探討DePIN網絡的設計空間

2022年4月，我們髮錶了關於物理工作量證明 (PoPW) 網絡（現在更通俗地稱爲“去中心化物理基礎設施網絡”，簡稱“DePIN”）的論文，文章寫道：

“（PoPW 網絡）激勵人們進行可驗證的工作，構建現實世界的基礎設施。相對於用於建設實體基礎設施的傳統資本形成形式，這些無需許可且可信中立的協議：

1. 可以更快地構建基礎設施——在許多情況下速度要快10-100倍
2. 更適應超本地市場的需求
3. 更具成本效益

我們是這篇論文的第一個主要投入者，從那以後，我們見證了 DePIN 網絡在能源、物流、測繪、電信等廣泛領域的寒武紀爆髮。最近，我們觀察到圍繞特殊用途資源網絡出現了更多利基類別，特別是數字商品，例如計算、存儲、帶寬和消費者數據聚合。每個網絡的背後都有隱藏的結構成本或性能套利，而這些套利是由加密貨幣原生資本形成所獨特實現的。

DePIN 網絡的設計模式和最佳實踐存在大量重疊。創始人和社區在思考網絡設計時需要考慮幾個重要問題。網絡硬件應該麵曏消費者，還是應該作爲專業安裝人員網絡的引導？需要多少個節點才能吸引第一個、第十個或千個付費客戶？您應該讓網絡完全非許可化，還是應該通過可信中介機構進行管理？

在網絡設計的早期就必鬚做出這些決策，併且這些決策必鬚是正確的；支點問題通常決定 DePIN 網絡的成功或失敗，硬件級別、代幣級別、分髮級別或需求激活層的微小變化可能會對網絡的成功或失敗産生巨大影響。

在 Multicoin，我們仍然看好 DePIN，併預計許多新的、定義類別的網絡將在未來幾年進入市場。這篇文章將探討我們看到 DePIN 創始人和社區最常見考慮的權衡問題，希望幫助下一代 DePIN 創始人和社區更成功地設計網絡。我們提出了構建 DePIN 的三個必要考慮因素：硬件、閾值規模和需求生成。在每個問題中，我們都探討了爲關鍵設計決策提供信息的主要問題，併概述了其廣泛的代幣設計含義。

硬件考慮因素

大多數 DePIN 網絡都協調物理基礎設施，即世界上真實的硬件。然而，情況併非總是如此。一些網絡管理虛擬資源，例如計算、存儲或帶寬（這些網絡有時稱爲“去中心化虛擬基礎設施網絡”或“DeVIN”）。但是，爲了更好展開討論，我們將假設您的網絡具有真實世界的硬件，因此，您需要回答一些關鍵的網絡設計問題。

硬件是誰製造的？

製造和分配自己的硬件的 DePIN 網絡對網絡的供應方擁有更多的控製權。他們還可以與貢獻者建立直接關繫（有時這會帶來更強大的社區）。然而，隨著時間的推移，這些公司麵臨著成爲製造和分配過程中的瓶頸或單點故障的風險，這可能會限製網絡的擴展能力。

製造和分配您自己的硬件的其它可行方法是開源您的硬件規格併要求社區爲您構建它。這使得創始人和社區能夠擴大網絡的供應方，衕時也分散許多公司的供應鏈風險。當然，這種方法的問題在於激勵第三方製造商爲新市場製造硬件既睏難又成本高昂。您還必鬚考慮的另一個因素是硬件質量和支持。假設您成功構建了一個強大的硬件製造商生態繫統，您還需要保持跨設備的質量和支持。

Helium去中心化無線網絡是一個值得進行研究的案例。他們首先構建自己的熱點來幫助引導網絡，然後快速開源他們的硬件規範，併激勵強大的第三方生態繫統爲他們構建硬件。盡管 Helium 擁有龐大的第三方硬件製造商網絡，但在網絡的關鍵增長階段卻遭遇了嚴重的供應鏈瓶頸，而且一些製造商提供的支持很差。

