Розуміння DePIN: мережа розподіленої фізичної інфраструктури

Автори: Wang Puyu, Zou Chuanwei @ HashKey Tokenization

Якщо ми купимо стандартизований невеликий пристрій (наприклад, бездротовий маршрутизатор) за дуже низьку ціну, він зможе спілкуватися з аналогічними периферійними пристроями або навіть з пристроями, придбаними жителями інших країн і регіонів, і формувати мережу. Величезна фізична інфраструктура мережі (наприклад, мережа зберігання даних, мережа зв’язку, мережа передачі даних тощо), які зміни це принесе в галузь? Маючи стандартизований невеликий пристрій, кожен стає співбудівником мережі, і водночас має право на прибуток і управління мережею. Для користувачів ці мережі або служби передачі даних можуть використовуватися будь-коли, будь-де та без дозволу за дуже низькою ціною. Часте використання мережевих послуг або служб передачі даних користувачами може приносити постійний пасивний дохід розробникам мереж. Без координації централізованих інституцій і складних процесів погодження було побудовано величезну мережу інфраструктури. Це здається важкодосяжним, але це відбувається швидко навколо нас.Цей вид економічної діяльності отримав новий термін під назвою «Децентралізована мережа фізичної інфраструктури» (скорочено DePIN).

1. Що таке DePIN?

**DePIN — це новий термін Web3, який походить від стійких до фізичного навантаження PoPW, MachineFi тощо. DePIN (мережа розподіленої фізичної інфраструктури) відноситься до використання економіки токенів для мотивації та координації членів спільноти для виконання різноманітних фізичних конструкцій. інфраструктурної мережі діє за принципом «чим більше внесків, тим більше переваг». **Messari поділяє трек **DePIN на чотири основні секції: сервісна мережа, бездротова мережа, сенсорна мережа та енергетична мережа. **

Рисунок 1: Карта екологічного поширення DePIN Джерело:

2. Чому DePIN?

Що стосується побудови цифрової інфраструктури, DePIN повною мірою використав переваги економіки шифрування в розподілених організаціях і досяг швидкого розширення мережі за низьким рівнем, недорогим і високоефективним організаційним способом, змінивши попередню верхню низька проблема високих витрат і низької ефективності.

1. Традиційна централізована мережа фізичної інфраструктури CePIN

Будівництво інфраструктурної мережі є дорогим і тривалим завданням. Взявши як приклад будівництво базових станцій 5G у Китаї, з 2017 року до кінця 2021 року було побудовано та відкрито 1,425 мільйона базових станцій 5G, вартістю 184,9 мільярда юанів.

2. DePIN (децентралізована мережа фізичної інфраструктури)

Helium використовує розподілений метод, розгортаючи 833 000 невеликих базових станцій (гарячих точок) лише за 31 місяць, охоплюючи 175 країн і зберігаючи темпи зростання 30 000 одиниць на місяць протягом тривалого часу. Порівняно з CePIN початкову вартість будівництва DePIN можна знехтувати.

Малюнок 2: Гелієві малі комірки (гарячі точки) карта розподілу Джерело:

Не оцінюючи успіху бізнес-моделі Helium, Helium підтримував темпи зростання в 30 000 гарячих точок на місяць протягом тривалого часу протягом останніх 3 років, доводячи здійсненність парадигми DePIN з майже незначними експлуатаційними витратами.

3. Як розмістити DePIN?

Ми намагаємося дослідити, як розгорнути DePIN з двох аспектів: компоненти екосистеми DePIN та економічна модель.

(1) Елементи економіки DePIN

**Екосистема DePIN складається з 6 елементів: фізичне обладнання DU, механізм стимулювання, консенсусна угода, учасники, токени та спільнота DAO. **

1. Фізичне обладнання DU

Блок DePIN (скорочено DU), як правило, пристрій IoT, є основним блоком, який з’єднує фізичний світ і цифровий світ у мережі DePIN. Візьмемо для прикладу швидкозростаючі проекти на ринку: DU розподіленої карти перегляду вулиць Hivemapper — це стандартизований реєстратор, DU малопотужної глобальної мережі Helium — це машина для мережевого майнінгу (гаряча точка) і DU мережі відновлюваної енергії Arkreen - це сонячна фотоелектрична панель. Щоб гарантувати, що в рамках розподіленої організації учасники з різних регіонів, різного походження та різних когнітивних можливостей можуть брати участь у створенні DePIN без перешкод, DU має максимально відповідати таким умовам:

• DU стандартизований і може бути підключений і працюй
• Учасникам не потрібно часто підтримувати DU
• Вартість DU обернено пропорційна масштабу мережі, тому вартість DU повинна бути максимально знижена.Наразі ціна одиниці DU для різних проектів на ринку контролюється в межах 200-500 доларів США.

