原文作者：Jason，Puzzle Ventures
引言
DePIN 是 Decentralized Physical Infrastructure Networks 的簡稱，顧名思義也就是「去中心化的網路硬體基礎設施」。實際上這種去中心化的硬體設施在很早以前就有模糊的概念的實際的應用，例如比特幣礦機實際上就是一種去中心化的硬體網路，而 web2 世界的電網管理系統也涵蓋一定的去中心化硬體設施理念。
為了準確定義這篇文章中 DePIN 的概念，我們採用 Messari（https://messari.io/report/the-depin-sector-map）對於 DePIN 的解釋：一種採用區塊鏈技術，透過代幣激勵的方式，以無需許可、無需信任和可程式設計的形式來協調多個個體單位的物理硬體設施。DePIN 也可以被描述成 Proof of Physical Network (PoPW) 或 Token Incentivized Physical Infrastructure Networks (TIPIN)。用簡單的話來說，就是由代幣激勵來進行管理的無數個單體硬體所組成的一個網路，而這個網路可用來服務於某些具體的專案。
從廣義上來看，DePIN 涵蓋的範圍實際上非常廣。PoW 礦機就是維持區塊鏈網路運營的硬體設施，但是隨著傳統 PoW 的模式逐漸被淘汰，礦機並不在本文的討論範圍之內，本文將更專注於在區塊鏈網路之上提供具體服務的硬體網路，而不是區塊鏈網路本身。從另一個角度來看，整個 web3 世界都是構架在 DePIN 網路之上的，因為每一個節點的運營都是基於個體單位租用各自的伺服器來實現的。在釐清了這兩個邏輯之後，我們可以更加專注於本文的研究方向：非區塊鏈網路本身所涵蓋的，提供額外 toB 或 toC 的服務的，但是用區塊鏈網路來管理和協調的，硬體設施所形成的網路。
圖 1
如圖 1 所示，整個 DePIN 縱向生態鏈相比一般 web3 專案要更為複雜。在上游裡，專案方需要考慮硬體裝置的製造商選擇，特別是涉及到高精尖的感測裝置和晶片的專案，需要在成本、質量、規模化生產等角度選擇適合的合作伙伴。在中游裡，專案方需要考慮硬體裝置的使用場景以及與相應第三方服務商 / 載體的整合，這就對使用者自身的條件形成了門檻，例如網速、電能、無人機駕駛等資源的必要性使得使用者的使用成本整體偏高。在下游裡，專案方更要結合專案需要建立相應的整合平臺並且設計符合飛輪效應的經濟模型，這對專案方的認知和經驗形成了較高的考驗。總的來說，一個完善的 DePIN 專案是一個更加複雜、綜合性更強的 web3 專案。
DePIN 的核心機制
一個 DePIN 網路構建的基礎機制是個體硬體單位透過出租硬體所提供的服務來獲得回報。而將這個機制形成一種全球網路狀的去中心化網路則需要代幣經濟在其中發揮作用。因此，整個經濟流轉的模式可以歸結為圖 2 。這種機制本身已經與傳統的硬體行業產生了差別，傳統的中心化硬體服務商往往需要一筆較大的前期資金來採買或建設硬體設施，而收益則取決於未來的訂購訂單。這種模式只能由財大氣粗的大企業或政府財政主導的專案來承擔其潛在風險和麵臨的競爭，而中小企業幾乎無法參與。而 DePIN 在早期 boot-strap 期間就是一種螺旋上升式的動態機制，使用者、提供商、平臺三方都能在承擔相對較小的風險的前提下參與並逐漸壯大。這其中最關鍵的就是代幣激勵的高度動態性所起到的協調作用，平臺可以基於供給雙方的資料設計一次性獎勵、Staking APR 等引數來做到動態平衡。
圖 2
舉個例子來說，Render Network 是一個去中心化的 GPU 渲染服務撮合平臺，將執行渲染作業的使用者與具有空閒 GPU 的使用者連結起來。在代幣激勵機制上，Render Network 首先根據其在渲染行業的經驗設計了基於 OctaneBench (OB) 的渲染力單位標準，並基於這個標準將參與的空閒 GPU 使用者分為 3 個層級， 3 個層級根據 GPU 渲染速度的不同來區分。100 RNDR token 可以支付 2, 500 OBh-20, 000 OBh( 取決於所採用的 GPU 級別），具象來看就是 100 RNDR token 使用 1 個 RTX 2070 顯示卡 50-100 小時或者使用 10 個 RTX 2070 顯示卡 5-10 小時，這就是一個最簡單的初始代幣激勵模型。