用于可验证 DePIN 的模块化基础设施

“不要信任，去验证。”这句话捕捉到了去中心化如此强大的本质。与其信任他人，任何人都可以自行验证区块链的状态（即用户、资产、交易的历史记录）是真实可信的。这种可验证的能力也延伸到了在区块链上发布的Dapp，只要交易和计算是通过智能合约在“链上”进行的。然而，如今一些最受欢迎的Dapp（例如DeFi、GameFi）出于高成本、可扩展性限制以及对链下数据的需求，选择不完全在链上运行。相反，许多Dapp采用了链上/链下混合架构，即使用真实世界数据的繁重计算在链下进行，而这些计算的结果则在链上结算。但正如我们已经知道的，Dapp的链下活动无法保证与其链上活动具有同等水平的安全性和可验证性。

在去中心化物理基础设施网络（DePIN）的世界中，用户拥有的硬件由基于区块链的协议进行编排，从而创建出能够产生数据、数字资源、现实世界服务等效用的设备网络。对于DePIN而言，使用“链下”数据和计算不仅仅是一种设计决策，更是一种必然需求，因为其价值链起源于现实世界，物理现象在这里被转化为数字洞察，从而为链上代币经济提供动力。虽然这种现实世界与区块链世界之间的连接开辟了令人兴奋的用例领域，但它也使DePIN建设者面临一系列独特的挑战，这些挑战集中在以下问题：

自2017年以来，IoTeX一直是DePIN领域的先驱，构建了首创的基础设施，并制定了将现实世界可验证地连接到区块链世界的标准。遗憾的是，目前业界对于将可验证性纳入DePIN的关注和重视程度令人担忧，许多项目选择使用不可验证的中心化基础设施来实现快速上市策略，而不是构建能够经受时间考验、使用可验证去中心化基础设施的DePIN。我们呼吁所有DePIN利益相关者——建设者、用户、投资者——共同倡导DePIN的可验证性，这不仅是为了推动当今DePIN的合法性和需求端增长，也是为了在未来释放围绕可组合性和互操作性的巨大机遇。在这篇博客文章中，我们将分享我们对DePIN可验证性重要性的看法、赋能可验证DePIN所需的基础设施，以及可验证DePIN当前和未来的用例。

可验证性对DePIN的重要性

在我们这个日益数字化的世界中，你信任谁以及为什么信任变得比以往任何时候都更加重要。在与人打交道时，验证某人可信度时最需要考虑的要点是a) 你是否是你所声称的那个人（即身份）以及b) 你是否在做你所说的事情（即效用）？这些验证在现实世界中应用的一个场景就是求职——潜在雇主会对任何应聘者进行背景调查，以验证他们是否是他们所声称的那个人，随后进行面试以验证他们是否真的具备他们所说的能力。这些关于一个人身份和效用的基本验证，构成了现实世界中人与人之间建立信任的基础。

对于DePIN来说，验证设备的身份和效用同样至关重要。就像公司中的人类员工一样，设备可以被视为DePIN的“工作者”。设备的身份和属性（“身份/规格证明”）以及设备完成指定任务的能力（“工作量/效用证明”）是DePIN“供给侧”的核心组成部分。就像传统公司的员工和产品一样，DePIN的供给侧（即设备/工作者的数量、产品的质量）与DePIN本身的价值和潜力直接相关。因此，任何消费DePIN数据、资源和/或服务的消费者或企业（即“需求侧”）在与由他们不认识或不信任的设备工作者组成的DePIN进行交易之前，都应该能够自行验证供给侧。需求侧能够验证DePIN的设备确实是它们所声称的那样，并且确实在做它们所说的事情，这对于推动DePIN需求至关重要。

除了执行现实世界工作的DePIN物理设备之外，DePIN端到端流程中还涉及许多其他参与下游任务的模块。我们将其称为DePIN价值链。从高层次来看，这些模块负责处理DePIN设备的输出（例如数据、资源、服务），计算“真实世界活动证明”，将该证明结算到Dapp或智能合约，并在区块链上向设备所有者发放代币。端到端流程会因DePIN的用例不同而有所差异，但所有流程都会涉及某种形式的数据传输（传输中数据）、数据存储（静态数据）以及数据计算（使用中数据）。就像DePIN的物理设备一样，DePIN价值链中涉及的服务器和节点也必须是可验证的——价值链的可靠性和可信度取决于其最薄弱的环节。

