DePIN について: 分散型物理インフラストラクチャ ネットワーク

著者: Wang Puyu、Zou Chuanwei @ HashKey Tokenisation

標準化された小型の機器（無線ルーターなど）を安価に購入すれば、同様の周辺機器や、さらには他の国や地域の住民が購入した機器と通信してネットワークを形成することができます。ネットワーク（ストレージ ネットワーク、通信ネットワーク、データ ネットワークなど）、これは業界にどのような変化をもたらすでしょうか?標準化された小型デバイスを持つことで、誰もがネットワークの共同構築者となり、同時にネットワークの利益とガバナンスを得る権利を持ちます。ユーザーにとって、これらのネットワークやデータサービスは、いつでも、どこでも、許可なく、非常に低コストで利用できます。ユーザーがネットワークまたはデータ サービスを頻繁に使用すると、ネットワーク構築者に継続的な受動的収入がもたらされます。集中管理機関の調整や複雑な承認プロセスなしに、巨大なインフラストラクチャ ネットワークが構築されました。この種の経済活動は、分散型物理インフラストラクチャ ネットワーク (略して DePIN) と呼ばれる新しい用語になっています。

1. DePIN とは何ですか?

**DePIN は、物理ワークロード証明 PoPW、MachineFi などから派生した新しい Web3 用語です。 DePIN (分散物理インフラストラクチャ ネットワーク) は、コミュニティ メンバーがさまざまな物理的構築を完了するよう動機づけ、調整するためのトークン エコノミクスの使用を指します。インフラストラクチャ ネットワークの構築は、「貢献が多ければ多いほど、利益も大きくなる」という原則に従っています。 **Messari は、**DePIN トラックをサービス ネットワーク、ワイヤレス ネットワーク、センサー ネットワーク、エネルギー ネットワークの 4 つの主要なセクションに分割しています。 **

図 1: DePIN 生態分布図 出典:

2. なぜ DePIN なのか?

DePINは、デジタルインフラ構築において、分散型組織における暗号化エコノミーの利点を最大限に発揮し、これまでのトップ体制からボトムアップ型、低コスト、高効率な組織形態で急速なネットワーク拡大を実現してきました。支出が高く、効果が低いという問題が根底にあります。

1. 従来の集中型物理インフラストラクチャ ネットワーク CePIN

インフラストラクチャ ネットワークの構築は、コストと時間がかかる作業です。中国での5G基地局の建設を例に挙げると、2017年から2021年末までに合計142万5000基の5G基地局が建設・開設され、1,849億元の費用がかかった。

2. DePIN (分散型物理インフラストラクチャ ネットワーク)

Heliumは分散方式を採用し、わずか31か月で83万3,000の小型基地局（ホットスポット）を展開し、175カ国をカバーし、月間3万台の成長率を長期間維持している。また、CePIN と比較すると、DePIN の初期構築コストは無視できます。

図 2: ヘリウム スモール セル (ホット スポット) の分布図 出典:

Helium のビジネス モデルの成功を判断するわけではありませんが、Helium は過去 3 年間の長期にわたって月あたり 30,000 ホットスポットの成長率を維持しており、運用コストがほぼ無視できる DePIN パラダイムの実現可能性を証明しています。

3. DePIN をレイアウトするにはどうすればよいですか?

私たちは、DePIN エコシステムのコンポーネントと経済モデルという 2 つの側面から DePIN を導入する方法を探ろうとしています。

(1) DePIN エコノミーの要素

**DePIN エコシステムは、物理ハードウェア DU、インセンティブ メカニズム、コンセンサス合意、貢献者、トークンおよび DAO コミュニティの 6 つの要素で構成されます。 **

1. 物理ハードウェア DU

DePIN ユニット (略称 DU) は通常 IoT デバイスであり、DePIN ネットワーク内の物理世界とデジタル世界を接続する基本ユニットです。市場で急成長しているプロジェクトを例に挙げると、分散型ストリートビューマップ Hivemapper の DU は標準化されたドライブレコーダー、低電力広域ネットワーク Helium の DU はネットワークマイニングマシン（ホットスポット）、再生可能エネルギー ネットワーク Arkreen の DU は太陽光発電パネルです。分散型組織の下で、異なる地域、異なる背景、異なる認識からの貢献者が摩擦なく DePIN の構築に参加できるようにするために、DU は可能な限り以下の条件を満たす必要があります。

