaboradores

Los colaboradores generalmente se clasifican en las siguientes 6 categorías:

• **Iniciador del proyecto DePIN: **Por lo general, DePIN tiene una organización o varias personas como iniciadores del proyecto, que son responsables del desarrollo temprano de la tecnología DU, el desarrollo del sistema, la implementación de contratos en cadena y el desarrollo de la comunidad DePIN, etc. En la distribución de Token, el iniciador del proyecto DePIN se quedará con un cierto porcentaje de Token a cambio.
• **Propietario de DU: **DU es un pequeño dispositivo estandarizado comprado a través de canales designados por la comunidad, y los propietarios de DU también se conocen como mineros. De acuerdo con el objetivo común, los propietarios de DU pueden participar en la construcción de la red instalando el equipo en una posición con mayores ganancias actuales, este proceso se denomina minería DePIN.
• **Verificador de autenticidad DU: **En un entorno sin confianza, se garantiza que los equipos propiedad de diferentes mineros operen normalmente de acuerdo con las reglas del sistema, lo que tiene un impacto muy importante en la estabilidad de la red de infraestructura física. Si los datos del dispositivo se cargan directamente en la cadena, solo puede garantizar que los datos de la cadena no se puedan alterar, pero no puede garantizar la autenticidad de los datos de la cadena. Por lo tanto, se necesita el surgimiento del rol de verificador, y participan en la verificación de la autenticidad de los datos del dispositivo con reglas especiales.
• **Community Manager: **En el proceso de colaboración distribuida, la equidad, la apertura y la transparencia son muy importantes en la gobernanza. Para evitar que el gobernador haga el mal, el gobernador generalmente necesita prometer una cierta cantidad de Tokens. El derecho de gobierno está relacionado con la cantidad prometida y la duración del Token, para darse cuenta de la fuerte relación vinculante entre el gobernador y el intereses ecológicos.
• **Inversionistas del proyecto: **Al igual que las empresas tradicionales, en la etapa inicial del proyecto antes de que se emitan los tokens, todavía es necesario depender de instituciones de inversión externas para apoyar a los patrocinadores del proyecto en tecnología y gastos comerciales. Las instituciones de inversión generalmente serán recompensadas con el capital principal del patrocinador del proyecto DePIN o la asignación de tokens del proyecto DePIN. Si se utiliza el capital principal, la institución de inversión debe esperar hasta que el patrocinador del proyecto DePIN salga después de la OPI, o hasta que la parte del proyecto DePIN se retire a través de la tokenización de STO con ingresos futuros o tokenización de capital. Si se asignan tokens de proyecto, los tokens generalmente se desbloquearán linealmente en 2 a 4 años.
• Otros: La parte del proyecto suele reservar entre el 3 y el 5 % de los tokens para recompensar a consultores ecológicos, instituciones o personas que descubran lagunas técnicas en el sistema de recompensas. Dependiendo del tipo de proyecto, el tipo de colaborador variará.

5. Simbólico

Si el consenso es la base de los proyectos en cadena, entonces Token es la sangre del sistema económico. El valor de la idea del proyecto Web3 para el desarrollo tecnológico, la postoperación, el desarrollo ecológico y la comunidad se reflejarán en Token. Use el "Modelo de tres tokens" del Dr. Xiao Feng para comprender el proyecto DePIN. NFT es la prueba digital de DU, el token funcional representa el derecho a usar DePIN y el token de seguridad representa el capital de la empresa de la entidad (institución fundadora, empresa de producción de DU u otras personas). En el proyecto DePIN se utilizan generalmente uno o dos tokens funcionales para capturar el valor ecológico, este tipo de token tiene las siguientes características:

• Los tokens generalmente se distribuyen a los contribuyentes de forma gratuita en forma de recompensas o airdrops;
• La velocidad de emisión de tokens debe coincidir con la tasa de crecimiento de la actividad económica total;
• El token se utilizará como herramienta de pago o certificado de gobernanza en el ecosistema;
• Los tokens se devuelven como tarifas de transacción o son recomprados por el equipo fundador, y parte de los tokens devueltos se queman de acuerdo con las reglas, de modo que la cantidad total seguirá disminuyendo, a fin de realizar la deflación del sistema económico;
• El valor capturado por Token proviene de activos del mundo real (RWA), y el precio cambiará debido al impacto de las transacciones de alta frecuencia en el mercado secundario. Para permitir que los participantes se concentren en las actividades económicas, la función de activo y la función de moneda de Token generalmente se separan para aislar el impacto de las fluctuaciones de precios en el lado de la aplicación del mercado; la práctica típica es anclar la moneda del dólar estadounidense para emitir un tipo de pago estable. monedas, y este tipo de monedas estables solo se pueden obtener quemando tokens funcionales con funciones de activos.

6. Comunidad DAO

Bajo el modelo DAO de autoorganización descentralizada, cualquier persona puede iniciar varias propuestas para el desarrollo del proyecto DePIN o participar en la votación de toma de decisiones sobre diversos asuntos en cualquier momento y en cualquier lugar. Para evitar ataques a la gobernabilidad, los intereses de los gobernadores que participan en la propuesta o la votación suelen estar fuertemente vinculados al proyecto DePIN, es decir, cualquier pérdida causada por una gobernabilidad negativa debe ser asumida por los gobernadores. El método típico es decidir de acuerdo con el número de Tokens funcionales prometidos y la duración del compromiso los derechos de los gobernadores.

La comunidad DePIN DAO generalmente necesita gobernar los contenidos, incluidos, entre otros, los siguientes:

• Votación de la lista de proveedores de UE calificados;
• Propuesta de implementación de la tecnología DePIN y votación;
• Varias propuestas de parámetros y votaciones que afectan el modelo económico DePIN;
• Propuesta iterativa del modelo económico y votación.

