Article Invité : Sur les Réseaux d'Infrastructure Physique Décentralisée (DePIN)

Écrit par Wang Puyu et Zou Chuanwei de Hashkey Tokenisation, traduit par Andrew Law d'IoTeX

Que se passerait-il si nous pouvions acheter des petits appareils standardisés (comme des routeurs sans fil) à un coût extrêmement bas et que ces appareils pouvaient communiquer et se connecter avec des appareils similaires à proximité, même ceux achetés par des personnes dans différents pays et régions, formant ainsi d'énormes réseaux d'infrastructure physique (comme le stockage, la communication, les réseaux de données, etc.)? Quels changements cela apporterait-il à l'industrie ? Avec un petit appareil standardisé, tout le monde pourrait devenir co-constructeur d'un réseau, tout en possédant les droits de bénéfice et de gouvernance du réseau. Et pour les utilisateurs, ils peuvent utiliser ces réseaux ou services de données n'importe quand, n'importe où, sans permission et à des coûts extrêmement bas. L'utilisation fréquente du réseau ou des services de données par les utilisateurs peut également apporter un revenu passif continu aux constructeurs du réseau. Sans institutions centralisées pour l'organisation et la coordination, ou des processus d'approbation complexes, un énorme réseau d'infrastructure détenu par le peuple est construit. Cela semble difficile à réaliser, pourtant cela se produit rapidement autour de nous. Ce nouveau type d'activité économique a un nouveau terme - Réseau d'Infrastructure Physique Décentralisée (DePIN).

I. Qu'est-ce que DePIN ?

DePIN est un nouveau terme Web3 dérivé sur la base de PoPW (Preuve de Travail Physique), MachineFi et d'autres. DePIN (Réseau d'Infrastructure Physique Décentralisée) fait référence à l'utilisation de l'économie des jetons pour inciter et coordonner les membres de la communauté à lancer divers réseaux d'infrastructure physique, suivant le principe de "plus de contributions, plus de récompenses."

En savoir plus : Qu'est-ce que les Réseaux d'Infrastructure Physique Décentralisée (DePIN) ?

Messari classe le secteur DePIN en deux grandes sections : 1) réseaux de ressources physiques comprenant des réseaux sans fil, géospatiaux, de mobilité et d'énergie ; 2) réseaux de ressources numériques incluant des réseaux de stockage, de calcul et de bande passante.

II. Pourquoi DePIN ?

Dans la construction d'infrastructures numériques, DePIN utilise pleinement les avantages des cryptomonnaies dans les organisations distribuées, utilisant une approche organisationnelle ascendante, à faible coût et efficace pour réaliser une expansion rapide du réseau, surmontant les problèmes héréditaires de l'approche descendante associée à des dépenses élevées et à une faible efficacité.

1. Réseaux d'Infrastructure Physique Centralisés Traditionnels (CePIN)

La construction de réseaux d'infrastructure implique généralement des coûts élevés et de nombreuses années. Par exemple, de 2017 à la fin de 2021, la Chine a construit et ouvert un total cumulé de 1,425 million de stations de base 5G, coûtant 184,9 milliards de RMB.

1. Réseaux d'Infrastructure Physique Décentralisés (DePIN)

En seulement 31 mois, Helium a déployé 833 000 petites stations de base (points d'accès) de manière distribuée, couvrant 175 pays, et a maintenu un taux de croissance de 30 000 points d'accès par mois. Comparé à CePIN, les coûts de construction initiaux de DePIN peuvent être négligés.

Sans juger si le modèle commercial d'Helium est réussi, le taux de croissance soutenu d'Helium de 30 000 points d'accès par mois au cours des 3 dernières années avec des coûts d'exploitation presque négligeables prouve la faisabilité du paradigme DePIN.

III. Comment déployer un DePIN ?

Nous explorons davantage comment déployer un DePIN sous deux aspects : les éléments constitutifs de l'écosystème DePIN et le modèle économique.

