Comprendre DePIN : réseau d'infrastructure physique distribuée

Auteurs : Wang Puyu, Zou Chuanwei @ HashKey Tokenisation

Si nous achetons un petit appareil standardisé (comme un routeur sans fil) à très bas prix, il peut communiquer avec des périphériques similaires, ou même avec des appareils achetés par des résidents d'autres pays et régions, et former un réseau. réseau (tel que le réseau de stockage, le réseau de communication, le réseau de données, etc.), quels types de changements cela apportera-t-il à l'industrie ? Du fait d'avoir un petit appareil standardisé, chacun devient co-constructeur du réseau, et en même temps a droit au profit et à la gouvernance du réseau. Pour les utilisateurs, ces réseaux ou services de données peuvent être utilisés à tout moment, n'importe où et sans autorisation à un coût très faible. L'utilisation fréquente de services de réseau ou de données par les utilisateurs peut apporter un revenu passif continu aux constructeurs de réseaux. Sans la coordination d'institutions centralisées et de processus d'approbation compliqués, un immense réseau d'infrastructures a été construit. Cela semble difficile à réaliser, mais cela se produit rapidement autour de nous.Ce type d'activité économique a un nouveau terme appelé Réseau décentralisé d'infrastructures physiques (DePIN en abrégé).

1. Qu'est-ce que le DePIN ?

**DePIN est un nouveau terme Web3 dérivé de la preuve de charge de travail physique PoPW, MachineFi, etc. le réseau d'infrastructure suit le principe "plus il y a de contributions, plus il y a de bénéfices". **Messari divise la piste **DePIN en quatre grandes sections : réseau de services, réseau sans fil, réseau de capteurs et réseau d'énergie. **

Figure 1 : Carte de répartition écologique DePIN Source :

2. Pourquoi DePIN ?

En termes de construction d'infrastructures numériques, DePIN a pleinement exploité les avantages de l'économie du cryptage dans les organisations distribuées et a réalisé une expansion rapide du réseau de manière ascendante, à faible coût et à haute efficacité, en changeant l'ancien top- problèmes de dépenses élevées et de faible efficacité.

1. Réseau d'infrastructure physique centralisé traditionnel CePIN

La construction d'un réseau d'infrastructures est une tâche coûteuse et chronophage. Prenant l'exemple de la construction de stations de base 5G en Chine, de 2017 à fin 2021, un total de 1,425 million de stations de base 5G ont été construites et ouvertes, pour un coût de 184,9 milliards de yuans.

2. DePIN (Réseau d'Infrastructures Physiques Décentralisées)

Helium adopte une méthode distribuée, déployant 833 000 petites stations de base (points chauds) en seulement 31 mois, couvrant 175 pays, et maintenant un taux de croissance de 30 000 unités par mois pendant longtemps. Et par rapport à CePIN, le coût de construction initial de DePIN peut être ignoré.

Figure 2 : Carte de distribution des petites cellules d'hélium (points chauds) Source :

Sans juger du succès du modèle économique d'Helium, Helium a maintenu un taux de croissance de 30 000 hotspots par mois pendant une longue période au cours des 3 dernières années, prouvant la faisabilité du paradigme DePIN avec des coûts d'exploitation presque négligeables.

3. Comment mettre en page DePIN ?

Nous essayons d'explorer comment déployer DePIN sous deux aspects : les composants de l'écosystème DePIN et le modèle économique.

