Blok Bangunan DePIN

Currently, most DePIN projects depend on traditional Web2 architectures that activate blockchain token rewards. We now explore what a modular architecture for DePINs might look like. Building a DePIN application involves a complex tech stack, consisting of composable and modular layers.

IoTeX Team

30 Apr 2024 • 6 min read

Jaringan Infrastruktur Fisik Terdesentralisasi (DePINs) mengubah pendekatan kami terhadap infrastruktur dengan mengintegrasikan perangkat pintar dengan teknologi blockchain. Kombinasi ini memungkinkan cara revolusioner untuk mengelola dan mengamankan lingkungan digital dan fisik. Namun, arsitektur standar untuk DePINs belum ditetapkan. Saat ini, sebagian besar proyek DePIN bergantung pada arsitektur Web2 tradisional yang mengaktifkan hadiah token blockchain. Meskipun demikian, logika inti DePIN tetap terpusat, sering kali terkurung dalam sistem berbasis cloud, yang membatasi potensi mereka untuk desentralisasi yang sejati.

Arsitektur Referensi IoT Berbasis Cloud

Untuk merancang infrastruktur terdesentralisasi untuk DePINs, memeriksa evolusi infrastruktur Cloud dan IoT terpusat selama dekade terakhir memberikan wawasan yang berharga. Sistem-sistem ini menunjukkan manfaat desain modular, beradaptasi untuk memenuhi berbagai kebutuhan teknologi. Arsitektur IoT yang khas mencakup beberapa komponen:

Perangkat Pintar: Berbagai perangkat pintar, lebih atau kurang kompleks, dapat terhubung ke cloud dengan menginstal SDK perangkat, sistem operasi, dan kredensial perangkat yang disediakan oleh penyedia layanan cloud.
Layanan Manajemen Konektivitas: Layanan manajemen konektivitas menangani kompleksitas berbagai protokol komunikasi dan memastikan komunikasi dua arah yang aman antara perangkat pintar dan layanan cloud.
Layanan Manajemen Identitas dan Akses: Layanan manajemen identitas mengelola siklus hidup identitas (yaitu, pembuatan, onboarding, pemantauan, pelaporan, pemeliharaan, dan offboarding) dan hubungan perangkat pintar dengan pemiliknya.
Layanan Manajemen Perangkat: Layanan manajemen perangkat mengelola siklus hidup (yaitu, penyediaan, penerapan, pemeliharaan, dan pensiun) perangkat pintar.
Layanan Penyimpanan Data: Layanan penyimpanan data menangani penyimpanan data jangka pendek dan jangka panjang yang dikumpulkan dari perangkat pintar.
Layanan Pemrosesan Data: Layanan pemrosesan data memproses data yang dikumpulkan dari perangkat pintar berdasarkan aturan yang telah dikonfigurasi sebelumnya untuk mendapatkan wawasan tentang dunia fisik. Infrastruktur komputasi awan, meskipun bersifat sangat terpusat, menawarkan berbagai komponen yang ideal untuk membangun infrastruktur DePIN yang modular.

Arsitektur DePIN Modular

Sekarang mari kita jelajahi seperti apa arsitektur modular untuk DePINs. Membangun aplikasi DePIN melibatkan tumpukan teknologi yang kompleks, terdiri dari lapisan komposable dan modular, seperti yang diilustrasikan dalam gambar di bawah:

Lapisan Abstraksi Perangkat Keras (HAL)

Lapisan Abstraksi Perangkat Keras (HAL) bertujuan untuk menyederhanakan kompleksitas dan keragaman berbagai perangkat pintar, baik besar maupun kecil, dan memungkinkan mereka untuk terhubung secara aman dengan baik ke Lapisan Konektivitas (CL) terpusat maupun terdesentralisasi. SDK embedded universal yang ringan dan mendukung keluarga mikrokontroler populer (misalnya, ESP32, Arduino, STM32), komputer papan tunggal (misalnya, Raspberry Pi, ODROID, Rock Pi), dan ponsel pintar (misalnya, Android, iOS) sangat diinginkan.

Lapisan Konektivitas (CL)

Lapisan Konektivitas (CL) bisa berupa layanan terpusat, seperti gerbang IoT berbasis cloud, atau jaringan terdesentralisasi. Lapisan ini umumnya mendukung berbagai protokol komunikasi (misalnya, HTTP(s), WebSocket, MQTT, CoAP) dan bertanggung jawab untuk mentransmisikan data yang dikumpulkan dari perangkat pintar ke Lapisan Pengurutan (SL) dengan andal.

Lapisan Pengurutan (SL)

Lapisan Pengurutan (SL) bisa berupa layanan terpusat atau jaringan terdesentralisasi yang mengurutkan paket data dari perangkat pintar sebelum menyimpannya di Lapisan Ketersediaan Data (DAL). SL juga mengoordinasikan antara DAL dan Lapisan Komputasi Off-Chain (OCCL), mengambil set data dari DAL dan memprosesnya di OCCL untuk menghasilkan bukti validitas yang sesuai. Hasil dan bukti tersebut kemudian dapat dikirim ke Lapisan Blockchain (BL) oleh node di SL.

Lapisan Ketersediaan Data (DAL)

Lapisan Ketersediaan Data (DAL) dapat berupa layanan terpusat atau jaringan terdesentralisasi yang menyimpan data sementara untuk jangka waktu yang ditentukan oleh proyek DePIN. Setelah periode ini berakhir, data dapat segera dihapus atau dipindahkan ke Lapisan Penyimpanan Jangka Panjang (LTSL). Bergantung pada konfigurasi proyek, DAL juga secara berkala mengkomit data set (misalnya, menghitung hash) ke Lapisan Blockchain (BL) untuk memastikan integritas data.