• DUは標準化されており、プラグアンドプレイが可能です
• 貢献者は DU を頻繁にメンテナンスする必要はありません ※ DU コストはネットワーク規模に反比例するため、DU コストは可能な限り削減する必要がありますが、現在、市場のさまざまなプロジェクトの DU 単価は 200 ～ 500 ドルの間で管理されています。

2. インセンティブの仕組み

DePIN プロジェクトの秩序ある開発にはインセンティブ メカニズムが鍵となります。プロジェクト コミュニティは、インフラ ネットワークの大規模な開発を達成するために、インセンティブ メカニズムを巧みに適用して、貢献者の行動目標を調整する必要があります。さらに、プロジェクトコミュニティはまず、インフラストラクチャの種類に応じて、大規模開発に適した行動報酬基準を策定する必要があります。たとえば、Helium のネットワーク カバレッジを拡大する場合、ネットワーク カバレッジ密度が低いエリアは密度が高いエリアよりも高い報酬を受け取りますが、人々の悪事を防ぐには、カバレッジ密度が低すぎるエリアでは報酬を獲得できません。収入が多い合理的な鉱山労働者は通常、適度な密度の地域にヘリウム採掘機械を配置することを選択します。同様に、Arkreen は発電能力に基づいて貢献者の動機付けを行い、合理的な貢献者のために、マイニング マシンは理想的な照明のある場所に設置されます。全体として、インセンティブ メカニズムの設計は通常、次の原則に従う必要があります。

※プロジェクトには明確な全体目標とサブ目標があります。全体的な目標は 1 つだけですが、サブ目標は複数存在する場合があります。ただし、サブ目標が追加されるたびに、プロジェクトを理解することの難易度は指数関数的に増加します。

• 異なる貢献者には明確な動作、つまりマイニング報酬基準 (獲得する X) が必要です。貢献者の種類が多すぎてはなりません。獲得する X が追加されるたびに、システムの複雑さが増加します。 ※インセンティブもトークンの配布手段の一つであり、トークンの過剰発行による価格の下落を避けるため、市場の総流通量に応じて配布回数を設計する必要があります。

3. コンセンサスメカニズム

CePIN は、集中管理された組織の絶対的な管理下で展開および開発されます。ただし、DePIN は分散型でトラストレスかつ匿名であり、集中型組織による組織的な調整が存在しないため、ネットワークのセキュリティと持続可能な開発を確保しながら、すべての参加者が合意に達するのを支援するために 1 つ以上の合意メカニズムを使用する必要があります。ここで言うネットワークのセキュリティと持続可能性には 2 つの意味が含まれており、1 つ目は、さまざまな機器によって形成されるインフラストラクチャ ネットワークのセキュリティと持続可能性、つまり、機器がインフラストラクチャ ネットワークを形成し、安全かつ正常な運用を保証できることです。技術的な問題であり、DePIN プロジェクトの開始前にプロジェクト当事者が完全な評価を行う必要がある; 2 番目の意味は、ブロックチェーン上の DU の信頼性の検証を含む、ブロックチェーン上の経済活動レベルでのネットワーク開発のセキュリティと持続可能性である。物理世界とチェーン上の DU データの信頼性を検証します。図 3 に示すように、ブロックチェーン上の経済活動データは、チェーンにアップロードされた後でのみ耐改ざん性を保証できますが、チェーン上のデータの信頼性は保証できません。たとえば、デバイス側でデータが攻撃され改ざんされた場合、データがチェーンにアップロードされた後、データが 2 回改ざんされないことのみ保証できますが、データが真実であるという保証はありません。したがって、エコロジーの持続可能な発展を確実にするために、デバイスデータがチェーンにアップロードされる前に、コンセンサスアルゴリズムを通じてデータの信頼性を検証する必要があり、すべての投稿者によって承認されたデータのみがチェーンにアップロードされます。