Éléments essentiels de l'économie DePIN

Les six éléments essentiels de l'écosystème DePIN comprennent le matériel physique, le mécanisme d'incitation, le protocole de consensus, les contributeurs, les jetons et la communauté DAO.

A. Matériel physique

Le matériel physique peut être défini comme une Unité DePIN (DU), qui est généralement un appareil IoT reliant le monde physique au monde numérique dans le réseau DePIN. Prenant comme exemples des projets à croissance rapide sur le marché, la DU de la cartographie distribuée en vue de rue, c'est-à-dire Hivemapper, est une dashcam standardisée, la DU du réseau LoraWAN, c'est-à-dire Helium, est un mineur de réseau (hotspot), et la DU du réseau d'énergie renouvelable, c'est-à-dire Arkreen, est un panneau solaire photovoltaïque. Pour garantir la participation sans friction des contributeurs de différentes régions, origines et consensus dans la construction de DePIN sous une organisation distribuée, la DU doit répondre aux conditions suivantes dans la mesure du possible :

• La DU doit être standardisée et plug-and-play
• Les contributeurs ne doivent pas avoir besoin d'une maintenance fréquente de la DU
• Les coûts de la DU doivent être inversement proportionnels à l'échelle du réseau, donc les coûts de la DU doivent être réduits autant que possible. Actuellement, les prix de la DU pour différents projets sont contrôlés entre 200 et 500 $.

B. Mécanisme d'incitation

Le mécanisme d'incitation est clé pour la croissance rapide des projets DePIN. Le projet doit aligner les mécanismes d'incitation sur les objectifs de comportement des contributeurs, afin d'atteindre un développement d'infrastructure réseau évolutif. De plus, le projet doit d'abord formuler des normes de récompense appropriées pour le développement évolutif de l'infrastructure en fonction du type d'infrastructure. Par exemple, pour étendre la zone de couverture du réseau, les récompenses de Helium dans les zones avec une densité de couverture réseau plus faible sont plus élevées que dans les zones à densité plus élevée. Pour prévenir les abus, les récompenses ne sont également pas disponibles dans les zones avec une densité de couverture excessivement faible. En conséquence, pour des rendements plus élevés, les mineurs rationnels choisiront généralement de déployer des mineurs Helium dans des zones à densité modérée. De même, Arkreen incite les contributeurs en fonction des capacités de génération d'énergie, donc les contributeurs rationnels installeront des mineurs dans des endroits optimaux pour la lumière solaire. En général, la conception des mécanismes d'incitation doit suivre ces principes :

• Le projet doit avoir des objectifs globaux et secondaires clairs. Il y a un seul objectif global, mais il peut y avoir plusieurs objectifs secondaires. Cependant, chaque objectif secondaire supplémentaire augmente exponentiellement la difficulté de compréhension du projet.
• Différents contributeurs doivent avoir des normes de récompense comportementale définies (X à gagner). Il ne devrait pas y avoir trop de types de contributeurs, et chaque X supplémentaire à gagner augmente la complexité du système.
• La quantité de distribution doit être conçue avec des règles basées sur la circulation totale du marché, pour éviter une sur-émission de jetons entraînant des baisses de prix.

