Explorando o espaço de design das redes DePIN

Em abril de 2022, publicamos nossa tese sobre redes de Prova de Trabalho Físico (PoPW) (agora, mais coloquialmente chamadas de “Redes de Infraestrutura Física Descentralizadas” ou “DePIN”, abreviadamente). Nesse ensaio, escrevemos:

“(Redes PoPW) incentivam as pessoas a realizar trabalhos verificáveis que construam infraestrutura do mundo real. Em relação às formas tradicionais de formação de capital para a construção de infraestrutura física, estes protocolos não autorizados e credivelmente neutros:

1. Pode construir infraestrutura mais rapidamente – em muitos casos, 10 a 100 vezes mais rápido
2. Estão mais sintonizados com as necessidades do mercado hiperlocal
3. Pode ser muito mais econômico

Fomos os primeiros grandes investidores nesta tese e, desde então, assistimos a uma explosão cambriana de redes DePIN numa vasta gama de categorias, como energia, logística, mapeamento, telecomunicações e muito mais. Mais recentemente, observamos o surgimento de mais categorias de nicho em torno de redes de recursos para fins especiais, especificamente para mercadorias digitais, como computação, armazenamento, largura de banda e agregação de dados de consumidores. Por trás de cada uma dessas redes existe uma arbitragem oculta de custos estruturais ou de desempenho que é possibilitada exclusivamente pela formação de capital cripto-nativo.

Há uma grande sobreposição de padrões de design e práticas recomendadas nas redes DePIN. Os fundadores e as comunidades têm várias questões importantes a considerar enquanto pensam no design da rede. O hardware de rede deve ser voltado para o consumidor ou você deve criar uma rede de instaladores profissionais? Quantos nós são necessários para integrar seu primeiro cliente pagante, o décimo ou o milésimo? Você deveria tornar a rede completamente sem permissão ou ela deveria ser gerenciada por meio de intermediários confiáveis?

Estas decisões têm de ser tomadas no início da concepção da rede e têm de ser correctas; questões de fulcro geralmente determinam o sucesso ou fracasso das redes DePIN e pequenas mudanças no nível de hardware, nível de token, nível de distribuição ou camadas de ativação de demanda podem ter um impacto enorme no sucesso de uma rede, ou na falta dele.

Na Multicoin, continuamos otimistas em relação ao DePIN e esperamos que muitas redes novas e definidoras de categoria cheguem ao mercado nos próximos anos. Esta postagem irá explorar as compensações mais comuns que vemos os fundadores e comunidades do DePIN contemplarem, com a esperança de ajudar a próxima geração de fundadores e comunidades do DePIN a projetar redes com mais sucesso. Apresentamos três considerações necessárias para a construção de DePINs: Hardware, Escala de Limite e Geração de Demanda. Em cada um deles, exploramos as principais questões que informam as principais decisões de design e descrevemos suas amplas implicações no design de tokens.

Considerações de hardware

A maioria das redes DePIN coordena infraestrutura física – ou seja, hardware real no mundo. No entanto, nem sempre é esse o caso. Algumas redes gerenciam recursos virtuais, como computação, armazenamento ou largura de banda (essas redes são às vezes chamadas de “Redes de infraestrutura virtual descentralizada” ou “DeVINs”). Mas, para fins de discussão nesta seção, vamos assumir que sua rede possui hardware do mundo real e, por causa disso, existem algumas questões importantes sobre design de rede que você precisa responder.

Quem fabrica o hardware?

As redes DePIN que fabricam e distribuem seu próprio hardware têm muito mais controle sobre o lado do fornecimento da rede. Eles também têm o luxo de criar um relacionamento direto com o contribuidor (o que às vezes resulta em comunidades mais fortes). No entanto, com o tempo, estas empresas correm o risco de se tornarem num estrangulamento ou num ponto único de falha no processo de produção e distribuição, o que pode limitar a capacidade de expansão da rede.

