详解去中心化物理基础设施网络DePIN:真实世界与区块链的桥梁’ Refining the sentence: ‘解析去中心化物理基础设施网络DePIN:连接真实世界与区块链的桥梁

'解析去中心化物理基础设施网络DePIN:连接真实世界与区块链的桥梁'

作者:1Z,KetchupDAO 创始人

新东西: DePIN 是个啥?

DePIN是指去中心化物理基础设施网络(Decentralized Physical Infrastructure Networks)的缩写。它是一种利用区块链技术和通证经济来激励驱动大众合力构建真实世界中的物理基础设施网络的系统。简单来说,DePIN以个人价值、激励、隐私和性价比等因素为出发点,从个体到集体逐步构建基础的信息化服务。它不仅具备崭新的技术特性,还提供了多种新的商业模式和经济机制,为实现去中心化的物理基础设施网络建设提供了可能。

至下而上的建设

至下而上的基础设施建设方式并不新鲜。历史上,在绿洲边缘,简易驿站通过为商队提供补给起初只服务于个体需求,但随着商贩和手艺人的聚集,驿站逐渐繁荣起来,并最终发展成像长安和敦煌这样的交通及文化中心。这些自发的驿站逐渐连接,构筑了丝绸之路。整个丝绸之路的形成就是一种去中心化的基础设施建设,它根据各自的价值和需求,体现了真实世界的去中心化协同效应。类似地,至下而上的去中心化数字世界的建设也会带来健壮性、稳定性和网络效应。然而,至下而上的驱动方式也存在一些缺点,其中最大的问题是速度较慢。Web3的去中心化信用和多样化的激励方式恰好填补了这个速度不足的问题。

人机边界的消解

DePIN设计了一个精炼的公式:Web3+AIoT=DePIN。它突破了人与机器之间的边界,将人工通用智能(AGI)赋予设备大脑和意识,而Web3则为至下而上的物联网网络建设提供了基础信用、价值、激励、权益和供需匹配。物联网设备与链上资产映射,赋予设备不可篡改的设备身份(DID)和价值容器(Wallet)。此外,设备采集的数据和执行行为可以被标记为代币,并通过去中心化交易所(DEX)与人类或其他设备进行交换。这使得机器能够与我们互动,也让机器与人、机器与机器之间的互通成为可能。

边界:给DePIN减减负

根据“去中心化物理基础设施”定义,几乎所有的分布式网络都可以归类为DePIN。例如,Filecoin和Arweave是去中心化的硬盘,以太坊是去中心化的电脑,比特币是去中心化的账本等。然而,这种定义过于宽泛,容易让人迷失重点。

狭义DePIN的概念

为了更准确地描述特定类型的网络,Mason Nystrom将“去中心化资源型网络”(DeREN)与“去中心化基础设施网络”(DePIN)区分开来。DePIN和DeREN都是通过激励机制优化硬件资源分布和使用的网络概念,但它们在处理资源可替代性和地理位置依赖性方面存在差异。

DePIN是以地理位置为关键因素的网络模型,通过激励机制来部署特定地理位置的硬件设备,从而生成非同质化的资源。例如,城市中的移动电话基站,尽管同属一种基站,但由于地理位置的不同,它们之间并不能互相替换,因此被视为独一无二的非同质化资源。

DeREN是一个对地理位置依赖性较弱的资源型网络,它通过激励机制建立市场,并增加现有或闲置的可替代资源供应。这些资源由不受地理位置限制的硬件生成。在云服务领域,DeREN类似于基于云的设施即服务(IaaS),与用户所在地理位置的关联较弱,具有高度同质性。

不完美先驱:Helium

尽管Helium备受争议,但无论是从市值还是知名度来看,毫无疑问Helium是“狭义DePIN”的领军者和先驱。

Helium简介

Helium是基于LoRaWAN的DePINs(Decentralized Physical Infrastructure Networks)。其目标是构建一个开放、去中心化的网络,任何人都可以通过购买和部署Helium的热点设备来构建和维护网络,为需要无线数据传输的设备提供覆盖。简而言之,每个人都可以成为电信公司建设基站的企业,这也是其标志性的人民网络。

Helium现状如何

从几个简单的指标来看:

  • 截至2023年8月,Helium Token(HNT)的价格约为2 USDT,较最高峰期价格下跌了95%(与比特币相比下跌了60%)。
  • 技术路线方面,Helium从自身的L1链迁移到了Solana,共享了Solana上丰富的生态环境,同时也节省了搭建自己链的成本。在LoRaWAN之后,Helium的新叙事是关于5G微基站的建设,作为传统5G运营商网络的一个补充。
  • 覆盖情况方面,Helium热点已达到986,743个,覆盖了190个国家和77,263个城市。