(1) Éléments de l'économie DePIN

**L'écosystème DePIN se compose de 6 éléments : DU matériel physique, mécanisme d'incitation, accord de consensus, contributeurs, Token et communauté DAO. **

1. DU matériel physique

L'unité DePIN (DU en abrégé), généralement un appareil IoT, est l'unité de base qui relie le monde physique et le monde numérique dans le réseau DePIN. Prenons l'exemple des projets à croissance rapide sur le marché. Le DU de la carte Street View distribuée Hivemapper est un enregistreur de conduite standardisé, le DU du réseau étendu à faible puissance Helium est une machine d'extraction de réseau (point chaud) et le DU du réseau d'énergie renouvelable Arkreen est un panneau solaire photovoltaïque. Afin de garantir que, dans le cadre de l'organisation distribuée, des contributeurs de différentes régions, de différents horizons et de différentes cognitions puissent participer à la construction de DePIN sans friction, DU doit autant que possible remplir les conditions suivantes :

• DU est standardisé et peut être plug and play
• Les contributeurs n'ont pas besoin de maintenir DU fréquemment
• Le coût DU est inversement proportionnel à l'échelle du réseau, il est donc nécessaire de réduire autant que possible le coût DU.Actuellement, le prix unitaire DU des différents projets sur le marché est contrôlé entre 200 et 500 dollars américains.

2. Mécanisme incitatif

Le mécanisme d'incitation est la clé du développement ordonné du projet DePIN. La communauté du projet doit appliquer habilement le mécanisme d'incitation pour aligner les objectifs comportementaux des contributeurs afin de réaliser le développement à grande échelle du réseau d'infrastructures. En outre, la communauté du projet doit d'abord formuler des normes de récompense comportementales adaptées à son développement à grande échelle en fonction du type d'infrastructure. Par exemple, afin d'étendre la couverture du réseau d'Hélium, les zones à faible densité de couverture du réseau recevront des récompenses plus élevées que les zones à forte densité ; afin d'empêcher les gens de faire le mal, les récompenses ne peuvent pas être obtenues pour les zones à trop faible densité de couverture ; en résumé, pour plus Avec des revenus élevés, les mineurs rationnels choisissent généralement de placer des machines d'extraction d'hélium dans des zones à densité modérée. De même, Arkreen motive les contributeurs en fonction de leur capacité de production d'électricité.Pour les contributeurs rationnels, les engins de minage seront installés dans des lieux bénéficiant d'un éclairage idéal. Dans l'ensemble, la conception du mécanisme d'incitation doit généralement suivre les principes suivants :

• Le projet a des objectifs généraux et des sous-objectifs clairs. Il n'y a qu'un seul objectif global et il peut y avoir plusieurs sous-objectifs. Cependant, chaque sous-objectif supplémentaire augmentera la difficulté de compréhension du projet de manière exponentielle
• Les différents contributeurs doivent avoir des comportements définis, c'est-à-dire la norme de récompense minière (X pour gagner). Il ne doit pas y avoir trop de types de contributeurs. Chaque X supplémentaire pour gagner augmentera la complexité du système.
• Les incitations sont également un moyen de distribution de jetons, et le nombre de distributions doit être conçu en fonction de la circulation totale du marché, afin d'éviter que le prix des jetons ne baisse en raison de jetons sur-émis.

3. Mécanisme de consensus

CePIN est déployé et développé sous le contrôle absolu d'une organisation centralisée. Cependant, DePIN est distribué, sans confiance et anonyme, et il n'y a pas de coordination organisationnelle d'une organisation centralisée.Par conséquent, un ou plusieurs mécanismes de consensus doivent être utilisés pour aider tous les participants à parvenir à un consensus tout en assurant la sécurité du réseau et le développement durable. La sécurité et la durabilité du réseau dont nous parlons comprennent deux significations. La première signification est la sécurité et la durabilité du réseau d'infrastructure formé par différents équipements, c'est-à-dire que l'équipement peut former un réseau d'infrastructure et assurer un fonctionnement sûr et normal. une question technique, oblige la partie projet à faire une évaluation complète avant le lancement du projet DePIN ; le deuxième sens est la sécurité et la durabilité du développement du réseau au niveau des activités économiques sur la blockchain, y compris la vérification de l'authenticité des DU dans le monde physique Et vérifier la fiabilité des données DU sur la chaîne. Comme le montre la figure 3, les données d'activité économique sur la blockchain ne peuvent être garanties inviolables qu'après avoir été téléchargées sur la chaîne, mais l'authenticité des données sur la chaîne ne peut être garantie. Par exemple, si les données sont attaquées et falsifiées du côté de l'appareil, une fois les données téléchargées sur la chaîne, cela ne peut que garantir que les données ne seront pas falsifiées deux fois, mais il n'y a aucune garantie que les données sont vraies. Par conséquent, nous devons vérifier l'authenticité des données via l'algorithme de consensus avant que les données de l'appareil ne soient téléchargées dans la chaîne ; seules les données approuvées par tous les contributeurs peuvent être téléchargées dans la chaîne, afin d'assurer le développement durable de l'écologie.