図 3: ブロックチェーンの境界とコンセンサス境界 出典: 「ブロックチェーンでできることとできないこと」 Xu Zhong、Zou Chuanwei

このパートでは、ブロックチェーンの経済活動レベルでのネットワークのセキュリティと持続可能性という第 2 レベルのコンセンサス メカニズムについてのみ説明します。分散型コラボレーションの基礎と生命線であり、第二に、加害者が環境上の報酬を騙すためにノードの位置を変更したり、偽のデータを送信したりすることを防ぐために、ネットワーク上のさまざまなノードまたはデータの信頼性です。前者は、PoW や PoS などのコンセンサスメカニズムなど、プロジェクト当事者が独自のブロックチェーンを構築する準備をする際に考慮する必要がある問題であり、後者は、すべての DePIN プロジェクト当事者がテクノロジーの観点からコンセンサスメカニズムをどのように設計するかを検討する必要があるという問題です。そしてアルゴリズム。たとえば、Arkreen プロジェクトでは、PoGG (グリーンエネルギー発電証明) コンセンサスメカニズムを採用しており、一般的なプロセスは次のとおりです: まず、すべての DU が 5 分ごとに PoGG データをサンプリングしてローカルにキャッシュし、12 個のデータをArkreen Network を 1 時間ごとに記録します。次に、前の報酬サイクルの終了後、Arkreen Network は VRF (検証可能なランダム関数) メソッドを使用してランダム値を生成し、現在のサイクルの DU 属性と組み合わせて、報酬を受け取る機会のあるマイナーを選別します。このサイクル。その後、Arkreen Network が PoGG データの信頼性を検証し、偽データと判断された DU を排除します。最後に、現在のサイクルの報酬は、資格のある DU の重みに応じて分配されます。 Arkreen は、前述の PoGG 方式を通じてネットワーク データの信頼性と信頼性を保証します。全体として、DePIN コンセンサス メカニズムの設計は次の原則に従う必要があります。

• DePIN コンセンサス メカニズムの設計は、Proof of Physical Works の原則に従っています。
• 証明は合意の方法であり、ヘリウムの物理的作業はカバレッジ、ファイルコインの物理的作業はレプリケーションと時空など、物理的作業は合意の対象です。 ※システムの自己組織化を実現し、システムの持続性を維持するには、DePINプロジェクトがどのような物理的作業を必要とするかを繰り返し実証する必要があります。 ※プルーフ設計には最適解はなく、技術とアルゴリズムの2つのレベルから設計する必要があり、Physical Works手法の長期にわたる反復検証が必要です。 ※すべてのコンセンサスルールはDUチップに組み込まれており、DU所有者が何も操作しなくても自動的にコンセンサスプロセスが完了しますが、コンセンサスプロセスの真正性・信頼性は誰でも確認することができます。

4. 貢献者

貢献者は通常、次の 6 つのカテゴリに分類されます。

• **DePIN プロジェクトのイニシエーター: **通常、DePIN にはプロジェクトのイニシエーターとして組織または複数の人物がおり、初期の DU テクノロジー開発、システム開発、オンチェーン契約の導入、DePIN コミュニティ開発などを担当します。トークンの配布では、DePIN プロジェクトの開始者は、見返りに一定の割合のトークンを保持します。
• **DU 所有者: **DU は、コミュニティによって指定されたチャネルを通じて購入される標準化された小型デバイスであり、DU 所有者はマイナーとしても知られています。共通の目標に従い、DU 所有者は経常利益がより高い位置に機器を設置することでネットワーク構築に参加することができ、このプロセスは DePIN マイニングと呼ばれます。
• **DU Authenticity Verifier: **トラストレス環境では、さまざまなマイナーが所有する機器がシステム ルールに従って正常に動作することが保証され、これは物理インフラストラクチャ ネットワークの安定性に非常に重要な影響を与えます。デバイス データがチェーンに直接アップロードされる場合、チェーン上のデータが改ざんできないことのみを保証できますが、チェーン上のデータの信頼性は保証できません。したがって、検証者の役割の出現が必要であり、特別なルールでデバイスデータの信頼性の検証に参加します。
• **コミュニティ マネージャー: **分散型コラボレーションのプロセスでは、公平性、オープン性、透明性がガバナンスにおいて非常に重要です。ガバナーの悪事を防ぐために、ガバナーは通常、一定数のトークンを誓約する必要があり、ガバナンス権は、誓約されたトークンの量と期間に関連しており、ガバナーとガバナーの間に強い拘束力のある関係が実現されます。生態学的関心。
• **プロジェクト投資家: **従来のビジネスと同様、トークンが発行される前のプロジェクトの初期段階では、プロジェクト スポンサーの技術および事業支出をサポートするために外部の投資機関に依存する必要があります。投資機関は通常、DePIN プロジェクトのスポンサーの主要株式、または DePIN プロジェクト トークンの割り当てによって報酬を受けます。メインエクイティが使用される場合、投資機関は DePIN プロジェクトスポンサーが IPO 後に撤退するか、DePIN プロジェクト当事者が将来の収入または株式トークン化による STO トークン化を通じて撤退するまで待つ必要があります。プロジェクト トークンが割り当てられた場合、トークンは通常 2 ～ 4 年で直線的にロック解除されます。
• その他: プロジェクト当事者は通常、生態コンサルタント、または報酬システムの技術的な抜け穴を発見した機関や個人に報酬を与えるために、トークンの 3 ～ 5% を予約します。プロジェクトの種類に応じて、貢献者の種類は異なります。