2. Механізм стимулювання

Механізм заохочення є ключем до впорядкованого розвитку проекту DePIN.Спільнота проекту повинна вміло застосовувати механізм заохочення для узгодження поведінкових цілей учасників, щоб досягти масштабного розвитку інфраструктурної мережі. Крім того, спільнота проекту спочатку повинна сформулювати поведінкові стандарти винагороди, придатні для його масштабного розвитку відповідно до типу інфраструктури. Наприклад, щоб розширити покриття мережі Helium, області з низькою щільністю покриття мережі отримають вищу винагороду, ніж області з високою щільністю; щоб запобігти людям робити зло, винагороди не можуть бути отримані за області з занадто низькою щільністю покриття; Підводячи підсумок, для більшого. Маючи високий дохід, раціональні майнери зазвичай вибирають розміщення машин для видобутку гелію в районах із помірною щільністю. Так само Arkreen мотивує дописувачів на основі їх потужності з виробництва електроенергії.Для раціональних дописувачів майнінгові машини будуть встановлені в місцях з ідеальним освітленням. Загалом, розробка механізму стимулювання, як правило, повинна відповідати таким принципам:

• Проект має чіткі загальні цілі та підцілі. Є лише одна загальна ціль і може бути кілька підцілей. Однак кожна додаткова підціль значно ускладнить розуміння проекту
• Різні учасники повинні мати певну поведінку, тобто стандарт винагороди за майнінг (X to Earn). Типів учасників не повинно бути забагато. Кожен додатковий X to Earn збільшить складність системи
• Стимули також є способом розповсюдження токенів. Кількість розповсюджень потрібно розраховувати відповідно до загального обігу на ринку, щоб уникнути падіння ціни токенів через надмірну емісію токенів.

3. Механізм консенсусу

CePIN розгортається та розробляється під абсолютним контролем централізованої організації. Проте DePIN є розподіленим, ненадійним і анонімним, і немає організаційної координації централізованої організації. Тому потрібно використовувати один або кілька механізмів консенсусу, щоб допомогти всім учасникам досягти консенсусу, забезпечуючи безпеку мережі та сталий розвиток. Безпека та стійкість мережі, про які ми говоримо, мають два значення. Перше значення — це безпека та стійкість інфраструктурної мережі, утвореної різним обладнанням, тобто обладнання може формувати інфраструктурну мережу та забезпечувати безпечну та нормальну роботу. технічне питання, вимагає від сторони проекту проведення повної оцінки перед запуском проекту DePIN; друге значення – це безпека та стійкість розвитку мережі на рівні економічної діяльності на блокчейні, включаючи перевірку автентичності DU в фізичний світ І перевірте надійність даних DU в ланцюжку. Як показано на малюнку 3, дані про економічну діяльність у блокчейні можуть бути гарантовано стійкі до втручання лише після завантаження в ланцюжок, але автентичність даних у ланцюжку не може бути гарантована. Наприклад, якщо дані піддаються атаці та підробці на стороні пристрою, після того, як дані завантажуються в ланцюжок, це може лише гарантувати, що дані не будуть підроблені двічі, але немає гарантії, що дані правдиві. Тому нам потрібно перевірити автентичність даних за допомогою алгоритму консенсусу, перш ніж дані пристрою будуть завантажені в ланцюг; лише дані, схвалені всіма учасниками, можуть бути завантажені в ланцюжок, щоб забезпечити сталий розвиток екології.