Figure 3 : Limite de la blockchain et limite du consensus Source : "Ce que la blockchain peut et ne peut pas faire" Xu Zhong, Zou Chuanwei

Dans cette partie, nous n'abordons le mécanisme de consensus que pour le deuxième niveau, c'est-à-dire la sécurité et la durabilité du réseau au niveau des activités économiques de la blockchain. Il est divisé en deux aspects : premièrement, l'équité et l'exactitude de la comptabilité en chaîne, qui est la base et la bouée de sauvetage de la collaboration décentralisée ; deuxièmement, l'authenticité des différents nœuds ou données sur le réseau, afin d'empêcher les auteurs de modifier l'emplacement des nœuds ou d'envoyer de fausses données pour frauder les récompenses écologiques. Le premier est un problème que les parties au projet doivent prendre en compte lors de la préparation de la construction de leur propre blockchain, comme les mécanismes de consensus tels que PoW ou PoS ; le second est que toutes les parties au projet DePIN doivent réfléchir à la manière de concevoir des mécanismes de consensus du point de vue de la technologie. et algorithmes. Par exemple, le projet Arkreen adopte le mécanisme de consensus Proof of Green-Energy Generation (PoGG) Le processus général est le suivant : Tout d'abord, tous les DU échantillonnent les données PoGG toutes les 5 minutes et les mettent en cache localement, et rapportent 12 éléments de données au Arkreen Network toutes les heures. Deuxièmement, après la fin du cycle de récompense précédent, Arkreen Network utilise la méthode VRF (Fonction aléatoire vérifiable) pour générer une valeur aléatoire, combinée à l'attribut DU du cycle en cours, pour filtrer les mineurs qui ont la possibilité de recevoir des récompenses dans ce circuit. Ensuite, Arkreen Network vérifie la crédibilité des données PoGG et éliminera les DU jugés être de fausses données. Enfin, les récompenses du cycle en cours sont réparties en fonction du poids des DU qualifiés. Arkreen garantit l'authenticité et la fiabilité des données du réseau grâce à la méthode PoGG mentionnée ci-dessus. Dans l'ensemble, la conception du mécanisme de consensus DePIN doit suivre les principes suivants :

• La conception du mécanisme de consensus DePIN suit le principe de la preuve des travaux physiques.
• La preuve est la voie du consensus, les travaux physiques font l'objet d'un consensus, tels que le travail physique d'hélium est la couverture, le travail physique de Filecoin est la réplication et l'espace-temps.
• Afin de réaliser l'auto-organisation du système et de maintenir la durabilité du système, il est nécessaire de démontrer à plusieurs reprises les travaux physiques requis par le projet DePIN.
• Il n'existe pas de solution optimale pour le Proof design, il doit être conçu à partir de deux niveaux de technologie et d'algorithme, et nécessite une vérification itérative à long terme de la méthode des Travaux Physiques.
• Toutes les règles de consensus sont intégrées dans la puce DU, et le processus de consensus est complété automatiquement sans aucune opération par le propriétaire DU, mais l'authenticité et la fiabilité du processus de consensus peuvent être vérifiées par n'importe qui.