既然我们已经了解了DePIN中必须被验证的各个组成部分——设备身份/效用以及传输中/静态/使用中的数据——接下来让我们探讨实现DePIN端到端可验证性所必需的基础设施。

DePIN基础设施概览

基础设施是构建应用程序的技术基础。与其他类别的Dapp（例如DeFi、NFT）相比，DePIN需要更广泛、更复杂的基础设施套件，这使得构建者和团队在创新、成长和扩展方面面临困难。这是由于其对物理硬件的利用，以及需要传输、存储和计算来自现实世界的信息。此外，DePIN目前是一系列彼此孤立的网络的集合，缺乏彼此之间的可组合性，限制了创新。从设计原则的角度来看，DePIN蓬勃发展所需的基础设施必须是模块化、可组合和可验证的。

• 模块化：系统应由具有明确定义功能的独立、可互换模块构建，以便为开发者提供灵活性和可扩展性。模块化系统能够将各领域最优秀的协议整合成一个端到端的系统。对于DePIN而言，这些模块可能包括设备身份、连接性、数据排序/存储、链下计算等，它们以无缝的方式结合在一起，形成端到端的DePIN价值链。
• 可组合性：系统的设计应使各模块能够与其他模块无缝连接和交互，从而通过让开发者在现有基础设施之上进行构建来促进创新。尽管各个DePIN可能针对特定垂直领域（例如能源、交通、连接性），但它们都需要适用于所有垂直领域的通用横向基础设施。可组合性促进了基础设施构建者之间的协作，从而形成一个互联的系统，而不是为每个DePIN重新创建每个模块。
• 可验证性：系统应优先考虑端到端的可验证性，因为一个系统的可信度取决于其最薄弱的环节。通过采用利用开源和可验证技术（例如零知识证明）并限制黑箱使用的设计，基础设施可以实现“设计上即可验证”，使任何人都能够验证每个模块的输出和活动，从而验证整个系统的可信度。选择在可验证基础设施之上进行构建的DePIN将无需重复进行验证工作，而是可以专注于培养其项目的具体需求。

在过去的7年里，IoTeX为DePIN构建了一套最先进的技术栈，该技术栈具有模块化、可组合和可验证的特点。它由自研模块（例如用于设备身份的ioID、用于传输的ioConnect、用于可验证计算的W3bstream、用于智能合约的L1）以及与领先基础设施合作伙伴的集成（例如用于连接的Streamr、用于排序的Espresso、用于数据可用性的Nuffle、用于存储的Filecoin/Irys）组成，IoTeX技术栈提供了涵盖整个DePIN价值链的基础设施，并且在架构设计上从一开始就实现了可验证性。这使得DePIN构建者能够利用市场上最先进的基础设施，构建同样具有可验证性的DePIN。有关IoTeX模块化技术栈的更多信息，请参见此处。

ioID与W3bstream引领的DePIN未来

模块化基础设施对于构建者应对启动DePIN所面临的复杂性、降低准入门槛、并更快找到产品市场契合点而言，是必不可少的。在构成端到端DePIN技术栈的众多模块中，IoTeX即将推出两款将彻底革新DePIN领域的旗舰产品：ioID将于2024年11月发布，W3bstream将于2024年12月发布。

ioID是首个面向物理硬件颁发去中心化身份（DID）和可验证凭证（VC）的链上身份解决方案，使设备成为链上实体。最终，采用ioID的DePIN设备能够让任何人验证“你是否真的是你所声称的那个”，并确信DePIN供给端的真实性。此外，ioID还将在DePIN的资本形成过程中发挥重要作用：新矿工和社区成员可以在“设备首发”（IDO）中预先购买ioID，以此助力DePIN网络的启动。设备一旦获得链上DID，该设备的DID便可与其所有者的链上身份绑定，从而确立物理矿机的所有权。此外，在设备完成一系列挑战/响应测试，证明其具备特定属性（如身份、能力、配置）和/或认证（如制造商、监管机构、维护记录）后，还可以为该DID分配一组可验证凭证。$IOTX代币将用于ioID的创建和管理，设备所有者需要销毁并质押$IOTX，以获取ioID并将其硬件注册到IoTeX L1区块链上。有关ioID的更多信息，请参见此处。

