DePIN 简介
- Helius
- 更新于 2024-08-12 17:16
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DePIN 是 Decentralized Physical Infrastructure Network 的缩写，通常在谈论物理或“现实生活”区块链用例时使用。它是一个去中心化系统，激励用户为网络做出贡献。
DePIN 项目的数量正在迅速增长。Messari 报告称，到 2023 年，该生态系统已增长到超过 650 个项目，涵盖六个子领域：计算（250）、人工智能（200）、无线（100）、传感器（50）、能源（50）和服务（25）。
来源: State of DePIN 2023 by Messari
这个简短的介绍将解释 DePIN、其功能及其在电信、存储、地图和计算等各个领域的应用。
什么是 DePIN？
DePIN 是一组利用节点网络的物理基础设施。它允许任何人启动网络并因此获得奖励。这一概念为传统业务提供了一种新方法，使组织能够自我启动、扩展并激励其用户，而无需依赖初始资本或受大型公司的控制。
DePIN 分为两种主要类型：
1. 物理资源网络 (PRNs) 是物理资源的去中心化网络，如与连接性、移动性和能源相关的硬件。这些资源是特定于某个位置的，不易转移。
2. 数字资源网络 (DRNs) 涉及提供者贡献的数字资源，如计算能力、共享带宽和存储设施。这些资源不受特定位置的限制。
总之，PRNs 是提供连接性和能源分配硬件系统的物理资源网络，而 DRNs 则提供计算、带宽和云存储等网络资源。
我们可以通过使用种子下载作为例子更好地理解 DePIN。种子下载是使用 BitTorrent 网络上传和下载文件的行为。它在 2010 年代被广泛普及，人们用它来下载电影、游戏甚至软件。优点是它提供了更高的下载速度。它至今仍在使用，但已经有其他替代方案可以轻松下载音乐、电影等。但种子下载如何实现更高的下载速度呢？答案是 DePIN。
BitTorrent 是一种早期的文件共享去中心化协议。在这个协议中，一组计算机提供数据。你可以从附近的其他计算机下载数据，这就是为什么它可以实现低延迟。
假设你想下载一个 4GB 的电影。网络上会有某个人已经在他们的计算机上有了这部电影。他们被称为种子/种子者。他们首先会创建一个包含相关信息（如名称、大小、位置和子文件）的种子文件，然后将这个种子文件上传到网络上。现在，假设有 4 个附近的用户想要下载这部电影。种子者会将电影分成 4 个 1GB 的部分，并将每个部分发送给每个用户。
现在，他们也会成为种子者，并相互发送他们拥有的 1GB。这样，每个人都可以分部分接收整个文件并重新排列。
这正是去中心化物理网络 (DePIN) 的相关之处——即互相帮助的节点（设备/计算机）网络。然而，DePIN 的一个重要方面是“激励”，我们将在下一节进一步探讨。
区块链扮演什么角色？
为了使 DePIN 工作，我们需要一组分布式节点/网络。分布式系统在不同的物理位置有节点。主要区别在于决策的地点以及如何在系统中的各个节点之间分配。有些系统有集中决策，而其他系统，如区块链，有去中心化决策。区块链是一种特定类型的去中心化系统，通常使用共识机制进行决策。使用区块链，我们可以为分布式网络实现去中心化、无许可和激励模型。
代币化允许更大的好处来奖励用户。正如我们所见，种子下载通过采用将数据分割到多个种子者的去中心化网络方法来提高下载延迟。然而，种子下载有一个缺陷，我之前故意忽略了。有一种叫做吸血者的东西——他们是那些一旦获得所需文件的完整副本就立即断开连接的用户。让我们考虑之前下载电影的例子。在每个人接收到 1GB 的阶段，如果其中一个人关闭种子并退出网络，延迟将增加，导致下载时间更长。由于种子下载的动态性质，下载不会停止，但延迟会增加。这就是所谓的吸血。吸血是指下载的数据比上传的数据多（获取而不分享），最终会杀死一个种子。