A alternativa para fabricar e distribuir seu próprio hardware é abrir o código-fonte de suas especificações de hardware e pedir à comunidade que as construa para você. Isto permite que os fundadores e as comunidades ampliem o lado da oferta das redes, ao mesmo tempo que diversificam os riscos da cadeia de abastecimento em muitas empresas. O problema com esta abordagem, claro, é que incentivar fabricantes terceiros a construir hardware para um novo mercado é difícil e caro. Outra consideração que você também deve considerar é a qualidade e o suporte do hardware. Supondo que você construa com sucesso um ecossistema robusto de fabricantes de hardware, você também precisará manter a qualidade em todos os dispositivos e suporte.

Helium, uma rede sem fio descentralizada, é um estudo de caso interessante nisso. Eles começaram construindo seus próprios pontos de acesso para ajudar a inicializar a rede, depois abriram rapidamente o código-fonte de suas especificações de hardware e incentivaram um ecossistema robusto de terceiros para construir hardware para eles. Apesar de sua grande rede de fabricantes de hardware terceirizados, a Helium sofreu gargalos significativos na cadeia de suprimentos na fase crítica de crescimento da rede e alguns fabricantes forneceram suporte insuficiente.

Por outro lado, a Hivemapper, uma rede de mapeamento descentralizada, optou por construir e distribuir suas próprias câmeras de painel de hardware. Isso lhes deu controle total sobre a produção de hardware, o que lhes permitiu iterar rapidamente o firmware da câmera do painel e permitir o upload passivo de vídeo mais rapidamente, o que, por sua vez, acelerou a cobertura do mapa e, portanto, o valor comercial desses dados. Como compensação, ter uma empresa controlando a produção do hardware tem um impacto centralizador na cadeia de abastecimento, o que pode torná-la mais frágil.

Conclusão – Geralmente, observamos que as redes DePIN escalam muito mais rápido quando a especificação de hardware é de código aberto e a implantação não requer permissão. Quando uma rede está suficientemente madura, certamente faz sentido abrir o desenvolvimento de hardware para descentralizar e dimensionar a rede. No entanto, nos primeiros dias faz sentido controlar o hardware para garantir qualidade e suporte.

O seu hardware é ativo ou passivo?

Algumas redes DePIN são do tipo configure e esqueça, enquanto outras exigem um grau mais contínuo de envolvimento do usuário.

Por exemplo, no caso do Helium, o tempo gasto para configurar um hotspot é de cerca de 10 minutos a partir do momento da desembalagem. Depois disso, a caixa simplesmente fica parada e fornece cobertura passiva à rede sem muito trabalho adicional do host. Por outro lado, uma rede como a Geobyte (mapeamento descentralizado de espaços internos usando smartphones) exige que o usuário faça algo ativamente para criar valor (capturar vídeo de espaços internos usando sensores de telefone). Para os contribuintes do lado da oferta, o tempo dedicado a redes activas significa sacrificar explicitamente o tempo que poderia ser potencialmente dedicado a outras actividades geradoras de rendimento, ou apenas à vida em geral. Como tal, os contribuidores para redes ativas devem ganhar mais (através de token ou design de rede, na maioria dos casos) para justificar o seu tempo e custo de oportunidade. Isso também significa que as redes ativas, como consequência do seu design, atingem a escala limite (sobre a qual falaremos mais abaixo) mais lentamente do que as redes passivas.

Numa nota positiva, como as redes DePIN ativas requerem algum grau de envolvimento contínuo, normalmente têm colaboradores mais empenhados e sofisticados na rede. O outro lado disto é que as redes ativas também são limitadas pelo número total de pessoas dispostas e/ou capazes de contribuir.

Conclusão - Geralmente, observamos que as redes DePIN escalam mais facilmente se os contribuidores pagarem antecipadamente um custo único (em tempo ou dinheiro), em oposição a um custo contínuo e contínuo; redes passivas são muito mais fáceis de configurar e, portanto, mais fáceis de escalar.

Ser uma rede ativa não é uma sentença de morte, apenas exige pensamento criativo e design de incentivos. Por exemplo, redes ativas como Geobyte, Dronebase, FrodoBots e Veris parecem mais “jogos perpétuos” do que redes de infraestrutura tradicionais.

Quão difícil é instalar hardware?