4. Contributeurs

Les contributeurs appartiennent généralement aux 6 catégories suivantes :

• ** Initiateur du projet DePIN : ** Généralement, DePIN a une organisation ou plusieurs personnes en tant qu'initiateurs de projet, qui sont responsables du développement précoce de la technologie DU, du développement du système, du déploiement des contrats en chaîne et du développement de la communauté DePIN, etc. Dans la distribution de Token, l'initiateur du projet DePIN conservera un certain pourcentage de Token en retour.
• **Propriétaire DU : **DU est un petit appareil standardisé acheté via des canaux désignés par la communauté, et les propriétaires de DU sont également connus sous le nom de mineurs. Selon l'objectif commun, les propriétaires d'UA peuvent participer à la construction du réseau en installant l'équipement dans une position avec des bénéfices actuels plus élevés.Ce processus est appelé minage DePIN.
• ** Vérificateur d'authenticité DU : ** Dans un environnement sans confiance, il est garanti que l'équipement appartenant à différents mineurs fonctionne normalement selon les règles du système, ce qui a un impact très important sur la stabilité du réseau d'infrastructure physique. Si les données de l'appareil sont directement téléchargées sur la chaîne, cela ne peut que garantir que les données sur la chaîne ne peuvent pas être altérées, mais ne peut pas garantir l'authenticité des données sur la chaîne. Par conséquent, l'émergence du rôle de vérificateur est nécessaire, et ils participent à la vérification de l'authenticité des données de l'appareil avec des règles spéciales.
• **Community Manager : **Dans le processus de collaboration distribuée, l'équité, l'ouverture et la transparence sont très importantes dans la gouvernance. Afin d'empêcher le gouverneur de faire le mal, le gouverneur doit généralement mettre en gage un certain nombre de jetons. Le droit de gouvernance est lié au montant et à la durée du jeton mis en gage, afin de réaliser la relation de liaison forte entre le gouverneur et le intérêts écologiques.
• **Investisseurs de projet : **Comme les entreprises traditionnelles, au stade précoce du projet avant l'émission des jetons, il est toujours nécessaire de s'appuyer sur des institutions d'investissement externes pour soutenir les sponsors du projet dans les dépenses technologiques et commerciales. Les institutions d'investissement seront généralement récompensées par les capitaux propres du sponsor du projet DePIN ou par l'attribution de jetons de projet DePIN. Si le capital principal est utilisé, l'institution d'investissement doit attendre que le sponsor du projet DePIN se retire après l'introduction en bourse, ou que la partie au projet DePIN se retire via la tokenisation STO avec un revenu futur ou une tokenisation des capitaux propres. Si des jetons de projet sont alloués, les jetons seront généralement déverrouillés de manière linéaire en 2 à 4 ans.
• Autres : La partie projet réserve généralement 3 à 5 % des jetons pour récompenser les consultants écologiques, les institutions ou les particuliers qui découvrent des failles techniques dans le système de récompense. Selon le type de projet, le type de contributeur variera.

5. Jeton

Si le consensus est le fondement des projets en chaîne, alors Token est le sang du système économique. La valeur de l'idée de projet Web3 au développement technologique, à la post-exploitation, au développement écologique et à la communauté se reflétera dans Token. Utilisez le "modèle à trois jetons" du Dr Xiao Feng pour comprendre le projet DePIN. NFT est la preuve numérique de DU, le jeton fonctionnel représente le droit d'utiliser DePIN et le jeton de sécurité représente le capital de l'entreprise entité (institution fondatrice, entreprise de production DU ou autres). Dans le projet DePIN, un ou deux jetons fonctionnels sont généralement utilisés pour capter la valeur écologique.Ce type de jeton présente les caractéristiques suivantes :