5.トークン

コンセンサスがオンチェーンプロジェクトの基礎であるなら、トークンは経済システムの血液です。 Web3 プロジェクトのアイデアから技術開発、運営後、エコロジー開発、コミュニティに至るまでの価値が Token に反映されます。 Xiao Feng博士の「3つのトークンモデル」を使用してDePINプロジェクトを理解します.NFTはDUのデジタル証明、機能トークンはDePINを使用する権利を表し、セキュリティトークンはエンティティ企業（設立機関、DU生産企業）の資本を表しますまたはその他）。 DePIN プロジェクトでは、生態学的価値を取得するために通常 1 つまたは 2 つの機能トークンが使用されます。このタイプのトークンには次の特徴があります。

• トークンは通常、報酬またはエアドロップの形で貢献者に無料で配布されます。
• トークンの発行速度は経済活動全体の成長率と一致する必要があります。
• トークンはエコシステム内の支払いツールまたはガバナンス証明書として使用されます。
• トークンは取引手数料として返還されるか、創設チームによって買い戻され、返還されたトークンの一部はルールに従って焼却され、経済システムのデフレを実現するために総額が減少し続けます。
• トークンによって取得される価値は現実世界の資産 (RWA) に由来しており、流通市場での高頻度の取引の影響により価格は変動します。参加者自身が経済活動に集中できるようにするために、通常、トークンの資産機能と通貨機能は分離され、市場アプリケーション側での価格変動の影響を隔離し、米ドル通貨をアンカーして決済型の安定した通貨にキャストするのが一般的です。この安定したコインは、資産機能を備えた機能トークンを焼くことによってのみ取得できます。

6. DAO コミュニティ

分散型の自己組織化 DAO モデルの下では、いつでもどこでも、誰でも DePIN プロジェクト開発のためのさまざまな提案を開始したり、さまざまな事項に関する意思決定の投票に参加したりできます。ガバナンス攻撃を防ぐためには、通常、提案や投票に参加している知事の利益がDePINプロジェクトに強く結びついており、ネガティブガバナンスによる損失は知事が負担する必要がある。誓約された機能トークンの数と誓約期間に応じてガバナーの権利が与えられます。

DePIN DAO コミュニティは通常、以下を含む (ただしこれらに限定されない) コンテンツを管理する必要があります。

• 適格な DU サプライヤーリストの投票;
• DePIN テクノロジー実装の提案と投票。
• DePIN 経済モデルに影響を与えるさまざまなパラメーターの提案と投票。
• 経済モデルの反復的な提案と投票。

(2) 経済モデル

インターネットプラットフォーム経済では、ビジネスモデルについて議論することに慣れていますが、経済モデルについて議論する人はほとんどおらず、ビジネスモデルと経済モデルの概念を混同している人さえいます。しかし、Web3 経済システムでは、各 Web3 プロジェクトが独自の通貨システムを持っているため、2 つの概念の間に本質的な違いがあることがわかります。 Web3 プロジェクトでは、ビジネス モデルはプロジェクトがどのように価値を創造、提供、取得するかを記述し、経済モデルはトークン自体の需要と供給のモデルおよび金融政策モデルを記述します。 Web3 の経済モデルとビジネス モデルは独立していません。経済モデルはビジネス モデルによって継承される必要があり、経済モデルを調整する方法はビジネス モデルによって決まります。 Wanxiang Blockchain のチーフエコノミストである Zou Chuanwei 博士は、経済モデルの設計を次のステップに分けています。