Várias redes DePIN apresentam dificuldades em termos do processo de instalação de hardware. Eles podem ser tão simples quanto conectar uma caixa na parede, por um lado, ou exigir instaladores profissionais, por outro.

No lado simples do espectro de dificuldade, um jogador pode conectar sua GPU à Render Network, uma rede de computação distribuída, simplesmente executando um script bash, o que é ideal porque as redes de computação exigem dezenas de milhares de GPUs distribuídas geograficamente em desempenho e perfis de largura de banda para atender adequadamente à transferência de data centers.

No meio do espectro de dificuldade, uma dashcam Hivemapper requer de 15 a 30 minutos para ser instalada. Centenas desses veículos em uma determinada área geográfica são necessários para construir um mapa robusto e em tempo real e, como tal, a instalação deve ser um simples investimento de tempo inicial e fácil de operar posteriormente.

Em contraste, no lado difícil do espectro de dificuldade, a XNET está construindo uma rede sem fio CBRS de nível de operadora. Os rádios de sua rede exigem instalação profissional de ISPs locais e adesão de proprietários comerciais; no entanto, a sua rede é dimensionada apesar disso, porque apenas alguns desses acordos são necessários para cobrir totalmente uma área urbana e casos de uso de descarregamento de operadoras de serviços e roaming de dados.

Conclusão – A taxa de escalabilidade da sua rede é diretamente afetada pela facilidade ou dificuldade de instalação do hardware. Se a sua rede requer centenas de milhares de dispositivos em todo o mundo, você precisa tornar a instalação do seu hardware o mais fácil possível. Se a sua rede crescer rapidamente com apenas alguns nós, você terá a opção de se concentrar em trazer colaboradores profissionais para a rede em vez de colaboradores de varejo. De modo geral, as redes DePIN escalam mais rapidamente quando a complexidade da instalação é baixa o suficiente para que pessoas comuns possam facilmente se tornar contribuidoras.

Implicações do design de token

Os primeiros contribuidores do lado da oferta estão entre as partes interessadas mais importantes a considerar quando se pensa em construir uma rede. Dependendo das decisões de hardware que você toma, o perfil do colaborador do lado da oferta pode inclinar-se para a pessoa média, para os profissionais ou para algum “prosumidor” no meio desse espectro.

Observámos que os contribuidores profissionais tendem a pensar nos seus ganhos em retornos imediatos denominados em dólares e são mais propensos a monetizar os seus tokens no início da vida da rede. Por outro lado, os contribuidores retalhistas médios que chegam cedo têm maior probabilidade de se concentrarem nos resultados a longo prazo e de quererem acumular o maior número possível de tokens, independentemente das flutuações de preços a curto prazo.

Redes com uma base maior de contribuidores profissionais podem experimentar alternativas aos tradicionais incentivos de tokens à vista, como tokens bloqueados ou acordos de compartilhamento de receitas com datas futuras e denominados em dólares.

Independentemente do grupo de contribuintes do lado da oferta, na maturidade, o lado da oferta de uma rede deve cobrir tanto o investimento de capital como os custos operacionais em termos de dólares. Garantir que os tokens estejam disponíveis para recompensar os contribuidores em estágios posteriores de maturidade da rede, ao mesmo tempo que equilibra os incentivos de inicialização para os primeiros usuários, é um equilíbrio complicado, mas importante.

Considerações sobre escala de limite

Estamos usando o termo “escala limite” para descrever quando o lado da oferta de uma rede começa a se tornar comercialmente viável para o lado da demanda da rede. As redes DePIN são inerentemente perturbadoras porque os tokens podem ser usados para recompensar os primeiros contribuidores para implantar a infraestrutura em escala limite.

Existem redes que podem atender a demanda desde o primeiro dia com um ou poucos nós (por exemplo, mercados de armazenamento e computação), e há outras redes que exigem uma quantidade mínima de escala para atender sua demanda (por exemplo, redes sem fio, logística e redes de atendimento). À medida que a demanda aumenta em ordens de grandeza, o conjunto mínimo viável de nós necessários para atender a essa demanda incremental também aumenta.

Quão importante é a localização?

