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

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

Et si nous pouvions acheter des appareils petits et 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 appareil standardisé, n'importe qui pourrait devenir le co-constructeur d'un réseau, tout en possédant les droits de bénéfice et la gouvernance du réseau. Et pour les utilisateurs, ils peuvent utiliser ces réseaux ou services de données à tout moment, n'importe où, sans demande de 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 bâtisseurs du réseau. Sans institutions centralisées pour l'organisation et la coordination, ni processus d'approbation complexes, un énorme réseau d'infrastructure appartenant aux citoyens 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 Décentralisé (DePIN).

I. Qu'est-ce que DePIN ?

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

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

Messari catégorise 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 le stockage, l'informatique et les réseaux de bande passante.

II. Pourquoi DePIN ?

Dans la construction d'infrastructure numérique, DePIN tire pleinement parti des avantages de la cryptomonnaie dans les organisations décentralisées, utilisant une approche organisationnelle de bas en haut, à faible coût et efficace pour réaliser une expansion rapide du réseau, surmontant les problèmes hérités de l'approche descendante associée à des dépenses élevées et 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 cumulatif 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 décentralisée, 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 qui connecte le monde physique au monde numérique dans le réseau DePIN. Prenant des projets à croissance rapide sur le marché comme exemples, la DU de la cartographie de vues de rue distribuées, 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 photovoltaïque solaire. Pour garantir une participation sans friction des contributeurs provenant de différentes régions, milieux et consensus dans la construction de DePIN sous une organisation distribuée, la DU doit répondre aux conditions suivantes autant que possible :

• La DU doit être standardisée et prête à l'emploi
• Les contributeurs ne doivent pas avoir besoin d'un entretien fréquent 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 la clé de la croissance rapide des projets DePIN. Le projet doit aligner les mécanismes d'incitation sur les objectifs de comportement des contributeurs, afin d'atteindre le développement d'un réseau d'infrastructure 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 à faible densité de couverture réseau sont plus élevées que dans les zones à densité plus élevée. Pour prévenir les comportements inappropriés, les récompenses ne sont également pas disponibles dans les zones avec une densité de couverture excessivement faible. En conséquence, pour des retours plus élevés, les mineurs rationnels choisiront généralement de déployer des mineurs Helium dans des zones modérément denses. De même, Arkreen incite les contributeurs en fonction de leurs capacités de production d'énergie, donc les contributeurs rationnels installeront des mineurs dans des emplacements de lumière solaire idéaux. En général, la conception des mécanismes d'incitation doit suivre ces principes :

• Le projet doit avoir des objectifs globaux et sous-objectifs clairs. Il n'y a qu'un seul objectif global, mais il peut y avoir plusieurs sous-objectifs. Cependant, chaque sous-objectif supplémentaire augmente exponentiellement la difficulté de comprendre le 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 tokens entraînant des baisses de prix.

C. Mécanisme de consensus

CePIN est déployé et développé sous le contrôle absolu d'institutions centralisées. Mais DePIN est distribué, 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 assurer la sécurité et la durabilité du réseau. La sécurité et la durabilité du réseau auxquelles nous faisons référence sont à double couche. La première couche est la sécurité et la durabilité du réseau d'infrastructure formé par l'interconnexion de différents dispositifs, c'est-à-dire si les dispositifs peuvent former un réseau d'infrastructure et garantir son fonctionnement sécuritaire et normal. Cela appartient aux problèmes techniques que le projet doit évaluer pleinement avant de lancer le projet DePIN. La deuxième couche 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 de DU en chaîne. Comme indiqué dans la Figure 3, les données d'activité économique sur la blockchain peuvent garantir l'immuabilité uniquement après avoir été intégrées à la chaîne, mais ne peuvent pas garantir l'authenticité des données en chaîne. Par exemple, si les données côté dispositif sont falsifiées avant d'être intégrées à la chaîne, alors les données, une fois intégrées à la chaîne, ne peuvent garantir que les données ne seront pas de nouveau falsifiées, mais ne peuvent pas garantir que les données sont authentiques. Par conséquent, nous avons besoin du rôle des vérificateurs pour vérifier l'authenticité des données avant la chaîne de données du dispositif. Seules les données reconnues par tous les contributeurs peuvent être intégrées à la chaîne pour assurer la durabilité de l'écosystème.