W3bstream是一套专为DePIN量身打造的可验证计算系统，它利用零知识证明（ZKP）来验证其对设备提供的真实世界数据/元数据所执行的计算。W3bstream被设计为一个无需许可、链无关的计算引擎，为DePIN构建者提供一个可组合的基础，用以证明其设备“正在做它们声称在做的事情”。例如，对于一个可再生能源类DePIN，W3bstream将直接从太阳能电池板或其他能源硬件中获取数据，并利用ZKP生成关于所产生能源数量的有效性证明，使任何人都能够自行验证每个设备乃至整个DePIN的“效用证明”。除了验证DePIN设备的效用之外，W3bstream还将通过ioID用于验证DePIN设备的身份，其中零知识证明将由W3bstream处理，以便向各个ioID颁发可验证凭证（VC）。$IOTX代币将被纳入W3bstream的设计之中，去中心化节点运营者将质押$IOTX，而DePIN项目方则将花费$IOTX，以驱动W3bstream的代币经济模型。有关W3bstream的更多信息，请参见此处。

可验证 DePIN 的用例

DePIN 领域多年来发生了巨大变化，但由于缺乏可验证性，仍有大量潜力尚未被释放。截至 2024 年第三季度，已有数百万台设备被“接入”DePIN，但大多数 DePIN 在企业和主流消费者中的需求几乎为零。为什么？答案很简单——目前 DePIN 供给侧的现状是不可验证的，因此无法获得加密圈以外的人群和企业的信任。如果 AI 模型训练者无法验证数据来源，他们就不会使用来自 DePIN 的数据。如果企业无法验证其全天候可用性，就不会急于采用某个 DePIN 的数字资源（例如 CPU、GPU、存储）。如果大众无法验证其成功概率，就不会购买 DePIN 提供的服务（例如拼车、配送）。残酷的事实是，如果无法以无需许可的方式验证 DePIN 的供给侧，需求侧就永远不会蓬勃发展。

因此，可验证 DePIN 的第一个、也是最重要的用例就是可验证性本身。DePIN 行业必须认识到，消除非加密原住民怀疑的唯一方法，就是毫无疑问地证明 DePIN 的效用是可验证真实的。一个实现了可验证性的 DePIN，将在各类利益相关方之间建立合法性和信任：

• 矿工（供给侧）：矿工希望将设备接入真实的网络
• 终端用户（需求侧）：终端用户希望消费真实的效用
• 投资者：风投和散户都需要供给侧增长和效用的证明
• 交易所：中心化交易所希望上线具有可信指标的代币
• 监管机构：合规始于能够验证 DePIN 活动的能力
• 企业：服务级别协议（SLA）依赖于可验证的服务交付

一旦 DePIN 实现了可验证性，一个围绕可组合性和互操作性展开的令人兴奋的用例宇宙便会打开，极大地扩大了 DePIN 领域的潜在市场规模（TAM）。在前面的章节中，我们探讨了基础设施可组合性带来的好处，它使不同的基础设施模块能够无缝地相互连接和交互。在应用层同样如此——针对特定垂直领域或地理区域的可验证 DePIN，可以与覆盖其他垂直领域或地区的可验证 DePIN 实现可组合性，并以无需许可的方式无缝交互。然而，这些 DePIN 之间的交互只有在所有相互交互的 DePIN 都是可验证的情况下才可行。这是因为 DePIN 之间不会盲目地相互信任——一个由多个 DePIN 互联组成的网络，其可信度取决于其中最薄弱的一环。