如何解决这个问题？你激励他们；你用代币奖励用户，让他们允许其他人使用他们未使用的资源。这就是 DePIN 的作用。它奖励为网络做出贡献的用户，从而增加保留贡献者的机会。贡献可以是数据或服务的形式。
除了代币化，智能合约可以将权力和管理分散到整个网络，而不是集中在一个组织的手中。考虑一个 DePIN 应用程序，如去中心化能源网。在这种设置中，个体太阳能家庭可以发电并将多余的能源直接出售给电网或邻居，绕过中心化公用事业提供商的需求。每笔交易——无论是生产、消费还是出售能源——都记录在区块链上，确保各方之间的透明度和信任。当满足特定条件时，如有多余能源可供出售，智能合约会自动执行这些交易，确保能源分配的效率和可靠性。
用例
DePIN 涵盖了各种领域，如用于弹性互联网接入的电信、用于安全和分布式数据管理的数据存储以及用于利用未使用资源的计算服务。
电信与无线网络
电信网络是一组互联设备（例如计算机、电话或路由器），允许信息（例如语音、数据或视频）在远距离传输和接收。考虑一个电信网络。世界各地都有天线提供特定的信息相关服务。建立它的成本很高，并且需要持续维护。通过 DePIN，任何人都可以加入网络并在家中设置一个小设备。经过该区域的人们可以利用这些服务。同样，去中心化的 WiFi 也可以使用相同的概念形成。
Helium 是最大的 DePIN 项目。其创新和开放的协议意味着任何人都可以真正成为商业无线电操作员，为其社区增加无线覆盖，并为其工作赚取报酬。Helium 网络使用一种独特的共识算法，称为“ 覆盖证明 ”（PoC），以验证热点准确地代表其位置、配置和它们创建的无线覆盖。覆盖证明激励热点操作员在服务不足的地区部署热点，并准确报告其部署情况，以便 Helium 网络的用户可以看到覆盖可能可用的地方。Helium 的特别之处在于它使用了大量的 LoRaWAN 热点网络，使其覆盖范围更广，而无需大型天线。
Helium 运行在 Solana 上，并由其原生代币 HNT 提供支持，这对于网络运营至关重要，因为它用于购买数据传输所需的“数据积分”。该网络提供两项主要服务：
- Helium 物联网网络，通过 LoRaWAN 热点挖掘的 $IOT 提供物联网设备的连接
- Helium 5G 网络，通过 $MOBILE 代币激励，将大型运营商与社区基础的 5G 热点集成
另一个例子是 WiFi Dabba，它针对印度的消费者 WiFi 需求。它通过最初专注于需求并与印度各地的本地有线电视运营商（LCOs）对齐提供付费服务来区分自己。WiFi Dabba 旨在在人口密集的区域（如住宅楼）部署 WiFi。
地图
像 Google 这样的大公司通过各种手段收集了大量的地图数据，包括员工、自驾车和用户贡献。用户可以在 Google 地图上添加评论和标记地点，贡献到其综合数据库。然而，Google 和其他主要公司向企业收取高额费用以访问和使用这些数据。
DePIN 提供了一种替代方法。通过激励全球用户贡献地图数据，DePIN 创建了一个系统，个人因其贡献而获得奖励。这种模式提供了几个优势：
- 它确保地图不断更新，提供新鲜的视角，而无需公司亲自绘制整个世界
- 当地居民和频繁用户可以快速贡献有关施工、事故、道路封闭和新道路的更新
- 用户因其贡献而获得奖励，因此他们有动力向 DePIN 应用程序添加信息
这种去中心化的方法有可能创建一个更动态、最新和民主化的地图系统，同时为贡献者提供经济激励。
Hivemapper 正在开创一个全球地图网络，利用车辆行车记录仪收集高分辨率（4K 街景）图像，以无许可的方式创建最新地图。由 $HONEY 代币管理，这个充满活力的网络拥有超过 50,000 名贡献者，从拼车司机到送货司机和业余爱好者，他们已经绘制了超过世界的 25%。Hivemapper 提供价格在 $300 到 $650 之间的行车记录仪，奖励贡献者分享视频和元数据以获得 $HONEY 代币。
另一个新兴项目是 Proto，它专注于通过一个用户友好的应用程序在印度（特别是孟买和班加罗尔）建立其数据库，并通过代币奖励贡献者的数据提交。
传感器