• Les jetons sont généralement distribués gratuitement aux contributeurs sous forme de récompenses ou de parachutages ;
• La vitesse d'émission des jetons doit correspondre au taux de croissance de l'activité économique totale ;
• Le jeton sera utilisé comme outil de paiement ou certificat de gouvernance dans l'écosystème ;
• Les jetons sont restitués sous forme de frais de transaction ou rachetés par l'équipe fondatrice, et une partie des jetons restitués est brûlée selon les règles, de sorte que le montant total continuera de diminuer, de manière à réaliser la déflation du système économique ;
• La valeur capturée par Token provient des actifs du monde réel (RWA), et le prix changera en raison de l'impact des transactions à haute fréquence sur le marché secondaire. Afin de permettre aux participants de se concentrer eux-mêmes sur les activités économiques, la fonction d'actif et la fonction de devise de Token sont généralement séparées pour isoler l'impact des fluctuations de prix sur le côté de l'application du marché ; la pratique typique consiste à ancrer la devise du dollar américain pour créer une stabilité de type paiement pièces, et ces pièces stables ne peuvent être obtenues qu'en brûlant des jetons fonctionnels avec des fonctions d'actif.

** 6. Communauté DAO **

Dans le cadre du modèle DAO auto-organisé décentralisé, n'importe qui peut initier diverses propositions pour le développement du projet DePIN ou participer au vote décisionnel sur diverses questions à tout moment, n'importe où. Afin de prévenir les attaques contre la gouvernance, les intérêts des gouverneurs participant à la proposition ou au vote sont généralement fortement liés au projet DePIN, c'est-à-dire que toute perte causée par une gouvernance négative doit être supportée par les gouverneurs. en fonction du nombre de Tokens fonctionnels mis en gage et de la durée du gage les droits des gouverneurs.

La communauté DePIN DAO doit généralement régir le contenu, y compris, mais sans s'y limiter, les éléments suivants :

• Vote de la liste des fournisseurs DU qualifiés ;
• Proposition de mise en œuvre de la technologie DePIN et vote ;
• Diverses propositions de paramètres et votes qui affectent le modèle économique DePIN ;
• Proposition itérative de modèle économique et vote.

(2) Modèle économique

Dans l'économie des plateformes Internet, les gens sont habitués à discuter de modèles économiques, mais peu discutent de modèles économiques, et certains confondent même les concepts de modèles économiques et de modèles économiques. Mais dans le système économique Web3, on voit bien la différence essentielle entre les deux concepts, car chaque projet Web3 a son propre système monétaire. Dans le projet Web3, le modèle commercial décrit comment le projet crée, livre et acquiert de la valeur, tandis que le modèle économique décrit le modèle d'offre et de demande et le modèle de politique monétaire de Token lui-même. Le modèle économique et le modèle d'affaires du Web3 ne sont pas indépendants, car le modèle économique doit être porté par le modèle d'affaires, et le modèle d'affaires détermine comment ajuster le modèle économique. Le Dr Zou Chuanwei, économiste en chef de Wanxiang Blockchain, divise la conception du modèle économique en les étapes suivantes :

• Pensez aux histoires économiques ;
• Affiner « l'échafaudage » du modèle économique ;
• Déterminer les objets et les scénarios d'utilisation de Tokenization, y compris les outils de paiement ;
• Déterminer le mécanisme d'investissement et de financement des biens publics ;
• Formuler des incitations pour tous les participants dans un environnement décentralisé et sans confiance ;
• Déterminer l'efficacité de la capture de valeur ;
• Sélectionner le marché secondaire du Token et évaluer son impact ;
• Selon les besoins des utilisateurs et la maîtrise des risques, améliorer les détails du modèle économique et continuer à itérer.