• 跨垂直领域的可组合性：来自天气 DePIN 的数据提供天气预报，这会影响可再生能源 DePIN 未来的能源成本，进而决定拼车 DePIN 调度的电动汽车数量，这又会激励更多供给侧参与者提供停车位作为智慧城市 DePIN 的一部分，如此循环往复……
• 跨区域的可组合性：在南美洲部署热点的连接性 DePIN，可以为专注于非洲、东南亚及其他市场、并前往南美旅行的 DePIN 用户提供漫游连接服务。这将把此前孤立的微型 DePIN 的覆盖范围扩展到全球受众。
• 资源聚合的可组合性：将数字资源作为大宗商品（例如数据存储、GPU 算力、可验证计算）提供的 DePIN，可以与其他数字资源提供商聚合其供给，从而形成更大的供给侧以吸引更多需求。这类似于 DeFi 中的 DEX 聚合器，它们跨多个 DEX 聚合流动性，为终端用户提供更好的交易体验。
• 跨设备的可组合性：具有已验证属性/能力的设备可以同时为多个 DePIN 做出贡献；例如，一台一体化 DePIN 设备如果能可验证地证明其配备了环境传感器、5G 连接、GPU 算力等，就可以同时为多个 DePIN 做出贡献；又或者，一个顶级气象站可以被授权同时将其气象数据共享给多个专注天气的 DePIN——我们将这一概念定义为“设备抽象”。

DePIN 与 DePIN 之间的可组合性将为开发者开辟一个全新的设计空间,使其能够构建互联互通的服务和产品,让所有 DePIN 在一个可组合的系统下协同一致,并为所有参与其中的 DePIN 带来新的收入形式和需求增长。但可以说,一个更大的机遇在于 DePIN 板块与其他板块(包括人工智能(AI)、去中心化金融(DeFi)、现实世界资产(RWA)、预测市场等)之间的互操作性。让未来价值数万亿美元的 DePIN 板块与其他价值数万亿美元的市场实现互操作,将形成难以想象的网络效应,并使 DePIN 成为现实世界经济中不可或缺的一部分。

• DePIN 与 AI:随着越来越多的物理世界迁移上链,设备将产生大量的传感器数据、元数据以及其他形式的数据,这些数据可用于训练 AI 模型;然而,如果这些数据无法被验证和信任,就无法被利用。通过验证产生这些数据的设备,以及数据本身的质量,我们将能够让 DePIN 数据被用于(并从中获利)AI,从而构建集体的现实世界智能。
• DePIN 与 DeFi:DePIN 网络以数据、服务和资源的形式产生效用,这些都可以作为各种 DeFi 用例的输入。来自 DePIN 的可验证数据(例如天气数据、摄像头画面、无人机图像)可以为链上保险市场提供信息支持。来自 DePIN 的可验证资源(例如 GPU/CPU、存储的 GB 数、带宽的 MB/s 数)可以被代币化为链上大宗商品,像实物大宗商品一样进行交易。
• DePIN 与 RWA:能够产生可验证现金流的 DePIN 设备可以被代币化为可交易/可借贷的现实世界资产。类似于固定收益产品,DePIN 设备的本金价值以及以加密货币形式获得的固定收益,既可以成为投资者独特的投资工具,也可以成为物理基础设施部署者进行资本形成/融资的创新工具。
• DePIN 与预测市场:DePIN 设备可以被用作“预言机”,用来测量现实世界的现象,并为预测市场提供可验证的洞察。针对天气、交通、网络连接速度等的链上预测市场,都可以由 DePIN 设备进行可验证的测量,并在未来用于预测市场的结算。

结语

DePIN 就是未来。随着 DePIN 的快速发展,我们必须花时间评估并审视迄今为止取得的进展,确保所有参与 DePIN 的人所投入的资本、工程时间和心力,确实正在让我们更接近大规模采用这一终极目标。整个 DePIN 板块的实验正蓬勃兴起,每天都有新型设备和新类别的 DePIN 诞生。这种充满好奇心、以增长为导向的思维方式正是推动创新前进的动力,但我们也必须认识到,创新必须与标准相结合,才能催生真实的现实世界需求。为此,可验证性是 DePIN 下一个伟大的前沿领域,IoTeX 很荣幸能够汇聚 DePIN 生态的各方利益相关者,共同建立标准,带领我们迈向新的高度。可验证性不仅能让大众信任每一个独立的 DePIN,还将实现 DePIN 之间的可组合性,以及 DePIN 与其他板块之间的互操作性,从而开启一个令人兴奋的全新应用场景宇宙。如果您有兴趣进一步了解 IoTeX 关于可验证 DePIN 模块化基础设施的技术与愿景,请访问我们的官网 iotex.io,以及我们的详细文档 docs.iotex.io —— 我们期待与您一起共建 DePIN 的未来!