在透過早期的使用者積累之後，Render Network 就逐漸開始進入第 4 步，也就是平臺進一步最佳化和維持代幣收益平衡點。在最佳化上，Render Network 主要從可規模化的角度出發，例如降低排隊時間的最佳化演算法、建立本地 API 來提升上傳和工作效率。而在代幣收益平衡上，RNDR network 在 2023 年 2 月投票透過了 Burn-and Mint Equilibrium (BME) 模型。
圖 3
這個模型的本質是使用者在購買 GPU 渲染服務時透過 RNDR token 購買，然後所用的 token 在任務完成後被銷燬，而服務提供者的獎勵則採用新產出的 token 來發放。新發放的 token 將不僅僅根據任務完成一個指標，還會包括客戶滿意度等並整體綜合發放。這樣一來，RNDR token 在整個經濟體中有了消耗的場景，同時供需關係上可以根據銷燬的代幣和新鑄造的代幣之間的演算法來調整平衡度，整個商業模式也從簡單的 C 2C 逐漸演變成更有管理度的 B2C。
DePIN 的意義與價值
DePIN 這個概念的提出就是因為其意義與價值深遠，無論對於未來的 web3 行業形態亦或是技術革命、經濟革命的理論發展都具有意義。
單位成本與規模效應
DePIN 的這種 crowdsourcing 模式可以降低整體的成本（或者說將成本分散化）,並且能夠在短時間內快速規模化。在之前的文章中我們提到（連結），Filecoin 和 Arweave 這樣的去中心化儲存平臺相比 Amazon S 3 的儲存價格可以便宜幾十倍到上百倍，而 helium 提供的熱點訊號和 Render Network 提供的 GPU 渲染服務都比傳統的中心化服務商有價格優勢。Helium 的 LongFi 協議輻射範圍是 Wifi 的 200 倍，而 1 個需要接受資料包的裝置如果每 1 小時更新一次，一年的總費用是 0.09 美元。相比之下，使用例如 AT&T 這樣的大型訊號服務商的總費用約是 36 美元。另一方面，DePIN 在其他方面的成本也有所降低，包括人力成本、廠房成本、運維成本等都由於其去中心化的特性而幾乎不再存在。本質上來說，DePIN 的輕資產模式是對傳統 ICT 行業重資產模式的一種破壞式創新。
但是，硬幣的另一邊則是不穩定性和安全風險。一個完全 permissionless 且依靠代幣激勵對節點進行管理的硬體網路，至少到目前為止只是一種理想化的構想。在實際應用上，可能會碰到方方面面的問題：代幣浮動導致的收支不平衡而最終達到「關機價」，引發死亡螺旋；單個節點的不專業性導致的誤操作，引發故障；節點作惡行為、駭客問題等等。因此，要解決這些問題對於專案方團隊的業務能力有較高要求，同時也需要整體區塊鏈基礎設施的進一步完善。可以預見的是，不同級別的需求對應不同級別的服務商，有高安全性和穩定性需求的業務採用中心化大服務商，而高頻次低要求的資料服務需求則可以採用 DePIN。換句話來說，DePIN 的意義就如同 DEX 對於傳統金融的意義一樣。
閒置資源再利用
DePIN 可以將分散的閒置資源集中起來並提供給最需要、最有價值的業務。這個話題實際上非常有趣，因為閒置資源再利用可以說是創造了額外的市場和價值，同時又可以帶動個人產生額外的收入。從目前主流的 DePIN 專案來看，收集的閒置資源主要是四塊：硬碟儲存空間、通訊流量、GPU 算力、能源。但是理論上來說，我們可以想象未來更多的類似閒置資源是可以被集中再利用的，例如攝像頭、螢幕、腦力等等。這實際上是數字資訊領域的一次全球化共享經濟嘗試，其本質與金融領域的閒置資金理財和運輸領域的閒置車輛租賃異曲同工。
但這種閒置資源再利用的模式是否是未來經濟發展的必要性因素？閒置的 GPU、硬碟空間或 WiFi 的確在非正常使用或工作的時間是閒置的，但是完全覆蓋所有硬體的滿負荷工作是我們未來希望形成的一種狀態嗎？這些其實是更深層次的倫理問題。一方面來說，這種大範圍的共享經濟模式建立的基礎是信用，因此代幣激勵的設計上由任何的差錯都會導致小部分人利用漏洞來獲益，受到損失的則是大部分參與者和使用者。另一方面來說，大規模的接入硬體介面會帶來各方面隱私性的降低和資料洩露問題。因此，在現有的基建環境下，DePIN 並不適用於所有人都參與，其市場規模的上限也相較非數字資訊領域的共享經濟要低。