Рисунок 3: Межа блокчейну та межа консенсусу Джерело: «Що блокчейн може, а що не може робити» Сюй Чжун, Цзоу Чуанвей

У цій частині ми обговорюємо механізм консенсусу лише для другого рівня, тобто мережеву безпеку та сталість на рівні блокчейн-економічної діяльності.Він розділений на два аспекти: по-перше, справедливість і точність обліку в ланцюзі, який Це основа та життєвий шлях децентралізованої співпраці; по-друге, автентичність різних вузлів або даних у мережі, щоб запобігти зловмисникам від зміни розташування вузлів або надсилання неправдивих даних для шахрайства екологічної винагороди. Перше – це питання, яке сторони проекту повинні враховувати, коли готуються створювати власний блокчейн, як-от механізми консенсусу, такі як PoW або PoS; друге полягає в тому, що всі сторони проекту DePIN повинні розглянути, як розробити механізми консенсусу з точки зору технології. і алгоритми. Наприклад, у проекті Arkreen використовується механізм консенсусу Proof of Green-Energy Generation (PoGG).Загальний процес такий: спочатку всі DU збирають дані PoGG кожні 5 хвилин і кешують їх локально, а також повідомляють 12 фрагментів даних до Мережа Arkreen щогодини. Запис. По-друге, після завершення попереднього циклу винагород Arkreen Network використовує метод VRF (перевіряється випадкова функція) для генерації випадкового значення в поєднанні з атрибутом DU поточного циклу, щоб відсіювати майнерів, які мають можливість отримати винагороду в цей цикл. Потім мережа Arkreen перевіряє достовірність даних PoGG і видаляє DU, які вважаються підробленими даними. Нарешті, винагороди в поточному циклі розподіляються відповідно до ваги кваліфікованих DU. Arkreen гарантує автентичність і надійність мережевих даних за допомогою вищезгаданого методу PoGG. Загалом, розробка механізму консенсусу DePIN повинна відповідати таким принципам:

• Конструкція механізму консенсусу DePIN відповідає принципу доказу фізичних робіт.
• Доказ — це шлях консенсусу, Physical Works — це об’єкт консенсусу, наприклад, Physical Work Helium — це покриття, Physical Work’s Filecoin — це реплікація та простір-час.
• Щоб досягти самоорганізації системи та підтримувати стійкість системи, необхідно неодноразово демонструвати, які фізичні роботи вимагає проект DePIN.
• Немає оптимального рішення для дизайну Proof. Його потрібно розробляти на основі двох рівнів технології та алгоритму, а також вимагає тривалої ітераційної перевірки методу Physical Works.
• Усі правила консенсусу вбудовані в мікросхему DU, і процес узгодження завершується автоматично без будь-яких дій з боку власника DU, але автентичність і надійність процесу консенсусу може перевірити будь-хто.

4. Автори

Учасники, як правило, поділяються на такі 6 категорій:

• **Ініціатор проекту DePIN: **Зазвичай DePIN має організацію або кількох людей як ініціаторів проекту, які відповідають за ранню розробку технології DU, розробку системи, розгортання контракту в ланцюжку та розвиток спільноти DePIN тощо. У розповсюдженні токенів ініціатор проекту DePIN залишить собі певний відсоток токенів.
• **Власник DU: **DU — це стандартизований невеликий пристрій, придбаний через канали, визначені спільнотою, і власники DU також відомі як майнери. Відповідно до спільної мети, власники DU можуть брати участь у побудові мережі, встановлюючи обладнання в позицію з більш високим поточним прибутком.Цей процес називається DePIN-майнінг.
• **Перевірка автентичності DU: **У ненадійному середовищі гарантується, що обладнання, яке належить різним майнерам, нормально працює відповідно до системних правил, що дуже важливо впливає на стабільність мережі фізичної інфраструктури. Якщо дані пристрою безпосередньо завантажуються в ланцюжок, це може лише гарантувати, що дані в ланцюжку неможливо підробити, але не може гарантувати автентичність даних у ланцюжку. Тому необхідна поява ролі перевіряючих, які беруть участь у перевірці автентичності даних пристрою за спеціальними правилами.
• **Менеджер спільноти: **У процесі розподіленої співпраці справедливість, відкритість і прозорість є дуже важливими в управлінні. Щоб запобігти зловживанням губернатора, губернатору зазвичай потрібно закласти певну кількість Токенів. Право управління пов’язане із заставленою сумою та тривалістю Токена, щоб реалізувати міцні зобов’язувальні відносини між губернатором і екологічні інтереси.
• **Інвестори проекту: **Як і традиційні підприємства, на ранній стадії проекту до випуску токенів все ще необхідно покладатися на зовнішні інвестиційні установи для підтримки спонсорів проекту в технологіях і бізнес-витратах. Інвестиційні установи зазвичай винагороджуються основним капіталом спонсора проекту DePIN або розподілом токенів проекту DePIN. Якщо використовується основний капітал, інвестиційна установа повинна дочекатися, поки спонсор проекту DePIN вийде після IPO, або сторона проекту DePIN виведе свій капітал через токенізацію STO з майбутнім доходом або токенізацію капіталу. Якщо токени проекту виділені, токени зазвичай розблоковуються лінійно через 2-4 роки.
• Інші: Сторона проекту зазвичай резервує 3-5% жетонів для винагороди екологічних консультантів або установ чи осіб, які виявляють технічні лазівки в системі винагороди. Залежно від типу проекту тип учасника буде різним.