La discussion sur le mécanisme de consensus ici concerne seulement le deuxième niveau, à savoir la sécurité et la durabilité du réseau au niveau des activités économiques de la blockchain, qui se compose de deux aspects : Premièrement, l'équité et l'exactitude de la comptabilité sur la chaîne, qui constituent la fondation et la ligne de vie de la collaboration décentralisée ; Deuxièmement, l'authenticité des divers nœuds ou données sur le réseau, afin de prévenir les malfaiteurs de changer les emplacements des nœuds ou d'envoyer de fausses données pour frauder des récompenses écologiques. Le premier est un problème que le côté projet doit considérer lors de la préparation de la construction de sa propre blockchain, tel que le consensus PoW ou PoS. Le second est ce que toutes les parties du projet 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 Proof of Green Energy Generation (PoGG), avec à peu près 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 filtrer les mineurs qui ont l'opportunité de gagner des récompenses dans le cycle actuel. Ensuite, le réseau Arkreen vérifie la crédibilité des données PoGG et élimine les DU jugés avoir forgé des données. Enfin, les récompenses pour le cycle actuel sont allouées en fonction des poids des DU éligibles. Grâce à la méthode PoGG ci-dessus, Arkreen assure 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 de consensus, tel que le Travail Physique d'Hélium est la Couverture, le Travail Physique de Filecoin est la Réplication et l'Espace-Temps
• Pour réaliser 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
• Toutes les 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 suivantes :

• Initiateurs de projet DePIN : DePIN a généralement une institution ou plusieurs personnes comme initiateurs de projet. Ils sont responsables du développement précoce de la technologie DU, du développement du système, du déploiement des contrats sur la chaîne, du développement de la communauté DePIN, etc. Dans la distribution de jetons, les initiateurs du projet DePIN réservent un certain pourcentage de jetons comme récompense.
• Propriétaires de DU : Le 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 à des emplacements avec des retours plus élevés actuellement pour participer à la construction du réseau, un processus connu sous le nom de minage DePIN.
• Vérificateurs d'authenticité DU : Dans un environnement sans 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. Chaîner simplement les données de l'appareil ne peut garantir que l'immuabilité des données après être sur la chaîne, mais ne peut garantir l'authenticité des données sur la chaîne. 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 mises sur la chaîne pour garantir le développement durable de l'écosystème.
• Gouverneurs de la communauté : L'équité, l'ouverture et la transparence sont très importantes dans la gouvernance dans le cadre d'une 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 gage et à la durée de mise en gage, réalisant une forte relation de liaison entre les intérêts des gouverneurs et l'écosystème.
• Investisseurs de projet : Comme dans les entreprises traditionnelles, les projets comptent toujours sur le soutien d'institutions d'investissement externes pour les dépenses de l'initiateur de projet en technologie et en affaires au cours de la phase précoce avant l'émission de jetons. Les institutions d'investissement sont généralement récompensées par les actions de l'initiateur de projet ou par l'allocation de jetons de projet. Pour les actions, les institutions d'investissement doivent sortir après l'introduction en bourse de l'initiateur de projet, ou le côté projet utilise les revenus futurs ou la tokenisation des actions pour sortir par le biais d'offres STO. Pour les allocations de jetons de projet, les jetons sont généralement déverrouillés linéairement sur 2-4 ans.
• Autres : Les côtés de projet réservent généralement 3-5% des jetons pour récompenser les conseillers de l'écosystème, ou récompenser les institutions ou les individus qui découvrent des vulnérabilités techniques du système. Les types de contributeurs peuvent varier selon le type de projet.

E. Token

Si le consensus est le fondement 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 la valeur sera reflétée dans le token. En utilisant le modèle des "trois générations de tokens" du Dr. Xiao Feng pour comprendre les projets DePIN – les NFT sont 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 de frais de transaction, de 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 que le système économique se trouve dans un état déflationniste.
• La valeur capturée par les tokens provient d'actifs du monde réel (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'actifs et de devises des tokens sont généralement séparées afin d'isoler l'impact des fluctuations de prix sur le côté application du marché. Une approche typique consiste à ancrer un stablecoin dollar pour les paiements, tandis que ces stablecoins ne peuvent être obtenus que par la destruction des tokens utilitaires de la fonction d'actif.