區域性效能
區域性效能指的是透過分散式的硬體可以提供相比中心化硬體服務商更高的短時效能，主要場景是遊戲渲染和計算。這一特點目前還沒有被證實且大規模應用，但是仍然值得我們去思考其意義。目前的多人鏈遊場景下，當成規模的使用者同時線上時需要呼叫公共 RPC 節點來進行智慧合約讀取等執行層面的任務，而當節點進入過載狀態時就會造成延遲甚至是宕機。這個問題本身是區塊鏈規模化應用的一個技術壁壘，而目前也有一些針對性的舉措，例如 Altlayer 採用的執行環境租用，L2s，gamefi 專用伺服器等。而一些 DePIN 專案也在嘗試透過密度更高的硬體網路來解決這樣的問題。以 exaBITS 為例，當其雲端計算硬體佈局的密度足夠廣之後，就可以針對遊戲玩家所在的地理位置即時呼叫就近的伺服器，從而將成千上萬玩家的計算或渲染需求以更平均的方式釋出並解決。同理，當 GPU 渲染或 AI 計算等大規模計算需求產生時，在 DePIN 網路中相應的一批硬體也可以短時滿足需求。從理論角度來說，DePIN 所鋪設的高密度、分散化的硬體可以即時滿足短時高計算量的任務需求，從而形成區域性的效能提升。當然，這只是一種理想狀態下的假設，專業遊戲伺服器的分佈程度可能達到一定的廣度就可以滿足全球玩家的需求，而 DePIN 這種綜合性計算硬體所帶來的遊戲體驗也並不一定就比想象中的好。無論如何，DePIN 給我們帶來的想象空間是巨大的，未來更大的冰山會逐漸浮出水面。
賽道縱覽
DePIN 賽道是一個特殊的賽道，一方面是因為這個賽道的範圍非常廣泛，另一方面因為很多相似或類似的專案都可以大致歸類為 DePIN。本文以 Messari 的 DePIN Sector Map 為基礎，用更加詳細和立體的拆分邏輯試圖將這個賽道描述的更加清晰。
圖 4
生態位維度
首先，DePIN 賽道里最重要的一個分類維度是：區塊鏈網路自身的一部分和利用區塊鏈技術來實現新業務這兩個維度，而這個維度是 Messari 報告中沒有提及的。區塊鏈網路生態中有兩個部分是可以被 DePIN 採用並最佳化的，一部分是資料儲存、呼叫、歸檔，一部分是 L3 擴容的可能性。在資料儲存部分，以 Filecoin 和 Arweave 為代表的獨立儲存層已經成為了主流正規化，而這類專案所構建的去中心化儲存節點就是一種 DePIN 形式。另一部分是一些嘗試透過租用外部通訊網路或 GPU 網路來提升效能的 L3 層，這些 L3 層更偏向於定製化的解決某個具體問題，但是在解決問題的過程中的確呼叫了區塊鏈網路外部的硬體設施，所以也可以歸類為 DePIN。這兩種 DePIN 的專案是為了解決一個或多個區塊鏈生態自身的需求的，也可以說是區塊鏈底層網路的組成部分。而另一個維度則是建立在底層區塊鏈網路之上，採用 Blockchain as a Service 的方式構建的新業務，例如物聯網、雲端計算、能源儲存、交通資料、地理和天氣資料、圖片和影片處理等，這一類專案都是以區塊鏈作為協調和管理網路來連線硬體設施提供方和需求方的模式，是第二類維度。
裝置維度
其次，DePIN 賽道可以拆分出裝置的維度。整體上來看，目前 DePIN 裡涉及到的硬體裝置以 PC 或手機自帶的硬碟、資料庫、伺服器、通訊訊號、GPU 為主，而不同類別的感測器和專案定製的硬體則是另一塊市場。以 Helium 為主的定製化硬體模式曾經一度風靡全球，而如今卻陷入到飽受質疑的漩渦。根據@Liron 爆料的資料，Helium 在 2022 年 6 月的資料服務端收入僅為 6500 美元，但是全球佈局的熱點卻高達 90 萬個，這種提供商和使用者需求的巨大不平衡也導致 HNT 代幣的價值一路下滑（既然沒有額外的收入來源，只能透過代幣激勵的減少來維持平衡）。Helium 的硬體產品和理念是沒有問題的，問題的核心在於：定製化硬體模式涉及到上游生產商，上游生產商的利益目標是售賣更多的裝置，而 Helium 平臺的利益目標也是某種程度上透過售賣裝置和註冊賺取費用，在沒有外來收入的情況下，只能由現有的裝置購買者或新的裝置購買者來輸血，這完全違背了 DePIN 網路的初衷。目前，Helium 在嘗試建立一個可以相容第三方無線網路（5 G, WiFI, CDN, VPN) 的「network of networks」,但目前的效果未知。