优点与非议

先说优点:Helium的成功证明了DePIN市场配套(PMF)的实现,证明了它作为一种新颖理念得到市场接受的能力。其网络覆盖范围也证明了它在实际应用中的可行性。然而,也存在一些非议:

  • 商业模式困境:Helium基于LoRaWAN这种偏工业、农业和智慧城市级别的传输协议。它的商业模式是消费者建设和维护网络,商业机构为用户提供服务。但实际上,由普通人架设的网络很难满足商业需求,如网络质量、信誉、规模和价格等方面,这影响了网络的效率和效益。
  • 共识设计缺陷:DePIN对地理位置是重要因素,Helium的工作证明共识机制在理论上可以确保LoRa网络的有效覆盖,但在实际应用中,它并未实现资源供需的有效匹配,即无法提供有价值的需求。
  • 代币经济模型的粗糙:Helium项目在早期阶段,创始团队和早期投资者积累了大量代币HNT,导致社区成员只获得了不到30%的HNT,这种不公平分配模式以及随着时间推移奖励逐渐减少的情况共同影响了新参与者的收益,对项目的长期可持续性产生了负面影响。

未来价值:DePIN链接带来的可能性

有人对DePIN只是一种炒作已有概念的质疑。确实,Helium作为DePIN的早期尝试已经有10多年的历史。然而,进步往往源于对旧概念的不断挖掘和优化,从而达到新的突破。

信任层:真实物理世界的可信数据

DePIN引入了一个关键的“信任层”。这一层关注确保数据的真实性、权益的可靠性和激励的公正性,从而构建了一个可靠的物理世界与数字世界之间的桥梁。

为了理解这种信任关系,可以用一个理想化的遗产信托的场景来说明:老年人使用智能合约锁定数字遗产,通过各种传感器实时监测他的生命体征。当医生确定老人去世时,触发智能合约,该合约使用预言机机制验证传感器数据的一致性,并在足够多的节点确认老人去世时启动遗产分配。这个场景中,只有当传感器、网络和应用都可信时,最终结果才能得到确认。

网络层+信任层

随着WiFi 7、蓝牙5和UWB等技术的进步,物联网通信网络层的技术不断发展。Mesh网络(去中心化的自组网网络)方案的支持也越来越多。这些原生支持Mesh的芯片和模组与DePIN的理念相契合,可以依靠OTA来实现DePIN的兼容。

信任层+应用层

在应用层,基础设施得到了全面优化,公链的吞吐能力显著提高,物联网关键数据的链上表示成本也大幅降低。除了费用结算之外,Web3还提供了资产建模的机会,通过使用ERC-721、ERC-1155和ERC-3525等标准,我们可以对设备进行多维度的资产建模,赋予设备流动性并创造全新的经济模式。

此外,将设备权益拆分并在链上表示,结合供应链金融,可以创造更灵活、高效和安全的金融环境,为物联网设备的创新提供更强大的支持。通过链上资产的真实性和可验证性,供应商可以在更稳定和可靠的基础上进行决策,创业公司通过链上数字权益获得资金支持,降低生产风险。

DePIN的出现还引发了RWA领域的思考。传统上,RWA被视为区块链上链下金融产品的映射,但随着DePIN的发展,RWA的范围也越来越宽广。通过将真实世界中的事物进行数字权益拆分,DePIN创造了超越单一部分价值之和的可能,这为区块链技术在实际应用中开辟了新的机遇。

最后,DePIN的确存在一些问题,然而我们应该保持开放的态度,相信它只是去中心化网络实现迈出的艰难第一步。对于Helium早期的调整,我们不必过于追求“完全去中心化”和“不可篡改”的理想状态,至少在深圳的调研中,许多LoRa设备厂商对Helium都有一定了解,这已经超越了许多Web3/Blockchain项目的“出圈”程度。

未来价值:DePIN链接带来的可能性

有人质疑DePIN只是炒作已有的概念。确实,Helium满打满算甚至已经有10年的历史。然而,进步的本质常常就在于不断地挖掘和优化旧的概念,从而达到新的突破点。

信任层:真实物理世界的可信数据

物联网经典模型包括三个核心层次:传感层、网络层和应用层。DePIN引入了一个关键的”信任层”,该层关注数据的真实性、权益的可靠性和激励的公正性。这种信任层的引入使得在物理世界和数字世界之间建立了信任桥梁。

DePIN通过传感层和网络层的连接,真实世界和数字世界之间的传输,从而降低了信任摩擦,提高了数据的真实性和可验证性。

网络层 + 信任层

随着WiFi7和蓝牙5等技术的推进,物联网通信网络层面技术也在不断发展。相较于Helium早期的启动时,现在已经支持更多的技术方案,如Mesh网络(去中心化自组网)方案,包括Zigbee、Z-Wave、Thread等,以及新兴的WiFi7和蓝牙5.4等协议,进一步推动了Mesh网络方案的增多。