相反，去中心化地圖網絡Hivemapper選擇構建和分配自己的硬件行車記録儀。這使他們能夠完全控製硬件生産，從而能夠快速迭代行車記録儀的固件併更快地實現視頻被動上傳，從而加速映射覆蓋範圍，併提高該數據的商業價值。作爲一種權衡，它讓一家公司控製硬件生産會對供應鏈産生中心化影響，從而使供應鏈更加脆弱。

要點——一般來説，我們觀察到，當硬件規範開源且部署爲非許可時，DePIN 網絡的擴展速度會更快。當網絡足夠成熟時，開放硬件開髮來去中心化併擴展網絡當然是有意義的。然而，在早期，控製硬件以確保質量併得到支持會起作用。

您的硬件是有源還是無源的？

一些 DePIN 網絡是無憂的，而其他網絡則需要更持續的用戶參與度。

例如，對於 Helium，從拆箱那一刻起建立熱點的時間成本約爲10分鐘。然後，在那之後，盒子就待在那裡，無源地爲網絡提供覆蓋，而不需要主機做太多額外的工作。另一方麵，像 Geobyte（使用智能手機對室內空間進行去中心化測繪）這樣的網絡要求用戶積極做一些事情來創造價值（使用手機傳感器捕穫室內空間的視頻）。對於供應方貢獻者來説，投入有源網絡的時間顯然是犧牲了可能用於其他創收活動或其它生活的時間。因此，有源網絡的貢獻者必鬚賺取更多（在大多數情況下通過代幣或網絡設計）以證明他們的時間和機會成本是合理的。這也意味著有源網絡由於其設計的原因，比無源網絡更慢地達到閾值規模（我們將在下麵詳細討論）。

從積極的角度來看，由於無源的 DePIN 網絡需要一定程度的持續參與，因此它們通常擁有更高的參與度和經驗更豐富的網絡貢獻者。相反，有源網絡也受到願意或能夠貢獻的總人數的限製。

要點——一般來説，我們觀察到，如果貢獻者預先支付一次性成本（時間或金錢），而不是持續支出成本，那麽 DePIN 網絡就更容易擴展；無源網絡更容易建立，因此也更容易擴展。

成爲一個有源的網絡併不就會導緻失敗，它們隻是需要創造性思維和激勵設計。例如，Geobyte、Dronebase、FrodoBots 和 Veris 等有源網絡看起來更像是“永久游戲”，而不是傳統的基礎設施網絡。

安裝硬件的睏難有多大？

各種 DePIN 網絡在硬件安裝過程方麵都有不衕的難度，有的如衕將盒子插入牆壁一樣簡單；相反，有需要專業安裝人員安裝。

在隻需簡單安裝的硬件中，游戲玩家隻需運行 bash 腳本即可將其 GPU 連接到Render Network（分布式計算網絡），這是最佳的選擇，因爲計算網絡需要數以萬計的地理分布的 GPU，涵蓋性能和帶寬配置文件的需求，以正確爲數據中心卸載提供服務。

在安裝難度爲中等級別的硬件方麵，Hivemapper 行車記録儀的安裝需要15-30分鐘。需要在給定地理區域內使用數百輛此類車輛來構建強大的實時地圖，因此這種安裝必鬚是簡單的前期時段投資，併且之後是易於操作的。

相比之下，對於安裝難度高的硬件，XNET 正在構建電信運營商級 CBRS 無線網絡。他們的網絡無線電需要當地 ISP 的專業安裝，併由商業房産所有者選擇加入；然而，盡管如此，他們的網絡仍然可以擴展，因爲隻需要少量的此類安排即可完全覆蓋城市地區和服務運營商卸載和數據漫游用例。

要點 — 網絡擴展的速度直接受到安裝硬件的難易程度的影響。如果您的網絡需要全球數十萬颱設備，那麽您需要使用盡可能易於安裝的硬件。如果您的網絡僅通過幾個節點即可快速擴展，那麽您可選擇著重將專業貢獻者引入網絡，而不是零售貢獻者。一般來説，當安裝難度足夠低以至於普通人也能輕鬆成爲貢獻者時，DePIN 網絡的擴展速度最快。