從 Helium 的案例可以看出，定製化硬體這種偏重的模式一旦在佈局和發展節奏上把握不好，就會造成死亡螺旋。另一些比較有創新性的裝置包括 Spexigon 的無人機拍攝、Geodnet 的空間氣象站等，都充滿了想象力。但是在考量這些專案的成功機率時，我們應該重點關注幾個指標： 1. 購買硬體的成本和回本週期，專案方是賣硬體為主還是提供服務為主？ 2. 是否有確鑿的、已經在合作的服務購買商在使用該網路？ 3. 硬體本身是否與家庭環境匹配且不消耗過高的資源？
領域維度
最後，DePIN 賽道還可以從領域的維度來拆分，也就是具體提供什麼型別的服務。以 Helium 為主的物聯網和無限通訊領域是一塊，以 GPU 渲染和影片轉碼為主的 GPU 領域是一塊，以各類感測器為主的 real-life 資料、影像收集是一塊。Hivemapper 以行車記錄儀為硬體裝置建立地圖資料的更新機制，Spexigon 以無人機攝像頭為硬體裝置建立高畫質、立體圖片庫，而 DIMO 則是以汽車為硬體裝置建立一套車聯網資訊系統。這些專案都有一個共同的特性：需求量未知。在目前較完善的 web2 生態中，一些諸如地圖、照片拍攝、汽車資訊等都可以被非常多的 web2 產品部分替代或完全替代，而這些專案唯一的優勢就是使用者可以獲得代幣激勵。代幣激勵不是 web3 的全部，DePIN 時代的意義就是透過硬體設施將現實生活與 web3 連線起來從而讓 web3 更好地與人們的生活結合，而真正讓 DePIN 的需求爆發可能仍需等待更好的時機。
最新進展與潛在問題
為了充分了解 DePIN 專案的發展現狀，我們從兩個最頭部的專案——Helium 和 Render Network 的最新進展和社羣反響進行分析，並試圖找出潛在的發展瓶頸。
Helium
Helium 在 2021-2022 年就完成了超過 3 億美元的融資，並且在早期的裝置銷售還一度達到 FOMO 的情緒。截止目前（2023 年 5 月），Helium 在全球已經部署了 46 萬個熱點，網路覆蓋了 192 個國家和 77, 000 個城市，並且每天還在不斷新增熱點。然而就是在如此完美的開局之後，Helium 的社羣口碑卻高開低走，完成了從「一機難求」到「低價賤賣」的劇情反轉。其中出現的主要問題包括：
1. 礦工收入問題。均價 500 美元左右的礦機目前的 HNT 收入在 20 美元 / 月左右，收益和成本極度不平衡。當然在 Helium 遷移到 Solana 並轉換了新的 IOT 代幣收入後，一些礦工的情況略有改觀，但仍然離預期差距較大（如圖 5 所示）。根據 Heliumtracker.io 最新的資料統計，近期的平均每個 hotspot 單日收入在 0.2 美元左右，而 5 G 網路的 $MOBILE 單日平均收入在 3.6 美元左右，不過 5 G 網路的熱點覆蓋需要更高的要求。
圖 5
2. 專業礦工入場不佔優勢。要運營一個成熟的礦工網路不僅需要普通愛好者，也需要專業的礦工團隊參與。而 Helium 的 Proof of Coverage 機制需要保證熱點之間保持 500-1000 米的距離，也就是對密集部署不友好，這也導致了專業礦工團隊傳統的密集部署礦機的模式無法在 helium 專案中發揮優勢。
3.Helium 在今年 4 月 20 日遷移至 Solana 網路，從此轉變成了一個偏向於應用層網路的專案。然而 Solana 本身的口碑和 FTX 暴雷事件都變相給 Helium 帶來的負面影響，而 Helium 放棄 L1 層網路建設的發展方向也讓一些社羣骨幹脫粉。從 Helium 的官推來看，遷移帶來的好處是交易費用降低，市場整合能力更強，開發語言變換吸引更多的開發者（原來是冷門的 Erlang)，但是最大的問題就是降低了 Helium 網路獨特的吸引力，從 L1 級別的專案轉變成一個 Solana 的生態專案。