Algumas redes DePIN não se beneficiam significativamente da distribuição física, enquanto outras a exigem absolutamente. Na maioria dos casos, se uma rede requer a coordenação de recursos físicos, é sensível à localização e, portanto, o raciocínio sobre a cobertura mínima viável torna-se um factor essencial ao determinar quando se deve envolver na geração de procura.

Existem redes que são extremamente dependentes da localização e redes que são independentes da localização. Por exemplo, os mercados de energia, como o Anode, e as redes de mapeamento, como o Hivemapper, dependem muito da localização. Redes sem fio como Helium IOT dependem da localização, mas nem tanto porque os pontos de acesso têm um alcance significativo. Os mercados de largura de banda, como Filecoin Saturn, Fleek ou Wynd, são ainda menos sensíveis à localização porque precisam apenas de cobertura geográfica geral, em vez de nós em qualquer local específico.

Por outro lado, DeVINs, como mercados de computação como Render Network ou mercados de armazenamento como Filecoin, são insensíveis à localização. Nessas redes, torna-se mais fácil inicializar os recursos dos contribuidores do lado da oferta até um ponto de escala limite, uma vez que o topo do funil não é limitado pela geografia.

Conclusão — Geralmente, observamos que se uma rede é sensível à localização, os contribuidores do lado da oferta devem ser incentivados a contribuir para regiões-alvo que constroem em escala limite com o objetivo de desbloquear um mercado útil. Uma vez alcançado, as redes deverão prosseguir uma abordagem de “aterrar e expandir” e repetir a estratégia noutras áreas distintas.

Quão importante é a densidade da rede?

Com base no ponto acima sobre a cobertura mínima viável, algumas redes DePIN têm uma noção de “densidade de rede”, geralmente definida em termos de unidades de hardware (ou nós), ou total de unidades agregadas de um recurso específico em uma área específica.

A Helium Mobile, uma operadora móvel web3, define sua cobertura de rede como Mobile Hotspots por bairro. A densidade hiperlocal é muito importante para o Helium Mobile porque a rede precisa de uma densidade significativa de hotspots móveis para fornecer cobertura contínua em uma área.

Teleport, um protocolo de compartilhamento de viagens sem permissão, define densidade como o número de motoristas ativos disponíveis em um raio de 5 a 10 milhas de um ponto de acesso de área urbana. A densidade é importante para o teletransporte porque ninguém quer esperar mais de 10 minutos por um táxi. No entanto, a densidade hiperlocal é menos importante para o teleporte porque os motoristas podem obviamente dirigir para pegar um passageiro, enquanto os hotspots móveis de hélio não podem se mover para captar o tráfego celular do usuário.

O Hivemapper define a densidade da rede como o número de mapeadores em uma determinada cidade porque a rede precisa ter mapeadores suficientes em uma cidade para fornecer dados de mapeamento constantemente atualizados. Mas o Hivemapper não precisa do mesmo nível de densidade que o Teleport porque as atualizações do mapa podem proporcionar maior latência do que uma coleta de táxi.

Uma maneira fácil de pensar sobre a densidade no contexto da escala de limiar é considerar: a que limiar de contribuidores numa área geográfica a rede pode fazer a sua primeira venda ou integrar o seu primeiro cliente do lado da procura? E o décimo? O centésimo?

Por exemplo, a XNET, uma operadora móvel descentralizada e com permissão psuedo, pode exigir apenas 100 rádios grandes e instalados profissionalmente para atender uma área urbana; entretanto, a Helium Mobile, cujos rádios são menores e instalados por contribuintes de varejo, exigem um número maior de rádios para cobrir a mesma área urbana – a Rede Helium Mobile com cem células pequenas vale muito pouco, mas com cem mil células vale a pena bastante. Devido às suas decisões de design de hardware, a escala limite do Helium Mobile é maior do que a escala limite do XNET.

Conclusão — Geralmente, observamos que redes com mais requisitos de densidade exigem mais contribuidores para atingir a escala limite. Em contraste, redes de menor densidade podem aproveitar hardware mais complexo e/ou colaboradores profissionais.