(2) Modelo Económico

En la economía de la plataforma de Internet, las personas están acostumbradas a discutir modelos de negocios, pero pocos hablan de modelos económicos, y algunos incluso confunden los conceptos de modelos de negocios y modelos económicos. Pero en el sistema económico Web3, podemos ver la diferencia esencial entre los dos conceptos, porque cada proyecto Web3 tiene su propio sistema monetario. En el proyecto Web3, el modelo de negocio describe cómo el proyecto crea, entrega y adquiere valor, mientras que el modelo económico describe el modelo de oferta y demanda y el modelo de política monetaria de Token en sí. El modelo económico y el modelo comercial de Web3 no son independientes, porque el modelo económico debe ser llevado por el modelo comercial, y el modelo comercial determina cómo ajustar el modelo económico. El Dr. Zou Chuanwei, economista jefe de Wanxiang Blockchain, divide el diseño del modelo económico en los siguientes pasos:

• Piense en historias económicas;
• Refinar el "andamiaje" del modelo económico;
• Determinar los objetos y escenarios de uso de la tokenización, incluidas las herramientas de pago;
• Determinar el mecanismo de inversión y financiamiento de los bienes públicos;
• Formular incentivos para todos los participantes en un entorno descentralizado y sin confianza;
• Determinar la efectividad de la captura de valor;
• Seleccionar el mercado secundario de Token y evaluar su impacto;
• De acuerdo a las necesidades del usuario y control de riesgos, mejorar los detalles del modelo económico y seguir iterando.

En el diseño del modelo económico DePIN, las siguientes nueve preguntas ayudan a las partes del proyecto y a los profesionales a pensar en cómo diseñar un modelo económico:

• ¿Cuál es la hoja de ruta del proyecto?
• ¿Qué productos se admiten en Internet?
• ¿Quiénes son los oferentes y demandantes de los bienes en cuestión? ¿Cuál es su objetivo de maximización de beneficios?
• ¿Cuál es el papel de Token en la circulación de mercancías?
• ¿Cómo se emite el Token? ¿Cómo incorporar el principio de Prueba de Trabajo Físico?
• ¿Cuáles son los usos de Token? y como refluir?
• ¿Cómo vas a motivar a los primeros contribuyentes?
• ¿Qué metas se planean lograr a través de DAO?
• ¿Cuáles son los factores inestables en la red?

4. Resumen

DePIN captura el valor de la infraestructura física de los activos del mundo real (RWA) a través de Token. De una manera autoorganizada de abajo hacia arriba, los usuarios son atraídos a través de mecanismos económicos y la utilidad de escala de la economía distribuida se utiliza por completo. En comparación, DePIN aún se encuentra en una etapa muy temprana y su modelo comercial y económico están experimentando una rápida iteración. Aunque DePIN nos permite ver muchas posibilidades, no es una panacea.A través de la investigación de proyectos iniciales como Helium y Filecoin, podemos encontrar que todavía hay límites en los negocios y la tecnología, y no es adecuado para todos los escenarios. El resumen es el siguiente: Los siguientes aspectos:

**1. DePIN es aplicable a un solo escenario de infraestructura, evitando iteraciones de múltiples escenarios, es decir, evitando "necesario y necesario". **Debido a que DePIN implica la interacción entre dispositivos en el mundo físico, los objetivos del proyecto y las reglas de participación deben simplificarse tanto como sea posible para reducir el umbral de cognición del proyecto y evitar la desviación de comprensión de los contribuyentes debido a reglas complejas y al comportamiento de los contribuyentes. se desvía del objetivo general del caso del proyecto.

**2.En el establecimiento de red de infraestructura física, si hay gestión y operación humana, la modalidad DePIN no es aplicable. ** Desde la perspectiva de los cuatro flujos de la cadena de suministro (flujo de negocios, logística, flujo de capital y flujo de información), solo cuando el eslabón de compra y venta de UI involucra logística, se pueden completar otros eslabones en la cadena, de modo que la La construcción de una red de infraestructura física distribuida puede reducirse de varias fricciones. Cada vez que se agrega una actividad adicional fuera de la cadena, tales fricciones deben resolverse de manera centralizada en las actividades económicas de DePIN, y el efecto de escala del comercio distribuido también puede debilitarse.

**3. En la etapa inicial de desarrollo del proyecto, es difícil mostrar el efecto de escala de la economía distribuida. Solo cuando la red supera una cierta escala (llamada "escala clave") puede reflejar las ventajas relativas a las organizaciones comerciales centralizadas. . ** Como se muestra en la Figura 4, las ventajas de las organizaciones distribuidas en términos de expansión de escala y creación de valor no se realizan hasta que se alcanza la escala crítica (donde las dos líneas se cruzan por segunda vez). Por lo tanto, antes de que el proyecto DePIN alcance una escala crítica, aún necesita confiar en el equipo central para implementar los nodos DePIN y hacer avanzar la red de una manera débilmente centralizada. Después de alcanzar una escala crítica, el equipo central generalmente se retirará y la gobernanza de la red también se entregará a la comunidad para mejorar el efecto de la red a través de un enfoque distribuido.

Figura 4: La curva J del comercio distribuido

Además, el desarrollo de DePIN en esta etapa se encuentra solo en la etapa de construcción de la red y aún no ha abierto la aplicación general en el lado de la demanda. En el futuro, todavía es necesario observar los diversos problemas y cuellos de botella encontrados en el progreso del proyecto DePIN en el lado de la demanda, para abrir verdaderamente el circuito cerrado comercial y económico de la ecología DePIN.