Blok-Blok Pembangun 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

Decentralized Physical Infrastructure Networks (DePIN) mengubah pendekatan kita terhadap infrastruktur dengan mengintegrasikan perangkat pintar dengan teknologi blockchain. Kombinasi ini memungkinkan cara revolusioner untuk mengelola dan mengamankan lingkungan digital maupun fisik. Namun, arsitektur standar untuk DePIN belum ditetapkan. Saat ini, sebagian besar proyek DePIN bergantung pada arsitektur Web2 tradisional yang mengaktifkan reward token blockchain. Meskipun demikian, logika inti DePIN tetap tersentralisasi, sering kali terbatas pada sistem berbasis cloud, yang membatasi potensi mereka untuk desentralisasi yang sesungguhnya.

Arsitektur Referensi IoT yang Berpusat pada Cloud

Untuk merancang infrastruktur terdesentralisasi bagi DePIN, mempelajari evolusi infrastruktur Cloud dan IoT yang tersentralisasi selama dekade terakhir memberikan wawasan yang berharga. Sistem-sistem ini menunjukkan manfaat desain modular, yang beradaptasi untuk mengakomodasi berbagai kebutuhan teknologi. Arsitektur IoT yang umum mencakup beberapa komponen:

Perangkat Pintar: Berbagai macam perangkat pintar, dengan tingkat kompleksitas yang berbeda-beda, 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) serta hubungan perangkat pintar dengan pemiliknya.
Layanan Manajemen Perangkat: Layanan manajemen perangkat mengelola siklus hidup (yaitu, provisioning, penerapan, pemeliharaan, dan penonaktifan) perangkat pintar.
Layanan Penyimpanan Data: Layanan penyimpanan data menangani penyimpanan data jangka pendek maupun 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 cloud, meskipun bersifat sangat tersentralisasi, menawarkan banyak komponen yang ideal untuk membangun infrastruktur DePIN yang modular.

Arsitektur DePIN Modular

Mari kita telusuri seperti apa arsitektur modular untuk DePIN. Membangun aplikasi DePIN melibatkan tumpukan teknologi (tech stack) yang kompleks, terdiri dari lapisan-lapisan yang dapat digabungkan (composable) dan modular, seperti yang diilustrasikan pada gambar di bawah ini:

Lapisan Abstraksi Perangkat Keras (Hardware Abstraction Layer/HAL)

Lapisan Abstraksi Perangkat Keras (HAL) bertujuan untuk menyederhanakan kompleksitas dan keragaman berbagai perangkat pintar, baik besar maupun kecil, dan memungkinkan mereka terhubung secara aman dengan Lapisan Konektivitas (Connectivity Layer/CL) yang tersentralisasi maupun terdesentralisasi. SDK embedded yang universal dan ringan, yang mendukung keluarga mikrokontroler populer (misalnya, ESP32, Arduino, STM32), single-board computer (misalnya, Raspberry Pi, ODROID, Rock Pi), dan smartphone (misalnya, Android, iOS) sangat diharapkan.

Lapisan Konektivitas (CL)

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

Lapisan Sequencer (SL)

Lapisan Sequencer (SL) dapat 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 terkait. Hasil dan bukti tersebut kemudian dapat dikirim ke Lapisan Blockchain (BL) oleh node-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 tertentu sebagaimana ditentukan oleh proyek DePIN. Setelah jangka waktu tersebut berakhir, data dapat langsung dihapus atau dipindahkan ke Lapisan Penyimpanan Jangka Panjang (LTSL). Bergantung pada konfigurasi proyek, DAL juga secara berkala mengirimkan (commit) set data (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 penyimpanan data jangka panjang, disesuaikan dengan kebutuhan proyek DePIN. Data yang disimpan dapat diakses dari LTSL untuk berbagai keperluan (misalnya, berbagi dengan pihak ketiga) melalui API penyimpanan, sesuai dengan 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 khusus proyek pada data yang disimpan di DAL dan menghasilkan bukti validitas (misalnya, bukti zero-knowledge, atestasi berbasis TEE) untuk komputasi tersebut. Hal ini memastikan bahwa komputasi tertentu telah dilakukan secara akurat pada input tertentu, sehingga hasilnya dapat dipercaya dan diverifikasi secara publik.

Lapisan Blockchain (BL)

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

Lapisan Identitas (IL)

Lapisan Identitas (IL) mengelola identitas on-chain maupun off-chain (misalnya, dompet abstraksi akun (AA), pengenal terdesentralisasi (DID)) untuk semua entitas yang terlibat dalam DePIN, seperti perangkat pintar, pengguna, dan server. Sementara identitas on-chain (misalnya, Externally Owned Account (EOA) atau dompet AA) memungkinkan pengguna mengelola aset DePIN, identitas off-chain (misalnya, DID atau sertifikat X.509) memungkinkan interaksi yang aman antar mesin.

Lapisan Tata Kelola (GL)

Lapisan Tata Kelola (GL), yang dapat beroperasi secara on-chain, off-chain, atau secara hibrida, bertanggung jawab untuk mendefinisikan dan menegakkan kebijakan serta prosedur dari lapisan-lapisan lain dalam tumpukan teknologi DePIN. Secara khusus, GL memungkinkan pemegang token untuk membuat keputusan mengenai 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 serbaguna dan komprehensif, ideal untuk mengembangkan aplikasi DePIN. Cetak biru generik ini dirancang agar dapat disesuaikan, memungkinkan pengembang untuk menyesuaikan arsitektur guna memenuhi kebutuhan unik dari proyek tertentu. Bergantung pada cakupan dan tujuan proyek, pengembang mungkin memilih untuk hanya menggunakan sebagian dari lapisan yang diusulkan, atau mereka mungkin mengintegrasikan beberapa lapisan untuk meningkatkan fungsionalitas dan kinerja.

Dalam artikel-artikel berikutnya, kami akan membahas lebih dalam setiap lapisan modular dari infrastruktur ini secara rinci. Kami akan mengeksplorasi pertimbangan desain spesifik dan nuansa teknis yang mendefinisikan setiap lapisan. Dengan mengurai bagaimana setiap komponen berkontribusi pada sistem secara keseluruhan, kami bertujuan untuk memberikan pemahaman yang lebih jelas tentang cara mengoptimalkan dan mengimplementasikan lapisan-lapisan ini dalam aplikasi dunia nyata. Eksplorasi mendetail ini akan membantu pengembang dan insinyur dalam membuat keputusan yang tepat sesuai dengan tujuan proyek dan kebutuhan teknis mereka. Nantikan pembahasan menyeluruh untuk setiap lapisan, yang dipenuhi 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 komputasi dan verifikasi data dunia nyata, membawanya on-chain sekaligus menawarkan modularitas dan kustomisasi yang dibutuhkan para builder untuk mendorong adopsi massal. Sebagai penyedia terdepan infrastruktur DePIN, IoTeX memfasilitasi imbalan baru dari perangkat serta aktivitas on-chain/off-chain bagi pengguna, mengubah perangkat pribadi menjadi ekonomi komunal, dan men-tokenisasi "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, sensor, dan dApps di seluruh dunia fisik dan digital.