Dans la conception du modèle économique DePIN, les neuf questions suivantes aident les parties au projet et les praticiens professionnels à réfléchir à la manière de concevoir un modèle économique :

• Quelle est la feuille de route du projet ?
• Quels produits sont pris en charge sur Internet ?
• Qui sont les fournisseurs et les demandeurs des biens concernés ? Quel est leur objectif de maximisation du profit ?
• Quel est le rôle du Token dans la circulation des marchandises ?
• Comment le jeton est-il émis ? Comment incarner le principe de Preuve de Travail Physique ?
• A quoi servent les Token ? et comment refusion?
• Comment allez-vous motiver les premiers contributeurs ?
• Quels objectifs sont prévus d'être atteints grâce à DAO ?
• Quels sont les facteurs instables du réseau ?

4. Résumé

DePIN capture la valeur de l'infrastructure physique des actifs du monde réel (RWA) via Token. De manière ascendante et auto-organisée, les utilisateurs sont attirés par des mécanismes économiques et l'utilité d'échelle de l'économie distribuée est pleinement utilisée. En comparaison, DePIN est encore à un stade très précoce, et son modèle commercial et son modèle économique subissent une itération rapide. Bien que DePIN nous permette de voir de nombreuses possibilités, ce n'est pas une panacée.Grâce à la recherche sur les premiers projets tels que Helium et Filecoin, nous pouvons constater qu'il existe encore des limites dans les affaires et la technologie, et qu'il ne convient pas à tous les scénarios. résumé est le suivant : Les aspects suivants :

**1. DePIN est applicable à un seul scénario d'infrastructure, en évitant les itérations multi-scénarios, c'est-à-dire en évitant "nécessaire et nécessaire". ** Étant donné que DePIN implique l'interaction entre les appareils du monde physique, les objectifs du projet et les règles de participation doivent être simplifiés autant que possible pour abaisser le seuil de cognition du projet et éviter les écarts de compréhension des contributeurs dus à des règles complexes et au comportement des contributeurs. s'écarte de l'objectif global du projet Cas.

** 2. Dans l'établissement du réseau d'infrastructure physique, s'il y a une gestion et une exploitation humaines, le mode DePIN n'est pas applicable. ** Du point de vue des quatre flux de la chaîne d'approvisionnement (flux d'affaires, logistique, flux de capitaux et flux d'informations), uniquement lorsque le maillon d'achat et de vente du DU implique la logistique, d'autres maillons peuvent être complétés sur la chaîne, de sorte que le La construction d'un réseau d'infrastructures physiques distribuées peut être réduite de diverses frictions. Chaque fois qu'une activité hors chaîne supplémentaire est ajoutée, ces frictions doivent être résolues de manière centralisée dans les activités économiques DePIN, et l'effet d'échelle du commerce distribué peut également être affaibli.

**3. Dans la phase initiale de développement d'un projet, il est difficile de montrer l'effet d'échelle de l'économie distribuée, ce n'est que lorsque le réseau dépasse une certaine échelle (appelée "échelle clé") qu'il peut refléter les avantages par rapport aux organisations commerciales centralisées. . ** Comme le montre la figure 4, les avantages des organisations distribuées en termes d'expansion d'échelle et de création de valeur ne se concrétisent que lorsque l'échelle critique (où les deux lignes se croisent pour la deuxième fois) est atteinte. Par conséquent, avant que le projet DePIN n'atteigne une échelle critique, il doit encore s'appuyer sur l'équipe principale pour déployer les nœuds DePIN et faire progresser le réseau de manière faiblement centralisée. Après avoir atteint une échelle critique, l'équipe de base se retirera généralement et la gouvernance du réseau sera également confiée à la communauté pour améliorer l'effet de réseau grâce à une approche distribuée.

Figure 4 : La courbe en J du commerce distribué

De plus, le développement de DePIN à ce stade n'en est qu'au stade de la construction du réseau et n'a pas encore ouvert l'application générale du côté de la demande. A l'avenir, il est encore nécessaire d'observer les différents problèmes et goulots d'étranglement rencontrés dans l'avancement du projet DePIN du côté de la demande, afin d'ouvrir véritablement la boucle commerciale et économique fermée de l'écologie DePIN.