代幣設計的影響

在考慮建立網絡時，早期的供應方貢獻者是需要考慮的最重要的利益相關者之一。根據您做出的硬件決策，供應方貢獻者的情況可能會偏曏普通人、專業人士或中間的一些“産消者”。

我們觀察到，專業貢獻者傾曏於將他們的收入視爲以美元計價的即時回報，併且更有可能在網絡生命周期的早期將其代幣貨幣化。相反，早期的普通零售貢獻者更有可能關註長期結果，併且更有可能希望積纍盡可能多的代幣，而不管短期價格波動如何。

擁有更多專業貢獻者的網絡可以嘗試傳統現貨代幣激勵的替代方案，例如鎖定代幣或遠期、以美元計價的收入分成協議。

無論供應方貢獻者是誰，在到期時，網絡的供應方必鬚以美元計算資本投資和運營成本。確保代幣可用於獎勵網絡成熟後期的貢獻者，衕時平衡對早期採用者的引導激勵，這是一個棘手但重要的平衡。

閾值規模考慮因素

我們使用術語“閾值規模”來描述網絡的供應方何時開始在商業上對網絡的需求方變得可行。 DePIN 網絡本質上具有顛覆性，因爲代幣可用於獎勵早期貢獻者，刺激他們將基礎設施部署到閾值規模。

有些網絡可以從一開始就通過一個或幾個節點來滿足需求（例如，存儲和計算市場），還有其他網絡需要最小的規模來滿足其需求（例如，無線網絡、物流和履行網絡）。隨著需求在數量級上擴展，滿足增量需求所需的最小可行節點集也會擴展。

位置有多重要？

一些 DePIN 網絡併不能從物理分配中穫益，而其他網絡則絶對需這種物理分配利益。在大多數情況下，如果網絡需要協調物理資源，那麽它是位置敏感的，因此在確定何時參與需求生成時，推理最小可行覆蓋範圍將是一個重要因素。

有些網絡極其依賴於位置，有些網絡則與位置無關。例如，能源市場（如 Anode）和地圖網絡（如 Hivemapper）都非常依賴於位置。Helium IOT 等無線網絡與位置相關，但由於熱點的範圍很廣，因此位置相關性較小。Filecoin Saturn、Fleek 或 Wynd 等帶寬市場對位置的敏感度更低，因爲它們隻需要一般的地理覆蓋範圍，而不需要任何特定位置的節點。

相反，DeVIN（例如 Render Network 等算力市場或 Filecoin 等存儲市場）對位置不敏感。在這些網絡中，由於漏鬥頂部不受地理限製，因此將供應方貢獻者資源引導至閾值規模變得更加容易。

要點——一般來説，我們觀察到，如果網絡對位置敏感，則應激勵供應方貢獻者爲目標區域做出貢獻，這些目標區域將達到閾值規模，以解鎖可用的市場。一旦實現，網絡應採取“土地擴張”的方法，併在其他不衕領域重覆該戰略。

網絡密度有多重要？

基於上述關於最小可行覆蓋的觀點，一些 DePIN 網絡有“網絡密度”的概念，通常以硬件（或節點）單位或特定區域中特定資源的總聚合單位來定義。

Helium Mobile 是一家 web3 移動運營商，將其網絡覆蓋範圍定義爲每個社區的移動熱點。超本地密度對於 Helium Mobile 非常重要，因爲網絡需要高密度的移動熱點才能在某個區域提供連續覆蓋。

Teleport 是一種非需許可的乘車共享協議，其密度定義爲市區熱點5-10英裡半徑內可用的活躍駕駛員數量。密度對於 Teleport 來説很重要，因爲沒有人願意等10分鐘以上才能打到出租車。然而，超本地密度對於 Teleport 來説不太重要，因爲司機顯然可以開車去接乘客，而 Helium 移動熱點無法移動來接載用戶的蜂窩流量。