Mesh网络的去中心化和自组织特性与DePIN的理念相契合。这些原生支持Mesh的芯片和模组结合DePIN的思想,或许并不需要像Helium这样从零开始搭建,而可以利用OTA(空中下载)等方式来进行DePIN的兼容。

信任层 + 应用层

在应用层,基础设施得到了全面优化,公链的吞吐能力显著提高,物联网关键数据的链上表达成本也大幅降低。Web3的价值也不再只有费用结算这一层面。

资产建模(Digital Asset Modeling):

物联网设备与Web3的结合为设备的资产化提供了可能。通过使用ERC-721、ERC-1155、ERC-3525等标准,我们可以对设备进行多维度的资产建模。不仅可以将设备所有权NFT化,还可以对其他数字权益(如收益权、使用权等)进行精确定义,使其成为可以交易的数字资产。设备产生的数据和执行的操作也可以进行代币化,并通过去中心化交易所与人类或其他设备进行交换。这样一来,设备被赋予了流动性,整个物联网也演变成了一个崭新的流动性价值网络。

资产建模的概念是对传统的代币化(Tokenization)和证券化(Securitization)有所不同。资产建模通过数字资产的多维度属性和金融编程,对现实世界中的资产进行抽象和重构,设计出新的数字资产关系和交互逻辑,更贴近真实世界的复杂性。整体而言,资产建模是一种全新的数字资产表达和金融编程范式,拓展了数字世界的边界。

提供一些资产建模的示例:

  • NFT(ERC-721等)允许创建独一无二的数字资产,定义了资产的绝对所有权。
  • SFT(ERC-3525等)可以对一个资产进行拆分,生成可交易的资产碎片,保留资产的唯一性并增强流动性。
  • 复杂代币关系标准(ERC-6551等)试图对资产的多维度属性进行建模,例如收益权、使用权等。这种标准分离和重组了资产的不同权益。

总之,丰富的代币类型为物联网设备的资产化提供了可能性,为物联网设备的经济模式开辟了新的空间,实现了物联设备的流动性。

供应链金融的新可能性

通过将设备的权益拆分并在链上表示,结合供应链金融,我们可以创造出灵活、高效、安全的金融环境,为硬件创新提供更强力的支持。

在传统的供应链金融中,中小创业公司生产硬件产品往往面临巨大的资金压力。为了支持生产,公司必须寻求外部融资或贷款,但这并非易事。然而,利用Web3技术,我们可以将设备未来收益(如销售、租赁等)数字化,将其转化为一种数字资产,从而为创业公司提供资金支持,减轻生产风险。

同时,供应商也能够获得一种新型的风险保障—它们不仅根据创业公司的信用来进行合作,还基于链上资产的真实性和可验证性来进行决策。这种模式为中小创业公司和供应商创造了一个双赢的合作场景,创业公司获得了资金支持,供应商获得了稳定可靠的收益来源。

总结来说,通过将设备的权益拆分并在链上表示,结合供应链金融,我们可以创造出灵活、高效、安全的金融环境,为硬件创新提供更强力的支持。

原生RWA

传统上,我们将RWA(Real World Asset)定义为链下金融产品(如债券、不动产)在区块链上的映射。但现在,人们对RWA的定义更加开放,认为RWA的范畴更为广泛。例如,欧文费雪将资产定义为“一切能够产生持续收入的事物”。

提出“原生RWA”的概念是指通过Web3技术将真实世界的实物资产在区块链上进行数字权益拆分。这种资产化过程创造出超越单一部分之和的价值,展示了Web3的真正潜力。它不仅为我们提供了重新思考和利用真实世界资产的新视角,也为区块链技术在实际应用中带来了新的机会。

变革经常源于微小的创新。DeFi最初只是Web3边缘小众的玩意,但如今已经展开新的局面。类似DePIN的尝试可能目前还处于起步阶段,但我们应该持开放的态度,相信它只是去中心化网络实现迈出的第一步。对于Helium早期的调整,我们不必过于追求“完全去中心化”和“不可篡改”的理想状态,至少在深圳十几家LoRa设备厂商的调研中,他们基本都对Helium有一定了解,这已经超越了许多Web3/Blockchain项目的“出圈”程度。

未来价值:DePIN链接带来的可能性

有人质疑DePIN只是炒作已有的概念。确实,Helium满打满算甚至已经有10年的历史。然而,进步的本质常常就在于不断地挖掘和优化旧的概念,从而达到新的突破点。