传感器是一种从环境中检测和测量物理输入（如温度、压力、光、声音或运动）并将其转换为机器或人类可以解释的信号的设备。传感器数据在考虑分布在不同位置的传感器网络时非常有用，因为它使信息更可靠。此外，这些传感器可以相互通信并帮助进行预测，例如气候预测。
天气数据的共享涉及一个复杂的公共和私人实体网络，包括运营各种传感器网络、开发天气模型和提供预测的组织。WiHi 旨在作为连接所有这些实体的统一平台，简化数据共享，提高预测准确性并改善气候监测。这意味着任何运营天气传感器的实体都可以申请向 WiHi 贡献数据。
Onocoy 正在使用实时动态定位 (RTK) 技术提高 GPS 数据的准确性。虽然 GPS 卫星在确定位置方面很有效，但它们缺乏高精度。为了提高精度，需要额外的传感器，如 RTK，它们使用地面接收器来将 GPS 精度从米级提高到毫米级。Onocoy 鼓励部署这些 RTK 接收器，尽管它们相对昂贵，以确保强大的覆盖范围。高质量的定位数据对于变形监测、农业、采矿、自然灾害预警（海啸/地震）、无人机/机器人定位和自动驾驶汽车等应用非常有价值。该公司采用双重奖励系统：客户以现金支付服务费用，而贡献者则通过 $ONO 代币获得补偿，促进了一个对齐的激励网络。
计算
云计算在今天非常相关。它是一种基于互联网的计算形式，通过它，共享资源、软件和信息被提供给计算机和其他设备。将工作外包给云服务器更容易，但这也有成本。大多数云服务器由一个中心实体拥有。 最近，Google Cloud 意外删除了其客户 UniSuper 的数据 。幸运的是，他们在另一家提供商那里有备份。但这并不总是如此。
此外，大量（轻描淡写）计算能力被浪费了。考虑一个四口中产家庭，至少会有 5-8 个设备：手机、笔记本电脑、PC、平板电脑、智能冰箱等。想象一下，让其他人使用这些设备上的闲置计算能力并从中获利。这就是 DePIN 的力量。
在一个硅谷的剧集中，一个著名的科技情景喜剧，团队认为 Anton（他们的服务器）无法处理负载并死机了。后来，他们意识到网络仍然活着；在查看时，Gilfoyle（制造 Anton 的人）发现他安装了软件（Pied Piper）的智能冰箱之前曾与其他冰箱通信。他们认为丢失和永远消失的数据实际上托管在 30,000 个智能冰箱上。智能冰箱作为物联网设备，可以连接到互联网并存储数据。尽管这个参考的技术方面很混乱，但它表明任何设备的计算能力都可以被利用。同样，僵尸计算机也存在。僵尸计算机是被恶意软件或黑客入侵的计算机，未经授权的人获得了对设备的控制权。这使他们能够在未经所有者知情或同意的情况下使用受感染的设备进行恶意活动。这两个例子都正确指出了闲置的设备可以利用其计算能力。
对计算能力的需求达到了历史最高点。然而，由于分布不均，寻求计算能力的用户发现很难获得机器。DePIN 作为一个市场，硬件所有者可以将计算能力租借给需要利用它的用户。
Render 是一个成熟的计算网络，3D 艺术家用于游戏和电影中的图形渲染。该网络提供 GPU 计算能力用于渲染，艺术家可以通过上传文件并选择渲染计划来访问这些资源。矿工可以出租他们闲置的 GPU 计算能力，成为网络上的渲染节点。它还提供一个名为 Octane 的软件套件，艺术家可以将他们的渲染任务外包给 GPU 网络。Render 最初基于以太坊，最近转移到了 Solana。此外，Render 现在还包括 AI/ML 和空间计算服务。
Akash，基于 Cosmos，是该类别的领导者。它作为一个通用的 CPU/GPU 计算网络。基于 Kubernetes 构建，它提供了一个可靠的平台来托管应用程序，确保高性能和低成本。
Aethir 是一个基于 Arbitrum 的去中心化云基础设施。它作为一个中介，连接那些想要出租其未充分利用的 GPU 的人和那些需要它们来训练游戏行业 AI 模型的人或公司。
游戏需要高水平的处理能力。我们熟悉“延迟”这个词；当他们的互联网连接不好，设备不够强大，或者他们在游戏中表现不佳时，玩家喜欢提到这个词。延迟是游戏中的一个问题。此外，由于昂贵的服务和访问服务器时的延迟问题，云游戏一直表现不佳。云游戏是一种在线游戏类型，它在远程服务器上运行视频游戏，并将游戏的输出（视频、声音等）直接流式传输到用户的设备。