C. Mécanisme de consensus

CePIN est déployé et développé sous le contrôle absolu d'institutions centralisées. Mais DePIN est décentralisé, sans confiance et anonyme, sans institutions centralisées pour l'organisation et la coordination, donc des mécanismes de consensus sont nécessaires pour aider tous les participants à atteindre un consensus et garantir la sécurité et la durabilité du réseau. La sécurité et la durabilité du réseau auxquelles nous faisons référence sont à deux niveaux. Le premier niveau est la sécurité et la durabilité du réseau d'infrastructure formé par l'interconnexion de différents appareils, c'est-à-dire si les appareils peuvent former un réseau d'infrastructure et garantir son fonctionnement sécurisé et normal. Cela relève des questions techniques que le projet doit pleinement évaluer avant de lancer le projet DePIN. Le deuxième niveau fait référence à la sécurité et à la durabilité du réseau au niveau de l'activité économique de la blockchain, y compris la vérification de l'authenticité de la DU du monde physique et la fiabilité des données DU sur la chaîne. Comme le montre la Figure 3, les données d'activité économique sur la blockchain ne peuvent garantir l'immuabilité qu'après avoir été intégrées à la chaîne, mais ne peuvent pas garantir l'authenticité des données sur la chaîne. Par exemple, si les données côté appareil sont falsifiées et modifiées avant d'être intégrées à la chaîne, alors les données, après avoir été intégrées à la chaîne, ne peuvent garantir que les données ne seront plus falsifiées, mais ne peuvent garantir que les données sont authentiques. Par conséquent, nous avons besoin du rôle des vérificateurs pour vérifier l'authenticité des données avant de lier les données de l'appareil. Seules les données reconnues par tous les contributeurs peuvent être intégrées à la chaîne pour garantir la durabilité de l'écosystème.

La discussion sur le mécanisme de consensus ici n'est que pour le deuxième niveau, à savoir la sécurité du réseau et la durabilité au niveau de l'activité économique de la blockchain, consistant en deux aspects : Premièrement, l'équité et l'exactitude de la comptabilité on-chain, qui est la base et la ligne de vie de la collaboration décentralisée ; Deuxièmement, l'authenticité des différents nœuds ou données sur le réseau, afin d'empêcher les malfaiteurs de changer les emplacements des nœuds ou d'envoyer de fausses données pour frauder des récompenses écologiques. Le premier point est une question que le côté projet doit considérer lors de la préparation à la construction de sa propre blockchain, comme le consensus PoW ou PoS. Le second point est ce que toutes les parties prenantes des projets DePIN doivent considérer lors de la conception des mécanismes de consensus d'un point de vue technique et algorithmique. Par exemple, le projet Arkreen adopte le mécanisme de consensus de la Preuve de la Production d'Énergie Verte (PoGG), avec le processus suivant : Premièrement, tous les DU échantillonnent les données PoGG toutes les 5 minutes et les mettent en cache localement, rapportant 12 enregistrements au Réseau Arkreen toutes les 1 heure. Deuxièmement, après la fin du cycle de récompense précédent, le Réseau Arkreen utilise une méthode VRF (fonction aléatoire vérifiable) pour générer une valeur aléatoire, combinée avec les attributs DU du cycle actuel, afin de sélectionner les mineurs ayant la possibilité de gagner des récompenses dans le cycle actuel. Ensuite, le Réseau Arkreen vérifie la crédibilité des données PoGG et élimine les DU jugés avoir falsifié des données. Enfin, les récompenses du cycle actuel sont attribuées en fonction des poids des DU éligibles. Grâce à la méthode PoGG ci-dessus, Arkreen garantit l'authenticité et la fiabilité des données du réseau. En général, la conception du mécanisme de consensus DePIN doit suivre ces principes :

• La conception du mécanisme de consensus DePIN suit le principe de la Preuve de Travail Physique
• La Preuve est la méthode de consensus, le Travail Physique est l'objet du consensus, tel que le Travail Physique d'Helium est la Couverture, le Travail Physique de Filecoin est la Réplication et l'Espace-Temps
• Pour atteindre l'auto-organisation du système et maintenir la durabilité du système, les Travaux Physiques requis pour le projet DePIN doivent être démontrés de manière répétée
• Il n'existe pas de solution optimale pour la conception de la Preuve, qui doit être conçue à partir de niveaux techniques et algorithmiques, et les méthodes de vérification des Travaux Physiques nécessitent une itération et une validation à long terme
• Règles de consensus sont intégrées dans la puce DU, et le processus de consensus est complété automatiquement sans aucune opération de la part du propriétaire DU, mais l'authenticité et la fiabilité du processus de consensus peuvent être vérifiées par quiconque.