Implicações do design de token

Observamos que as redes que têm uma escala de limite mais alta – seja devido a alguma combinação de sensibilidade de localização ou requisitos de densidade de rede – exigem mais incentivos simbólicos para construir o lado da oferta da rede. Em contraste, as redes que têm uma escala de limiar relativamente mais baixa têm a flexibilidade para serem mais conservadoras com os seus incentivos simbólicos e podem distribuí-los por marcos de escala de limiar de fase posterior.

Em termos gerais, existem duas estratégias comuns para distribuição de tokens: estratégias baseadas no tempo e estratégias baseadas na utilização. As estratégias baseadas no tempo são melhores para redes que possuem uma escala de limiar alta, enquanto as estratégias baseadas na utilização funcionam melhor para redes que têm uma escala de limiar relativamente mais baixa. O Helium emprega um cronograma de emissões de tokens baseado no tempo, enquanto o Hivemapper emprega um cronograma de emissões baseado na utilização da rede.

As estratégias baseadas no tempo envolvem a criação de tokens a serem emitidos aos contribuidores em um determinado período de tempo, proporcionalmente a alguma medida de sua contribuição na rede. Estas são mais adequadas se o tempo de colocação no mercado for importante para a construção da infraestrutura e for fundamental atingir a escala limite mais rapidamente do que um concorrente. Se a rede não for a pioneira em um mercado vencedor leva tudo, as estratégias baseadas no tempo são uma forte opção a ser considerada. (Observe que essa abordagem geralmente exige que a rede tenha uma visão clara para distribuir hardware por meio de uma cadeia de suprimentos resiliente.)

A distribuição de tokens baseada na utilização da rede é um mecanismo mais flexível que permite que os tokens sejam distribuídos com base no crescimento da rede. Os mecanismos de recompensa incluem tokens descomunais para construção de rede em locais específicos, horários específicos ou para tipos específicos de recursos fornecidos à rede. A desvantagem aqui é que, embora isto preserve a opção da rede de distribuir tokens aos intervenientes com maior valor acrescentado, cria insegurança de lucros para o lado da oferta, o que pode levar a taxas de conversão mais baixas e a taxas de rotatividade mais elevadas.

Por exemplo, o Hivemapper mapeou 10% dos EUA com menos de 2% do total de emissões de tokens em recompensas aos contribuidores do mapeamento. Consequentemente, podem agora ser extremamente cuidadosos na construção de desafios de bónus para atingir a escala limite em áreas específicas para continuar a construir o mapa e melhorar a densidade em regiões estratégicas.

Considerações sobre geração de demanda

Quando as redes DePIN atingem a escala limite, elas podem começar a vender seriamente para o lado da demanda de uma rede. Isso levanta a questão: quem deve vender?

Em última análise, as redes DePIN só são valiosas se os clientes puderem acessar facilmente os recursos que as redes agregam. Os consumidores e as empresas normalmente não querem comprar diretamente de uma rede sem permissão, mas preferem comprar de uma empresa tradicional. Isso cria uma oportunidade para os revendedores de valor agregado (VARs) empacotarem recursos de rede em produtos e serviços que os clientes entendam e se sintam confortáveis em comprar.

Os criadores de rede também têm a opção de operar um VAR de rede. Esta empresa se baseia na rede e é proprietária do relacionamento com o cliente e de tudo o que vem com ele – ou seja, desenvolvimento de produtos, vendas, aquisição e retenção de clientes, suporte contínuo e acordos legais de serviços, etc. A vantagem de construir um VAR na rede é capturar a distribuição total entre o custo das vendas do produto (ao cliente) e o custo dos recursos brutos fornecidos pela rede. Essa abordagem torna a rede full-stack e permite uma iteração mais restrita do produto porque há feedback constante do cliente do lado da demanda.

Alternativamente, você não precisa ser um VAR ou construir em cima da rede. Em vez disso, você pode terceirizar o relacionamento do lado da demanda para o ecossistema de rede. Essa abordagem permite que você se concentre exclusivamente no desenvolvimento do protocolo principal, mas a redução dos pontos de contato com os clientes pode prejudicar o feedback e a iteração do produto.

Você deve ser um VAR de rede ou terceirizar?

Diferentes equipes do DePIN abordaram isso de vários ângulos.