• 経済的な話を考えてください。
• 経済モデルの「足場」を洗練する。
• 支払いツールを含むトークン化の対象と使用シナリオを決定します。
• 公共財への投資と融資のメカニズムを決定する。
• 分散型でトラストレスな環境におけるすべての参加者に対するインセンティブを策定します。
• 価値の獲得の有効性を判断します。
• トークンの流通市場を選択し、その影響を評価します。 ※ユーザーのニーズやリスク管理に応じて、経済モデルの詳細を改善し、反復し続けます。

DePIN 経済モデルの設計では、次の 9 つの質問は、プロジェクト関係者や専門家が経済モデルの設計方法を考えるのに役立ちます。

• プロジェクトのロードマップは何ですか?
• インターネット上でサポートされている商品は何ですか?
• 当該商品の供給者と需要者は誰ですか?利益最大化の目標は何ですか? *商品流通におけるトークンの役割は何ですか?
• トークンはどのように発行されるのですか? Proof of Physical Work の原則をどのように具体化するか?
• トークンの用途は何ですか?そしてリフローする方法は？
• 初期の貢献者にどのように動機を与えるつもりですか?
• DAO を通じてどのような目標が達成される予定ですか? ※ネットワークの不安定要因は何ですか？

4. まとめ

DePIN は、トークンを通じて現実世界の資産 (RWA) の物理インフラストラクチャの価値を取得します。ボトムアップで自己組織化する形で、経済メカニズムを通じてユーザーを惹きつけ、分散型経済のスケールメリットを最大限に活用します。それに比べて、DePIN はまだ非常に初期段階にあり、そのビジネス モデルと経済モデルは急速に反復されています。 DePIN を使用すると多くの可能性が見えてきますが、万能薬ではありません。Helium や Filecoin などの初期プロジェクトの研究を通じて、ビジネスとテクノロジーにはまだ境界があり、すべてのシナリオに適しているわけではないことがわかります。要約は次のとおりです。 次の側面:

**1. DePIN は単一のインフラストラクチャ シナリオに適用でき、複数のシナリオの反復を回避します。つまり、「必要不可欠」を回避します。 **DePIN には物理世界のデバイス間のインタラクションが含まれるため、プロジェクトの目標と参加ルールは可能な限り単純化して、プロジェクトの認識の閾値を下げ、複雑なルールや貢献者の行動による貢献者の理解の逸脱を回避する必要があります。プロジェクトの全体的な目標から逸脱している場合。

**2. 物理インフラストラクチャネットワークの構築において、人間による管理と運用が存在する場合、DePIN モードは適用されません。 ** サプライチェーンの4つの流れ（業務の流れ、物流、資本の流れ、情報の流れ）から見ると、DUの売買のリンクに物流が関与する場合にのみ、他のリンクがチェーン上で完結し、分散型物理インフラネットワークの構築に伴う様々な摩擦を軽減できます。オフチェーン活動が追加されるたびに、DePINの経済活動におけるこうした摩擦を一元的に解決する必要があり、分散型コマースの規模効果も弱まる可能性がある。

**3. プロジェクト開発の初期段階では、分散型経済の規模効果を示すことが難しく、ネットワークが一定の規模（「キースケール」と呼ばれます）を超えて初めて、中央集権的な商業組織と比較した利点が反映されます。 。 ** 図 4 に示すように、規模の拡大と価値の創造に関する分散型組織の利点は、臨界規模 (2 つの線が 2 回目に交差する場所) に達するまで実現されません。したがって、DePIN プロジェクトが重要な規模に達する前に、コア チームに依存して DePIN ノードを展開し、弱い集中型の方法でネットワークを発展させる必要があります。クリティカルな規模に達すると、通常、コア チームは撤退し、ネットワーク ガバナンスもコミュニティに引き継がれ、分散型アプローチを通じてネットワーク効果を向上させます。

図 4: 分散型コマースの J カーブ

なお、現段階のDePINの開発はネットワーク構築段階にすぎず、デマンド側での一般的な応用はまだ開かれていない。 DePINエコロジーのビジネスと経済の閉ループを真に開くためには、今後もDePINプロジェクトの進行中に需要側で遭遇するさまざまな問題やボトルネックを観察する必要がある。