D. Contributeurs

Les contributeurs sont généralement divisés en 6 catégories :

• Initiateurs de projet DePIN : DePIN a généralement une institution ou plusieurs personnes en tant qu'initiateurs de projet. Ils sont responsables du développement précoce de la technologie DU, du développement du système, du déploiement de contrats on-chain, du développement de la communauté DePIN, etc. Dans la distribution de jetons, les initiateurs de projet DePIN réservent un certain pourcentage de jetons comme récompense.
• Propriétaires de DU : DU est un petit appareil standardisé acheté par des canaux désignés dans la communauté. Les propriétaires de DU sont également connus sous le nom de mineurs. Selon des objectifs communs, les propriétaires de DU peuvent installer des appareils dans des emplacements ayant des rendements plus élevés pour participer à la construction du réseau, un processus connu sous le nom de minage DePIN.
• Vérificateurs d'authenticité de DU : Dans un environnement de confiance, il est très important de garantir que les appareils détenus par différents mineurs fonctionnent normalement selon les règles du système. Cela a un impact très important sur la stabilité du réseau d'infrastructure physique. Chainer simplement les données de l'appareil ne peut garantir que l'immuabilité des données après avoir été on-chain, mais ne peut garantir l'authenticité des données on-chain. Par conséquent, le rôle des vérificateurs est nécessaire pour participer à la vérification de l'authenticité des données de l'appareil conformément à des règles spéciales. Seules les données reconnues par tous les contributeurs peuvent être on-chain afin de garantir le développement durable de l'écosystème.
• Gouverneurs de la communauté : L'équité, l'ouverture et la transparence sont très importantes dans la gouvernance sous collaboration décentralisée. Pour prévenir les abus de gouvernance, les gouverneurs doivent généralement mettre en gage un certain nombre de jetons. Les droits de gouvernance sont liés à la quantité de jetons mis en jeu et à la durée de mise, réalisant une forte relation de binding entre les intérêts des gouverneurs et l'écosystème.
• Investisseurs de projet : Comme dans les entreprises traditionnelles, les projets dépendent encore du soutien d'institutions d'investissement externes pour les dépenses des initiateurs de projet en technologie et en affaires pendant la phase précoce avant l'émission de jetons. Les institutions d'investissement sont généralement récompensées par des actions de l'initiateur de projet ou par des allocations de jetons de projet. Pour les actions, les institutions d'investissement doivent sortir après l'IPO de l'initiateur de projet, ou le côté projet utilise des revenus futurs ou une tokenisation d'actions pour sortir via des offres STO. Pour les allocations de jetons de projet, les jetons sont généralement déverrouillés de manière linéaire sur 2 à 4 ans.
• Autres : Les côtés projet réservent généralement 3-5 % de jetons pour récompenser les conseillers de l'écosystème, ou récompenser les institutions ou individus qui découvrent des vulnérabilités techniques du système. Les types de contributeurs peuvent varier en fonction du type de projet.

E. Token

Si le consensus est la fondation des projets on-chain, alors les tokens sont le sang vital du système économique. Des idées de projets Web3, du développement technique à l'exploitation ultérieure, au développement écologique, à la communauté, etc., toute valeur sera reflétée dans le token. En utilisant le modèle des "trois générations de tokens" du Dr. Xiao Feng pour comprendre les projets DePIN – NFT est la preuve numérique de DU, les tokens utilitaires représentent les droits d'utilisation de DePIN, et les tokens de sécurité représentent l'équité des entités réelles (institutions fondatrices, fabricants de DU ou autres). Il y a généralement un ou deux tokens utilitaires utilisés dans les projets DePIN pour capturer la valeur écologique, avec les caractéristiques suivantes :