Por exemplo, Hivemapper Inc. hoje é o principal VAR da Hivemapper Network. Eles se baseiam nos dados de mapeamento de rede e fornecem dados logísticos e de mapeamento de nível empresarial por meio de uma API comercial.

No caso do Helium, a Helium Mobile Network é atendida por um único VAR, o Helium Mobile, que se originou da Helium Systems Inc., enquanto a Helium IoT Network é comercializada por um ecossistema de VARs, como o Senet, que inclui tudo, desde ajudar os clientes implantam hotspots, para comprar sensores e cobertura, para validar transferências de pacotes.

Ao contrário do Hivemapper ou do Helium, a Render Network terceiriza a comercialização de recursos de rede para clientes de computação abertos, que então revendem esses recursos para agências e artistas com trabalhos de renderização e aprendizado de máquina. A própria Render Network não fornece provas de integridade computacional, garantias de privacidade ou diferentes camadas de orquestração que lidam com cargas de trabalho específicas de pacotes ou bibliotecas; em vez disso, todos são fornecidos por clientes terceiros.

Conclusão – Geralmente, observamos que a sobreposição de serviços ou garantias de confiança pode impulsionar a demanda. As redes podem optar por fornecer elas próprias estes serviços, mas investir nesses serviços demasiado cedo — antes de atingir algum limiar de escala crítica — resultará em perda de tempo, esforço e dinheiro. Em escala, esses serviços são melhor administrados por terceiros que adaptam suas ofertas de forma personalizada aos clientes que procuram atender.

Observamos também que as redes geralmente assumem a seguinte forma à medida que começam a escalar e a comercializar os recursos da rede:

• Fase I: No primeiro marco da escala limite ou próximo a ele, a equipe principal gerencia todos os aspectos do relacionamento do lado da demanda. Isso é para garantir que os primeiros clientes recebam um produto da mais alta qualidade possível.
• Fase II: Além do primeiro conjunto de marcos de escala limite, a rede pode começar a abrir um ecossistema de terceiros para revender os recursos agregados da rede. Terceiros que cuidam da curadoria podem acessar a rede e intermediar a relação entre demanda e oferta.
• Fase III: Em algum estado estacionário, há muitos atores empacotando os recursos para vender a uma ampla variedade de participantes da rede. Nesta fase, a rede é uma plataforma para outras empresas de serviços acederem e servirem os clientes diretamente, agindo puramente como uma camada de recursos.

Implicações do design de token

Se a sua rede depende de partes específicas para dimensionar a geração de demanda, pode ser útil designar incentivos de protocolo para esses participantes da rede. Os tokens para atividades de geração de demanda de terceiros geralmente são baseados em marcos, com tokens sendo criados para recompensar essas partes quando tanto a rede quanto o terceiro alcançam alguns objetivos compartilhados. Você deve sempre estruturar cuidadosamente as emissões para os parceiros, de modo que o valor que eles geram para a rede seja proporcional aos tokens que recebem.

Esperando ansiosamente

Este ensaio explorou as questões e considerações mais comuns que discutimos com os fundadores ao explorar novas redes DePIN.

Esperamos que novos DePINs que definam categorias surjam nos próximos anos e acreditamos que as principais propriedades de distribuição de tokens, hardware, escala de limite e geração de demanda são críticas e devem ser totalmente exploradas para construir efetivamente a oferta. recursos secundários e atender clientes do lado da demanda. Estas redes são fundamentalmente mercados, e cada trade-off tem efeitos em cascata que fortalecem os seus efeitos de rede inerentes ou criam lacunas para os novos participantes competirem.

Em última análise, vemos o DePIN como uma forma de reduzir o custo de construção de uma rede de infraestrutura valiosa por meio da formação de capital cripto-nativo. Acreditamos que existe um vasto espaço de design para redes que fazem compromissos distintos e servem subconjuntos de mercados massivos, como telecomunicações, energia, agregação de dados, remoção de carbono, armazenamento físico, logística e entrega, e muito mais. Se você estiver navegando no labirinto de ideias no DePIN, adoraríamos ajudá-lo a refletir sobre o processo.

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