DePIN의 빌딩 블록

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

탈중앙화 물리적 인프라 네트워크 (DePIN)는 스마트 장치를 블록체인 기술과 통합하여 인프라 접근 방식을 변화시키고 있습니다. 이 조합은 디지털 및 물리적 환경을 관리하고 안전하게 보호하는 혁신적인 방법을 제공합니다. 그러나 DePIN을 위한 표준 아키텍처는 아직 확립되지 않았습니다. 현재 대부분의 DePIN 프로젝트는 블록체인 토큰 보상을 활성화하는 전통적인 Web2 아키텍처에 의존하고 있습니다. 그럼에도 불구하고 DePIN의 핵심 논리는 여전히 중앙 집중화되어 있으며, 종종 클라우드 기반 시스템에 제한되어 있어 진정한 탈중앙화 가능성을 제한합니다.

클라우드 중심의 IoT 참조 아키텍처

DePIN을 위한 탈중앙화 인프라를 설계하기 위해 지난 10년 동안 중앙 집중화된 클라우드 및 IoT 인프라의 진화를 조사하면 귀중한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 이러한 시스템은 다양한 기술적 요구 사항에 맞게 조정할 수 있는 모듈형 디자인의 이점을 보여줍니다. 일반적인 IoT 아키텍처는 여러 구성 요소를 포함합니다:

스마트 장치: 다양한 복잡度의 스마트 장치가 클라우드 서비스 제공자가 제공하는 장치 SDK, 운영 체제 및 장치 자격 증명을 설치하여 클라우드에 연결될 수 있습니다.
연결 관리 서비스: 연결 관리 서비스는 다양한 통신 프로토콜의 복잡성을 처리하고 스마트 장치와 클라우드 서비스 간의 안전한 양방향 통신을 보장합니다.
신원 및 접근 관리 서비스: 신원 관리 서비스는 스마트 장치의 소유자와의 관계 및 신원 수명 주기를 관리합니다 (예: 생성, 온보딩, 모니터링, 보고, 유지 관리 및 오프보딩).
장치 관리 서비스: 장치 관리 서비스는 스마트 장치의 수명 주기 (예: 프로비저닝, 배포, 유지 관리 및 폐기)를 관리합니다.
데이터 저장 서비스: 데이터 저장 서비스는 스마트 장치에서 수집된 데이터의 단기 및 장기 저장을 처리합니다.
데이터 처리 서비스: 데이터 처리 서비스는 사전 구성된 규칙에 따라 스마트 장치에서 수집된 데이터를 처리하여 물리적 세계에 대한 통찰력을 얻습니다. 클라우드 컴퓨팅 인프라는 매우 중앙 집중화된 성격에도 불구하고 모듈형 DePIN 인프라를 구축하는 데 이상적인 많은 구성 요소를 제공합니다.

모듈형 DePIN 아키텍처

이제 DePIN을 위한 모듈형 아키텍처가 어떤 모습일지 살펴보겠습니다. DePIN 애플리케이션을 구축하는 것은 조합 가능하고 모듈화된 레이어로 구성된 복잡한 기술 스택을 포함합니다. 아래 그림에 설명되어 있습니다:

하드웨어 추상화 레이어 (HAL)

하드웨어 추상화 레이어 (HAL)의 목표는 크고 작은 다양한 스마트 장치의 복잡성과 다양성을 단순화하고 중앙 집중화 또는 탈중앙화된 연결 레이어 (CL)와 안전하게 연결할 수 있도록 하는 것입니다. 인기 있는 마이크로컨트롤러 패밀리 (예: ESP32, Arduino, STM32), 단일 보드 컴퓨터 (예: Raspberry Pi, ODROID, Rock Pi) 및 스마트폰 (예: Android, iOS)을 지원하는 범용, 경량 임베디드 SDK가 매우 바람직합니다.

연결 레이어 (CL)

연결 레이어 (CL)는 클라우드 기반 IoT 게이트웨이와 같은 중앙 집중 서비스이거나 탈중앙화 네트워크일 수 있습니다. 이 레이어는 일반적으로 다양한 통신 프로토콜 (예: HTTP(s), WebSocket, MQTT, CoAP)을 지원하며 스마트 장치에서 수집된 데이터를 Sequencer Layer (SL)로 신뢰성 있게 전송하는 역할을 합니다.

시퀀서 레이어 (SL)

시퀀서 레이어 (SL)는 스마트 장치의 데이터 패킷을 정렬하고 이를 Data Availability Layer (DAL)에 저장하는 중앙 집중 서비스 또는 탈중앙화 네트워크일 수 있습니다. SL은 또한 DAL과 Off-Chain Computing Layer (OCCL) 간의 조정을 수행하며, DAL에서 데이터 집합을 검색하고 OCCL에서 처리하여 해당 유효성 증명을 생성합니다. 결과 및 증명은 SL의 노드에 의해 Blockchain Layer (BL)로 전송될 수 있습니다.

데이터 가용성 레이어 (DAL)

데이터 가용성 레이어 (DAL)는 DePIN 프로젝트에 의해 결정된 특정 기간 동안 데이터를 임시로 저장하는 중앙 집중 서비스 또는 탈중앙화 네트워크일 수 있습니다. 이 기간이 만료되면 데이터는 즉시 삭제되거나 Long-Term Storage Layer (LTSL)로 전송될 수 있습니다. 프로젝트의 구성에 따라 DAL은 데이터 무결성을 보장하기 위해 주기적으로 데이터 집합 (예: 해시 계산)을 Blockchain Layer (BL)에 커밋할 수도 있습니다.