• Les tokens sont généralement émis aux contributeurs gratuitement par le biais de récompenses ou d'airdrops.
• Le taux d'émission des tokens doit correspondre au taux de croissance de l'activité économique totale.
• Les tokens sont utilisés comme outils de paiement ou comme credentials de gouvernance dans l'écosystème.
• Les tokens retournent par le biais des frais de transaction, des rachats par les équipes fondatrices, etc. Une partie des tokens de retour est brûlée selon des règles, de sorte que l'offre totale continue de diminuer, réalisant ainsi un système économique en état déflationniste.
• La valeur capturée par les tokens provient d'actifs réels (RWA). Les prix fluctuent en raison de transactions sur le marché secondaire à haute fréquence. Pour permettre aux participants de se concentrer sur les activités économiques elles-mêmes, les fonctions d'actif et de monnaie des tokens sont généralement séparées pour isoler l'impact des fluctuations de prix sur le côté application du marché. Une approche typique consiste à ancrer un stablecoin en dollar pour le paiement, tandis que ces stablecoins ne peuvent être obtenus qu'en brûlant les tokens utilitaires de la fonction d'actif.

F. Communauté DAO

Dans un modèle DAO décentralisé auto-organisé, tout le monde peut initier diverses propositions pour le développement des projets DePIN ou participer à des votes de décision sur diverses questions à tout moment. Pour prévenir les attaques de gouvernance, les gouverneurs participant à des propositions ou à des votes sont généralement fortement liés au projet DePIN. Cela signifie que toute mauvaise gouvernance entraînant des pertes doit être supportée par les gouverneurs. Une approche typique consiste à déterminer les droits des gouverneurs en fonction du montant et de la durée des tokens utilitaires stakés. Les communautés DAO DePIN doivent typiquement gouverner les éléments suivants :

• Vote sur la liste des fournisseurs DU qualifiés
• Propositions et votes sur les mises en œuvre techniques de DePIN
• Propositions et votes sur les paramètres affectant le modèle économique de DePIN
• Propositions et votes sur l'itération du modèle économique

Modèle Économique

Dans l'économie des plateformes internet, les gens ont l'habitude de discuter des modèles commerciaux, mais discutent rarement des modèles économiques. Certains confondent même les concepts de modèles commerciaux et de modèles économiques. Cependant, dans les systèmes économiques Web3, nous pouvons voir la différence essentielle entre les deux concepts, car chaque projet Web3 a son propre système monétaire. Dans les projets Web3, le modèle commercial décrit comment un projet crée, livre et capture de la valeur, tandis que le modèle économique décrit le modèle d'offre et de demande du token lui-même et le modèle de politique monétaire. Le modèle économique Web3 et le modèle commercial ne sont pas indépendants, car le modèle économique a besoin du modèle commercial pour le porter, tandis que le modèle commercial détermine comment réguler le modèle économique. Le Dr. Zou Chuanwei, économiste en chef d'Ontology, divise la conception des modèles économiques en les étapes suivantes :

• Penser à l'histoire économique
• Affiner le "squelette" du modèle économique
• Déterminer les objets de tokenisation et les cas d'utilisation, y compris les outils de paiement
• Déterminer le mécanisme de financement des biens publics
• Formuler des incitations pour chaque participant dans un environnement décentralisé et sans confiance
• Déterminer l'efficacité de la capture de valeur
• Choisir le marché secondaire pour le token et évaluer son impact
• Affiner les détails du modèle économique et itérer continuellement en fonction des besoins des utilisateurs et du contrôle des risques. Lors de la conception du modèle économique DePIN, les 9 questions suivantes aident les projets et les professionnels à penser à la façon de concevoir un modèle économique :
• Quel est la feuille de route du projet ?
• Quels biens sont soutenus pour la circulation sur le réseau ?
• Qui sont les fournisseurs et les demandeurs de biens connexes ? Quels sont leurs objectifs pour maximiser les bénéfices ?
• Quel est le rôle du token dans la circulation des biens ?
• Comment le token est-il émis ? Comment refléter le principe de la Preuve de Travail Physique ?
• Quelles sont les utilisations du token ? Et comment retourne-t-il ?
• Comment inciter les premiers contributeurs ?
• Quels objectifs doivent être atteints grâce à la DAO ?
• Quels facteurs d'instabilité existent dans le réseau ?