Shaga 解决了云游戏的高延迟问题。它确保在智能设备上实现超低延迟和高性能的游戏体验，同时通过我们的点对点架构确保数据传输的安全性。它将个人游戏 PC 转变为更接近玩家的节点。
存储
云存储允许用户将数据保存在另一个位置，可以通过公共互联网或专用的私人网络连接访问。通常，像 Dropbox、Sync 和 Google Drive 这样的云存储服务使用 Amazon Web Services 和 Azure 等中心化云提供商来存储他们的数据。然而，中心化存储有一个主要缺点。将数据存储在一个中心位置赋予了主机显著的权力，例如在未经同意的情况下向第三方披露数据的能力，由于硬件或网络故障导致的数据丢失风险，以及网络攻击的脆弱性。
去中心化存储将数据分布在多个节点上，使其更能抵御单点故障、网络攻击和数据泄露。DePIN 还可以让用户提供他们未使用的资源并通过提供存储来赚取代币。
最初，我们讨论了 BitTorrent 作为一个早期的文件共享系统。后来，BitTorrent 成为去中心化文件分发的先驱。它结合了区块链技术的采用和 BTT 代币的实用性。原生 BTT 代币在这个生态系统中扮演了多个角色。它激励用户共享带宽，从而提高网络性能。它还作为购买更快下载速度或优质内容的交易货币，使用户能够与 dApp 互动。
Filecoin 是一个去中心化存储网络，使用户能够利用他们未使用的存储来赚取 FIL 代币。Filecoin 网络的参与者可以出租他们的备用存储容量，并获得 FIL 代币作为补偿。这些代币随后用于支付网络的存储和检索服务。
ShdwDrive 由 GenesysGo 构建，是一个基于 Solana 的替代方案。它为寻求类似于 Filecoin 平台的用户设计，但利用高性能的传统和移动计算来降低企业级数据中心存储的成本。它使用原生代币 $SHDW 进行交易。ShdwDrive 提供诸如网站托管、社交媒体存档存储、档案存储、可访问的数据集和类似于 Google Drive 的个人存储选项。Synx 是一个与 ShdwDrive 配合使用的私人云存储解决方案，并由移动和桌面应用程序支持。
Arweave (AR) 在去中心化存储领域提供了一种创新的解决方案，通过引入 Blockweave 协议，旨在实现永久、低成本的数据存储。与传统存储方法容易数据丢失和审查不同，Arweave 的方法确保了数据的可用性以供后代使用。用户可以使用 AR 代币一次性支付费用，以保证无限期的数据存储。Instagram 的母公司 Meta 已集成 Arweave 的技术 来永久存储 Instagram 上的数字收藏品，包括 NFT。
Storj 通过强调安全性和隐私性脱颖而出。它加密并将数据分布在网络节点上，确保高数据保护。STORJ 代币在这个生态系统中有双重用途：支付存储服务费用并奖励节点运营商提供他们未使用的存储空间。
结论
DePIN 是一种利用数字技术改进物理网络的新方法。通过利用区块链技术的去中心化原则，DePIN 不仅解决了传统系统中存在的一些固有限制，例如 Torrent 的吸血鬼问题，还为各个领域的更高效、透明和参与者奖励机制铺平了道路。DePIN 站在创新解决复杂挑战的前沿，从改进电信和数据存储到革命性地改变能源分配。随着我们见证生态系统在各个领域的 650 多个项目蓬勃发展，很明显，DePIN 的旅程才刚刚开始。向更去中心化、更安全和更高效的世界迈进不仅是可能的，而且已经在进行中，承诺一个技术赋能每个人贡献和受益于集体互联网络的未来。
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资源
Superteam 的 2024 年 Solana DePIN 状况
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