F. Communauté DAO

Dans un modèle DAO auto-organisé décentralisé, n'importe qui peut initier diverses propositions pour le développement des projets DePIN ou participer à des votes décisionnels sur diverses questions à tout moment. Pour prévenir les attaques à la gouvernance, les gouverneurs participant aux propositions ou aux votes sont généralement fortement liés au projet DePIN. Cela signifie que toute gouvernance négative 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 mis en jeu. Les communautés DAO DePIN doivent généralement gouverner les éléments suivants :

• Vote sur la liste des fournisseurs de DU qualifiés
• Propositions et votes sur la mise en œuvre technique 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 de la plateforme Internet, les gens ont l'habitude de discuter des modèles d'affaires, mais parlent rarement des modèles économiques. Certains confondent même les concepts de modèles d'affaires 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 d'affaires décrit comment un projet crée, livre et capture 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 d'affaires ne sont pas indépendants, car le modèle économique a besoin du modèle d'affaires pour le porter, tandis que le modèle d'affaires détermine comment réguler le modèle économique. Le Dr. Zou Chuanwei, économiste en chef de l'Ontology, divise la conception des modèles économiques en les étapes suivantes :

• Réfléchir à l'histoire économique
• Affiner le "scaffolding" 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 en continu en fonction des besoins des utilisateurs et du contrôle des risques. Dans la conception du modèle économique DePIN, les 9 questions suivantes aident les projets et les professionnels à réfléchir à la manière 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 des biens connexes ? Quels sont leurs objectifs pour maximiser leurs bénéfices ?
• Quel est le rôle du token dans la circulation des biens ?
• Comment le token est-il émis ? Comment refléter le principe de Preuve de Travail Physique ?
• Quelles sont les utilisations du token ? Et comment revient-il ?
• Comment inciter les premiers contributeurs ?
• Quels objectifs sont attendus pour être atteints par le biais du DAO ?
• Quels facteurs d'instabilité existent dans le réseau ?

IV. Résumé

DePIN capture la valeur de l'infrastructure physique sous la forme d'actifs du monde réel (RWA) par le biais de tokens. De manière auto-organisée de bas en haut, elle attire les utilisateurs par le biais de mécanismes économiques et donne pleinement effet aux économies d'échelle de l'économie distribuée. En comparaison, DePIN est encore à un stade très précoce, et son modèle d'affaires et son modèle économique devraient évoluer rapidement. Bien que DePIN nous montre de nombreuses possibilités, elle n'est pas omnipotente. En étudiant des projets initiaux tels que Helium et Filecoin, nous pouvons constater qu'il existe encore des défis à surmonter dans les modèles d'affaires existants et les barrières technologiques, et qu'il n'est pas applicable à tous les scénarios. Pour résumer :

1. DePIN convient aux scénarios d'infrastructure uniques, évitant l'itération multi-scénarios, c'est-à-dire en évitant "d'avoir le beurre et l'argent du beurre". Comme 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 déviations dans la compréhension dues 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'exploitation 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 capitaux, flux d'information), seule la partie logistique du lien d'achat-vente de DU peut être complétée sur la chaîne pour réduire les frictions dans la construction de réseaux d'infrastructure physique distribués. Chaque activité supplémentaire hors chaîne 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. À l'étape 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 matière d'expansion à l'échelle et de création de valeur. Comme le montre 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 termes d'expansion à l'échelle et de création de valeur peuvent être réalisés. Par conséquent, avant d'atteindre la masse critique, les projets DePIN dépendent encore de l'équipe centrale pour déployer des nœuds DePIN et promouvoir le réseau de manière faiblement centralisée. Après avoir atteint la masse critique, l'équipe centrale passe généralement à la communauté, et la gouvernance du réseau est simultanément transférée à la gouvernance communautaire pour croître de manière distribuée, augmentant ainsi les effets de réseau.

De plus, le développement actuel de DePIN est encore limité à la phase de construction du réseau, et l'application universelle sur le côté 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 pour faire avancer le côté demande avant que la boucle commerciale et économique de l'écosystème DePIN puisse véritablement être connectée.

Source : Foresight News

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