IV. Résumé

DePIN capture la valeur des infrastructures physiques sous forme d'actifs du monde réel (RWA) à travers des tokens. De manière auto-organisée et ascendante, il attire les utilisateurs par le biais de mécanismes économiques et exploite pleinement les économies d'échelle de l'économie distribuée. En comparaison, DePIN est encore à un stade très précoce, et son modèle commercial et économique devrait évoluer rapidement. Bien que DePIN nous montre de nombreuses possibilités, il n'est pas omnipotent. En étudiant des projets précoces comme Helium et Filecoin, nous pouvons constater qu'il reste des défis à surmonter dans les modèles commerciaux existants et les barrières technologiques, et qu'il n'est pas applicable à tous les scénarios. En résumé :

1. DePIN est adapté aux scénarios d'infrastructure uniques, évitant l'itération multi-scénario, c'est-à-dire en évitant "d'avoir le beurre et l'argent du beurre". Puisque DePIN implique des interactions entre des dispositifs physiques, les objectifs du projet et les règles de participation doivent être simplifiés autant que possible pour réduire le seuil de compréhension, éviter les écarts de compréhension dus à des règles complexes et éviter les situations où les comportements des contributeurs vont à l'encontre des objectifs globaux du projet.
2. S'il existe des liens impliquant la gestion humaine et l'opération dans la construction de réseaux d'infrastructure physique, le modèle DePIN n'est pas applicable. Du point de vue des quatre flux dans la chaîne d'approvisionnement (flux commercial, flux logistique, flux de capital, flux d'information), seule la partie logistique du lien d'achat-vente DU peut être complétée sur la chaîne pour réduire les frictions dans la construction de réseaux d'infrastructure physique distribués. Chaque activité hors chaîne supplémentaire signifie qu'une certaine friction dans les activités économiques DePIN doit être résolue de manière centralisée, ce qui peut affaiblir les économies d'échelle des affaires distribuées.
3. Dans la phase initiale du développement du projet, il est difficile de démontrer les économies d'échelle des économies distribuées. Ce n'est que lorsque le réseau dépasse un certain seuil (appelé "masse critique") qu'il peut démontrer les avantages des organisations distribuées en termes d'expansion d'échelle et de création de valeur. Comme indiqué dans la Figure 4, ce n'est qu'après avoir atteint la masse critique (deuxième intersection des deux lignes) que les avantages des organisations distribuées en matière d'expansion d'échelle et de création de valeur peuvent être réalisés. Par conséquent, avant d'atteindre la masse critique, les projets DePIN s'appuient encore sur l'équipe centrale pour déployer les nœuds DePIN et promouvoir le réseau de manière légèrement centralisée. Après avoir atteint la masse critique, l'équipe centrale se transforme généralement en communauté, et la gouvernance du réseau est simultanément transférée à la gouvernance communautaire pour une croissance de manière distribuée, augmentant ainsi les effets réseau.

De plus, le développement actuel de DePIN est encore limité à la phase de construction du réseau, et l'application universelle du côté de la demande n'a pas été activée. À l'avenir, il reste à voir quels types de problèmes et de goulets d'étranglement les projets DePIN rencontreront dans l'avancement du côté de la demande avant que le cycle économique et commercial de l'écosystème DePIN puisse être vraiment connecté.

Source : Foresight News

Si vous êtes intéressé par DePIN, vous pouvez en apprendre davantage sur les derniers développements dans le secteur et comparer les projets en visitant DePINscan. DePINscan, propulsé par W3bstream et IoTeX, est conçu pour autonomiser les investisseurs intelligents dans le secteur DePIN.