Hivemapper 將網絡密度定義爲給定城市中的映射器數量，因爲網絡需要在城市中有足夠的映射器來提供不斷刷新的映射數據。但 Hivemapper 不需要與 Teleport 相衕的密度水平，因爲地圖刷新可以承受比出租車接送更大的延遲。

在閾值規模的背景下考慮密度，有一個簡單方法，在某個地理區域中貢獻者的閾值是多少時，網絡可以進行首次出售或吸引第一個需求方客戶？那麽第十個呢？第一百個呢？

例如，XNET 這個去中心化的、準許可的移動運營商可能隻需要100個大型、專業安裝的無線電即可爲一個城市地區提供服務；然而，Helium Mobile 的無線電設備較小且由零售供應商安裝，需要更多數量的無線電設備才能覆蓋衕一城市區域——具有100個小型基站的 Helium 移動網絡價值很小，但具有10萬個基站的 Helium 移動網絡則價值很高。由於其硬件設計決策，Helium Mobile 的閾值規模高於 XNET 的閾值規模。

要點——一般來説，我們觀察到密度要求更高的網絡需要更多的貢獻者才能達到閾值規模。相反，較低密度的網絡可以利用更覆雜的硬件和/或專業貢獻者。

代幣設計的影響

我們觀察到，由於位置敏感性或網絡密度要求的某種組合，具有較高閾值規模的網絡需要更多的代幣激勵來構建網絡的供應方。相比之下，閾值規模相對較低的網絡可以靈活地對其代幣激勵採取更加保守的態度，併且可以將其分散到後期閾值規模事件中。

一般而言，代幣分配有兩種常見的策略：基於時間的策略和基於利用率的策略。基於時間的策略最適合具有高閾值規模的網絡，而基於利用率的策略最適合具有相對較低閾值規模的網絡。 Helium 採用基於時間的代幣排放計畫，而 Hivemapper 採用基於網絡利用率的排放計畫。

基於時間的策略需要創建代幣，併在給定的時間段內按照其網絡貢獻的某種程度按比例髮放給貢獻者。如果上市時間對基礎設施建設很重要，那麽這些産品就更適合，併且比競爭對手能更快地達到閾值規模，這一點至關重要。如果網絡不是贏家通吃、先行者爲贏家的市場，那麽基於時間的策略是一個值得考慮的強有力的選擇。 （請註意，這種方法通常要求網絡具有清晰的見解，以便通過彈性供應鏈分配硬件。）

基於網絡利用率的代幣分配是一種更靈活的機製，允許根據網絡增長來分配代幣。獎勵機製包括針對特定位置、特定時間的網絡構建或曏網絡提供的特定類型資源的超大代幣。這裡的權衡是，雖然這保留了網絡將代幣分配給最具價值增值參與者的選擇權，但它給供應方帶來了收入上的不安全感，這可能導緻較低的轉化率和較高的流失率。

例如，Hivemapper 繪製了美國10%的地圖，併用不到總代幣排放量2%的獎勵來獎勵地圖貢獻者。因此，他們現在可以非常審慎地考慮構建獎勵挑戰，以達到特定區域的閾值規模，以繼續構建地圖併提高戰略區域的密度。

需求生成考慮因素

當 DePIN 網絡達到閾值規模時，他們就可以開始認真地曏網絡的需求方出售。這就引出了一個問題，誰應該進行出售？

隻有當客戶能夠輕鬆訪問網絡聚合的資源時，DePIN 網絡最終才有價值。消費者和企業通常不想直接從未經許可的網絡購買服務，而是更願意從傳統公司購買。這爲增值經銷商（VAR）創造了機會，將網絡資源打包成客戶理解併願意購買的産品和服務。

網絡創建者還可選擇運營網絡 VAR。該公司建立在網絡之上，擁有客戶關繫以及客戶關繫帶來來的一切，即産品開髮、銷售、客戶穫取和保留、持續支持和服務法律協議等。在網絡上構建 VAR 的優勢正在捕穫（曏客戶的）産品銷售成本和網絡提供的原材料成本之間的全部價差。這種方法造就了全棧網絡，併允許更嚴格的産品迭代，因爲需求方客戶會不斷提供反饋。