5. Токен

Якщо консенсус є основою мережевих проектів, то токен є кров’ю економічної системи. Значення від ідеї проекту Web3 до розвитку технологій, післяопераційного періоду, екологічного розвитку та спільноти буде відображено в Token. Використовуйте «Трьохтокенну модель» доктора Сяо Фенга, щоб зрозуміти проект DePIN. NFT є цифровим доказом DU, функціональний токен представляє право на використання DePIN, а токен безпеки представляє власний капітал юридичної особи (установи-засновника, підприємства з виробництва DU або інші). У проекті DePIN зазвичай використовується один або два функціональні токени для врахування екологічної цінності Цей тип токена має такі характеристики:

• Жетони зазвичай роздаються учасникам безкоштовно у вигляді винагороди або роздачі;
• Швидкість випуску токенів повинна відповідати темпам зростання загальної економічної діяльності;
• Токен використовуватиметься як платіжний інструмент або сертифікат управління в екосистемі;
• Токени повертаються як комісія за транзакцію або викуповуються командою засновників, а частина повернутих токенів спалюється відповідно до правил, щоб загальна сума продовжувала зменшуватися, щоб усвідомити дефляцію економічної системи;
• Значення, отримане Token, походить від реальних активів (RWA), і ціна зміниться через вплив високочастотних транзакцій на вторинному ринку. Для того, щоб дозволити учасникам зосередитися на самій економічній діяльності, функція активів токена та функція валюти зазвичай розділені, щоб ізолювати вплив коливань цін на стороні ринкового застосування; типовою практикою є прив’язка долару США до стабільного типу платежу. монети, і ці стабільні монети можна отримати, лише спаливши функціональні токени з функціями активів.

6. Спільнота DAO

Згідно з децентралізованою самоорганізованою моделлю DAO, будь-хто може ініціювати різні пропозиції щодо розвитку проекту DePIN або брати участь у голосуванні за прийняття рішень з різних питань у будь-який час і в будь-якому місці. Щоб запобігти атакам на управління, інтереси губернаторів, які беруть участь у пропозиції або голосуванні, зазвичай тісно пов’язані з проектом DePIN, тобто будь-які збитки, спричинені негативним управлінням, повинні нести губернатори. Типовим методом є прийняття рішення відповідно до кількості заставлених функціональних токенів і тривалості застави права керуючих.

Спільнота DePIN DAO зазвичай має керувати вмістом, зокрема, але не обмежуючись цим:

• Голосування за список кваліфікованих постачальників DU;
• Пропозиція впровадження та голосування технології DePIN;
• Різні пропозиції параметрів і голосування, які впливають на економічну модель DePIN;
• Економічна модель ітераційної пропозиції та голосування.

(2) економічна модель

В економіці Інтернет-платформи люди звикли обговорювати бізнес-моделі, але мало хто обговорює економічні моделі, а деякі навіть плутають поняття бізнес-моделей та економічних моделей. Але в економічній системі Web3 ми бачимо суттєву різницю між двома концепціями, оскільки кожен проект Web3 має власну валютну систему. У проекті Web3 бізнес-модель описує, як проект створює, доставляє та набуває цінності, тоді як економічна модель описує модель попиту та пропозиції та модель монетарної політики самого токена. Економічна модель Web3 і бізнес-модель не є незалежними, тому що економічна модель повинна підтримуватися бізнес-моделлю, а бізнес-модель визначає, як коригувати економічну модель. Доктор Цзоу Чуаньвей, головний економіст Wanxiang Blockchain, поділяє розробку економічної моделі на такі етапи:

• Подумайте про економічні історії;
• Доопрацювання «риштувань» економічної моделі;
• Визначати об’єкти та сценарії використання токенізації, включаючи платіжні інструменти;
• Визначити механізм інвестування та фінансування суспільних благ;
• Сформулюйте стимули для всіх учасників у децентралізованому та недовірливому середовищі;
• Визначити ефективність захоплення вартості;
• Виберіть вторинний ринок токенів і оцініть його вплив;
• Удосконалюйте деталі економічної моделі та продовжуйте повторювати її відповідно до потреб користувача та контролю ризиків.