Lapisan Penyimpanan Jangka Panjang (LTSL)

Lapisan Penyimpanan Jangka Panjang (LTSL) dapat berupa layanan terpusat atau jaringan terdesentralisasi yang dirancang untuk retensi data jangka panjang, disesuaikan dengan kebutuhan proyek DePIN. Data yang tersimpan dapat diakses dari LTSL untuk berbagai tujuan (misalnya, berbagi dengan pihak ketiga) melalui API penyimpanan, mengikuti kebijakan akses yang telah ditentukan sebelumnya.

Lapisan Komputasi Off-Chain (OCCL)

Lapisan Komputasi Off-Chain (OCCL) dapat berfungsi sebagai layanan terpusat atau kumpulan sumber daya komputasi terdesentralisasi yang mampu menjalankan logika bisnis spesifik proyek pada data yang disimpan di DAL dan menghasilkan bukti validitas (misalnya, bukti tanpa pengetahuan, akreditasi berbasis TEE) untuk komputasi tersebut. Ini memastikan bahwa komputasi yang ditentukan telah dilakukan dengan akurat pada masukan tertentu, memungkinkan hasilnya dipercaya dan diverifikasi secara publik.

Lapisan Blockchain (BL)

Lapisan Blockchain (BL) bertindak sebagai jangkar kepercayaan dari aplikasi DePIN, mengelola identitas partisipan, transaksi, data perangkat, dan status, di antara fungsi lainnya. Ini juga menangani tugas penting seperti verifikasi komputasi off-chain, orkestrasi jaringan mesin, distribusi hadiah token kepada penambang DePIN, dan tata kelola on-chain.

Lapisan Identitas (IL)

Lapisan Identitas (IL) mengelola identitas on-chain dan off-chain (misalnya, dompet abstraksi akun (AA), pengenal terdesentralisasi (DIDs)) untuk semua entitas yang terlibat dalam DePIN, seperti perangkat pintar, pengguna, dan server. Sementara identitas on-chain (misalnya, Akun yang Dimiliki Secara Eksternal (EOA) atau dompet AA) memungkinkan pengguna mengelola aset DePIN, identitas off-chain (misalnya, DID atau sertifikat X.509) memungkinkan interaksi yang aman di antara mesin.

Lapisan Tata Kelola (GL)

Lapisan Tata Kelola (GL), yang dapat beroperasi on-chain, off-chain, atau dalam cara hibrida, bertanggung jawab untuk mendefinisikan dan menegakkan kebijakan serta prosedur dari lapisan lainnya dalam tumpukan teknologi DePIN. Khususnya, GL memungkinkan pemegang token untuk membuat keputusan terkait berbagai aspek proyek DePIN (misalnya, penggunaan kas proyek, peningkatan protokol), biasanya melalui proses pemungutan suara berbasis komunitas.

Kesimpulan

Infrastruktur modular yang dijelaskan di atas menyediakan kerangka arsitektur yang fleksibel dan komprehensif, ideal untuk mengembangkan aplikasi DePIN. Cetak biru generik ini dirancang agar dapat disesuaikan, memungkinkan pengembang untuk menyesuaikan arsitektur agar sesuai dengan kebutuhan unik proyek tertentu. Tergantung pada ruang lingkup dan tujuan proyek, pengembang mungkin memilih untuk menggunakan hanya sebagian dari lapisan yang diusulkan, atau mereka mungkin mengintegrasikan beberapa lapisan untuk meningkatkan fungsionalitas dan kinerja.

Dalam artikel-artikel mendatang, kami akan menggali lebih dalam ke setiap lapisan modular dari infrastruktur ini secara detail. Kami akan menjelajahi pertimbangan desain spesifik dan nuansa teknis yang mendefinisikan setiap lapisan. Dengan memecah bagaimana setiap komponen berkontribusi pada sistem secara keseluruhan, kami bertujuan untuk memberikan pemahaman yang lebih jelas tentang bagaimana mengoptimalkan dan menerapkan lapisan-lapisan ini dalam aplikasi dunia nyata. Eksplorasi mendetail ini akan membantu pengembang dan insinyur dalam membuat keputusan yang terinformasi yang selaras dengan tujuan proyek dan tuntutan teknis mereka. Nantikan analisis mendalam tentang setiap lapisan, penuh dengan wawasan dan saran praktis untuk menerapkan sistem DePIN yang sukses.

Tentang IoTeX

IoTeX adalah satu-satunya platform infrastruktur modular DePIN yang menghubungkan perangkat pintar dan data dunia nyata ke blockchain. Solusi middleware IoTeX W3bstream menyediakan perhitungan dan verifikasi data dunia nyata, membawanya ke dalam rantai sambil menawarkan modularitas dan kustomisasi yang diperlukan oleh pengembang untuk memfasilitasi adopsi massal. Sebagai penyedia infrastruktur DePIN terkemuka, IoTeX memfasilitasi imbalan baru dari perangkat dan aktivitas on/off-chain bagi pengguna, mengubah perangkat pribadi menjadi ekonomi komunal, dan mengotak-atik "data dari segalanya." Didukung oleh tim global yang terdiri dari lebih dari 60 ilmuwan riset dan insinyur, IoTeX menggabungkan blockchain L1 yang kompatibel dengan EVM, middleware komputasi off-chain, dan perangkat keras terbuka untuk menghubungkan miliaran perangkat pintar, mesin, dan sensor, serta dApps di seluruh dunia fisik dan digital.