장기 저장 레이어 (LTSL)

장기 저장 레이어 (LTSL)는 DePIN 프로젝트의 필요에 맞춰 장기 데이터 보존을 위해 설계된 중앙 집중 서비스 또는 탈중앙화 네트워크일 수 있습니다. 저장된 데이터는 저장 API를 통해 다양한 목적 (예: 제3자와의 공유)을 위해 LTSL에서 접근할 수 있으며, 사전에 정의된 접근 정책을 따릅니다.

오프 체인 컴퓨팅 레이어 (OCCL)

오프 체인 컴퓨팅 레이어 (OCCL)는 중앙 집중 서비스 또는 DAL에 저장된 데이터에서 프로젝트별 비즈니스 로직을 실행할 수 있는 탈중앙화 컴퓨팅 자원 풀로 기능할 수 있으며 해당 계산을 위한 유효성 증명 (예: 영지식 증명, TEE 기반 인증)을 생성합니다. 이는 특정 입력에서 지정된 계산이 정확하게 수행되었음을 보장하여 결과를 신뢰할 수 있고 공개적으로 검증할 수 있게 합니다.

블록체인 레이어 (BL)

블록체인 레이어 (BL)는 DePIN 애플리케이션의 신뢰 기준을 역할을 맡아 참여자의 신원, 거래, 장치 데이터 및 상태 등을 관리합니다. 또한 오프 체인 계산 검증, 머신 네트워크 조율, DePIN 채굴자에게의 토큰 보상 분배 및 온체인 거버넌스와 같은 중요한 작업을 수행합니다.

신원 레이어 (IL)

신원 레이어 (IL)는 스마트 장치, 사용자 및 서버와 같은 모든 DePIN 관련 개체에 대한 온체인 및 오프 체인 신원 (예: 계정 추상화 (AA) 지갑, 탈중앙화 식별자 (DID))을 관리합니다. 온체인 신원 (예: 외부 소유 계정 (EOA) 또는 AA 지갑)은 사용자가 DePIN 자산을 관리할 수 있게 해주고, 오프 체인 신원 (예: DID 또는 X.509 인증서)은 머신 간의 안전한 상호 작용을 가능하게 합니다.

거버넌스 레이어 (GL)

거버넌스 레이어 (GL)는 온체인, 오프 체인 또는 하이브리드 방식으로 운영할 수 있으며, DePIN 기술 스택 내의 다른 레이어의 정책 및 절차를 정의하고 집행하는 책임이 있습니다. 특히 GL은 토큰 보유자가 DePIN 프로젝트의 다양한 측면 (예: 프로젝트 기금의 사용, 프로토콜 업그레이드)에 대한 결정 과정을 커뮤니티 기반의 투표를 통해 수행할 수 있게 합니다.

결론

위에서 설명한 모듈형 인프라는 DePIN 애플리케이션 개발에 이상적인 다재다능하고 포괄적인 아키텍처 프레임워크를 제공합니다. 이 일반적인 청사진은 적응 가능하게 설계되어 개발자가 특정 프로젝트의 고유한 요구 사항에 맞게 아키텍처를 조정할 수 있도록 합니다. 프로젝트의 범위와 목표에 따라 개발자는 제안된 레이어의 일부만 사용할 수도 있고, 여러 레이어를 통합하여 기능성과 성능을 향상시킬 수도 있습니다.

앞으로의 기사에서는 이 인프라의 각 모듈 레이어에 대해 더 깊이 탐구할 것입니다. 각 레이어를 정의하는 특정 설계 고려 사항과 기술적 뉘앙스를 살펴보겠습니다. 각 구성 요소가 전체 시스템에 어떻게 기여하는지를 분석함으로써, 실제 애플리케이션에서 이러한 레이어를 최적화하고 구현하는 방법에 대한 명확한 이해를 제공하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이러한 자세한 탐구는 개발자와 엔지니어가 프로젝트 목표 및 기술 요구 사항에 부합하는 정보를 기반으로 한 결정을 내리는 데 도움을 줄 것입니다. 성공적인 DePIN 시스템을 배포하기 위한 통찰력과 실용적인 조언으로 가득 찬 각 레이어에 대한 철저한 분석을 기대해 주세요.

IoTeX 소개

IoTeX는 스마트 장치와 실제 데이터를 블록체인에 연결하는 DePIN의 유일한 모듈형 인프라 플랫폼입니다. IoTeX의 미들웨어 솔루션 W3bstream는 현실 세계 데이터의 계산 및 검증을 제공하여 이를 온체인으로 가져오며, 대량 채택을 촉진하기 위해 구축자가 필요로 하는 모듈성과 커스터마이징을 제공합니다. DePIN 인프라의 선두 제공자인 IoTeX는 장치와 온/오프 체인 활동으로부터 새로운 보상을 촉진하고 개인 장치를 공동 경제로 전환하며 "모든 것의 데이터"를 토큰화합니다. 60명 이상의 연구 과학자 및 엔지니어로 구성된 글로벌 팀으로 지원받는 IoTeX는 EVM 호환 L1 블록체인, 오프 체인 컴퓨팅 미들웨어 및 개방형 하드웨어를 결합하여 수십억 개의 스마트 장치, 기계 및 센서, 물리적 및 디지털 세계의 dApp을 연결합니다.