У розробці економічної моделі DePIN наступні дев’ять запитань допомагають сторонам проекту та фахівцям-практикам думати про те, як розробити економічну модель:

• Яка дорожня карта проекту?
• Які товари підтримуються в Інтернеті?
• Хто є постачальниками та покупцями відповідних товарів? Яка їх мета максимізації прибутку?
• Яка роль токена в товарообігу?
• Як видається токен? Як втілити принцип доказу фізичної роботи?
• Яке використання Token? а як переплавити?
• Як ви збираєтеся мотивувати перших учасників?
• Які цілі планується досягти за допомогою DAO?
• Які фактори нестабільності в мережі?

4. Підсумок

DePIN фіксує вартість фізичної інфраструктури реальних активів (RWA) через токени. У спосіб самоорганізації знизу вгору користувачі залучаються за допомогою економічних механізмів, і корисність масштабу розподіленої економіки використовується повністю. Для порівняння, DePIN все ще знаходиться на дуже ранній стадії, і його бізнес-модель та економічна модель швидко вдосконалюються. Незважаючи на те, що DePIN дозволяє нам побачити багато можливостей, він не є панацеєю. Досліджуючи ранні проекти, такі як Helium і Filecoin, ми можемо виявити, що в бізнесі та технологіях все ще існують межі, і він підходить не для всіх сценаріїв. Коротко підсумок виглядає наступним чином: наступні аспекти:

**1. DePIN застосовний до сценарію однієї інфраструктури, уникаючи багатосценарних ітерацій, тобто уникаючи «необхідного та необхідного». **Оскільки DePIN передбачає взаємодію між пристроями у фізичному світі, цілі проекту та правила участі слід максимально спростити, щоб знизити поріг пізнання проекту та уникнути відхилень у розумінні учасників через складні правила та поведінку учасників. відхиляється від загальної мети проекту Кейс.

**2. При створенні мережі фізичної інфраструктури, якщо є керування та експлуатація людини, режим DePIN не застосовується. ** З точки зору чотирьох потоків ланцюга постачання (діловий потік, логістика, потік капіталу та потік інформації), лише коли ланка купівлі та продажу DU включає логістику, інші ланки можуть бути завершені в ланцюзі, так що побудова розподіленої мережі фізичної інфраструктури може зменшити різноманітні тертя. Кожного разу, коли додається додаткова діяльність поза ланцюгом, такі суперечки потрібно вирішувати централізовано в економічній діяльності DePIN, і ефект масштабу розподіленої торгівлі також може бути послаблений.

**3. На початковій стадії розробки проекту важко показати ефект масштабу розподіленої економіки. Лише коли мережа перевищує певний масштаб (званий «ключовим масштабом»), вона може відображати переваги порівняно з централізованими комерційними організаціями. . ** Як показано на малюнку 4, переваги розподілених організацій щодо розширення масштабу та створення цінності не реалізуються, доки не буде досягнуто критичного масштабу (де дві лінії перетинаються вдруге). Таким чином, перш ніж проект DePIN досягне критичного масштабу, йому все ще потрібно покладатися на основну команду для розгортання вузлів DePIN і розвитку мережі в слабко централізований спосіб. Після досягнення критичного масштабу основна команда зазвичай виходить, а управління мережею також передається спільноті для покращення ефекту мережі за допомогою розподіленого підходу.

Рисунок 4: J-крива розподіленої торгівлі

Крім того, розробка DePIN на даному етапі знаходиться лише на стадії побудови мережі та ще не відкрила загальне застосування з боку попиту. У майбутньому все ще необхідно спостерігати за різними проблемами та вузькими місцями, які виникають у ході реалізації проекту DePIN з боку попиту, щоб справді відкрити діловий та економічний замкнутий цикл екології DePIN.