從目前的最新社羣反饋來看，這次遷移給普通參與者帶來了諸多的技術問題，例如 IOT 到 HNT 的轉換，收不到獎勵等問題，這對於新使用者參與和老使用者留存都是不利的因素。總的來說，Helium 是 DePIN 賽道的先行者，也曾經一度引發較高的熱度和潛在的正規化革命，但以 Helium 目前的運營狀況來看還無法驗證 DePIN 的未來價值。
Render Network
Render Network 的母公司 OTOY 是渲染軟體的頭部專案，其 web2 產品 Octane 已經被包括迪士尼、音樂製作人等電影和音樂領域的專案所採用。而 Render Network 的專案理念是為未來的元宇宙提供更高數量級的去中心化渲染支援。從需求的角度來說，Render Network 對於未來元宇宙中一切需要渲染的專案（dynamic NFT, metaverse gaming ) 是提供剛需的，而 Helium 更像是主動在創造需求。如圖 6 所示，Render Network 在 2021 年和 2022 年完成了 600 萬和 940 萬次的 Frames，並且 $RNDR 在其中也不斷流轉。
圖 6
從近期的專案動態來看，專案方做出的調整都是有利於專案的長期發展的：
1. RNP-001 提案透過了前文提到的 BME 代幣模型，對於代幣的流通性和供給 – 需求平衡性上帶來大幅提升，雖然只是理論上的經濟模型最佳化，但從 $RNDR 的價格走勢來看對於社羣信心的提振還是有較大影響力的。
2. RNP-002 提案透過了遷移至 Solana 的決定，並闡釋了主要的考量點：開發者社羣、TPS、流動性、交易費用、程式語言、智慧合約整合性等，這個提案也是從專案未來的擴容能力考慮，最終獲得了 99.26% 的投票。在 RNP-002 提案透過後，社羣滿意度和代幣價格都正向提升（代幣價格兩天內漲了 43% ），也證明了 Render Network 與社羣間良好的關係。
3. RNP-003 提案透過了 Render Network Foundation 對於未來發展所需要的團隊擴張和 Grants 的代幣使用權利，這個提案也獲得了高達 99.9% 的投票透過率。Render Network 在確保參與者獲得足夠獎勵的同時徵用一部分新產出的代幣用來發展專案生態，對於專案長期的生態建設是符合社羣利益的。
總的來說，Render Network 既有 OTOY 這樣業界經驗豐富的母公司支援，又有符合 web3 精神的基金會和代幣機制，同時也能平衡專案發展與社羣利益並與社羣之間的關係維護良好，可以被認為是目前 DePIN 賽道的標杆專案。
總結
DePIN 賽道是一個既可以是「新瓶裝舊酒」的賽道，又可以是完全突破產業邊界的想象力賽道。基於去中心化儲存和計算的硬體網路仍然是整個 web3 生態的重要底層基礎設施，同時也能為應用層提供成本更低的後端設計。而以 GPU 和感測器為主的硬體設施網路則在嘗試建立全新的服務租用與撮合市場。
在未來，值得我們關注的重點方向包括：
1. 泛娛樂 DePIN
以 Gopro 和 AR 眼鏡等可穿戴硬體組成的泛娛樂 DePIN 網路是一個具有想象力的賽道。娛樂升級的本質是體驗升級，而基於 DePIN 的泛娛樂網路不僅可以提升娛樂的沉浸式參與度（供應層），也可以帶來更立體和動態的娛樂方式（需求層）。這裡面會涉及到的產業包括體育、直播、遊戲、媒體等，如何將 DePIN 與這些領域結合起來並打造正向飛輪的模式值得我們期待。
2. Real-world 資料
DePIN 給社會帶來的價值離不開資料要素的運用。從目前的發展趨勢來看，感測器作為 real-world 資料輸入與輸出的埠已經形成了與氣象資料、運動資料、影象資料的互動機制，而未來更多型別的資料可以透過更多的方式被捕獲。另外，一些 real-world 資料是難以透過中心化系統來捕捉的，DePIN 去中心化的性質可以更有效地捕捉那些分散卻重要的資料，而這些資料的儲存、使用、轉化等後續流程又會逐步衍生出一條完整的產業鏈，因此其市場規模的想象力空間較大。
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