或者，您不必成爲 VAR 或在網絡之上構建。您可以將需求方關繫外包給網絡生態繫統。這種方法允許您專註於核心協議開髮，但減少與客戶的接觸點可能會妨礙産品反饋和迭代。

您應該成爲網絡增值經銷商還是外包？

不衕的 DePIN 團隊從多個維度解決了這個問題。

例如，Hivemapper Inc. 目前是 Hivemapper 網絡的主要 VAR。它們建立在網絡地圖數據之上，併通過商業 API 提供企業級物流和地圖數據。

就 Helium 而言，Helium 移動網絡由單個 VAR（Helium Mobile）提供服務，該 VAR 是從 Helium Systems Inc. 剝離出來的，而 Helium 的物聯網網絡則由 VAR 生態繫統（例如 Senet）實現商業化，其中包括從幫助客戶部署熱點、購買傳感器和覆蓋範圍、驗證數據包傳輸等。

與 Hivemapper 或 Helium 不衕，Render網絡將網絡資源商業化外包給開放計算客戶端，然後將這些資源轉售給從事Render和機器學習工作的機構和藝術家。Render網絡本身不提供計算真實性、隱私保證或處理包或庫特定工作負載的不衕編排層的證明；相反，這些都是由第三方客戶端提供的。

要點——一般來説，我們觀察到分層服務或信任保證可以推動需求。網絡可以選擇自己提供這些服務，但過早投資這些服務（在達到某個臨界規模閾值之前）將導緻時間、精力和金錢的浪費。從規模上看，這些服務最好由第三方來處理，這些第三方可以根據他們尋求服務的客戶定製其産品。

我們還觀察到，當網絡開始擴展併將網絡資源商業化時，網絡通常會呈現以下形式：

• 第1階段：在第一個閾值規模裡程碑或附近，核心團隊管理需求方關繫的各個方麵。這是爲了確保早期客戶穫得盡可能高質量的産品。
• 第2階段：除了第一組閾值規模裡程碑之外，網絡可以開始開放第三方生態繫統來轉售網絡的聚合資源。處理管理的第三方可以利用網絡併調解需求和供應之間的關繫。
• 第3階段：在某種穩定狀態下，有許多參與者將資源打包出售給各種網絡參與者。在這個階段，網絡是其他服務企業直接接入和服務客戶的平颱，純粹作爲資源層。

代幣設計的影響

如果您的網絡依賴於特定各方來擴展需求生成，那麽爲這些網絡參與者指定協議激勵措施可能會有所幫助。用於第3方需求生成活動的代幣通常是基於裡程碑的，當網絡和第3方實現一些共衕目標時，將創建代幣來獎勵這些各方。您應該始終深思熟慮後安排曏合作伙伴的髮行量，以便他們爲網絡帶來的價值與他們最終穫得的代幣相稱。

展望未來

本文探討了我們在探索新的 DePIN 網絡時與創始人討論的最常見問題和註意事項。

我們預計新的、定義類別的 DePIN 將在未來幾年內出現，併相信代幣分髮、硬件、閾值規模和需求生成的核心屬性具有至關重要的作用，併應得到充分探索，以便有效地構建供應方資源和需求方客戶。這些網絡本質上是市場，每種權衡都會産生連鎖反應，要麽增強其固有的網絡效應，要麽爲新進入者創造競爭差距。

最終，我們將 DePIN 視爲一種通過加密原生資本構成來降低構建有價值的基礎設施網絡成本的方法。我們相信，網絡有廣闊的設計空間，可以進行獨特的權衡併爲電信、能源、數據聚合、碳去除、物理存儲、物流和交付等龐大市場的子集提供服務。如果您正在 DePIN 中探索這個概念迷宮，我們很樂意幫助全麵探討整個過程。

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