引言
DePIN 是Decentralized Physical Infrastructure Networks 的簡稱，顧名思義也就是「去中心化的網絡硬件基礎設施」。實際上這種去中心化的硬件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件網絡，而web2 世界的電網管理系統也涵蓋一定的去中心化硬件設施理念。
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，通過代幣激勵的方式，以無需許可、無需信任和可編程的形式來協調多個個體單位的物理硬件設施。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件所組成的一個網絡，而這個網絡可用來服務於某些具體的項目。
從廣義上來看，DePIN 涵蓋的範圍實際上非常廣。PoW 礦機就是維持區塊鍊網絡運營的硬件設施，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鍊網絡之上提供具體服務的硬件網絡，而不是區塊鍊網絡本身。從另一個角度來看，整個web3 世界都是構架在DePIN 網絡之上的，因為每一個節點的運營都是基於個體單位租用各自的服務器來實現的。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：非區塊鍊網絡本身所涵蓋的，提供額外toB 或toC 的服務的，但是用區塊鍊網絡來管理和協調的，硬件設施所形成的網絡。
圖 1
如圖1 所示，整個DePIN 縱向生態鏈相比一般web3 項目要更為複雜。在上游裡，項目方需要考慮硬件設備的製造商選擇，特別是涉及到高精尖的傳感設備和芯片的項目，需要在成本、質量、規模化生產等角度選擇適合的合作夥伴。在中游裡，項目方需要考慮硬件設備的使用場景以及與相應第三方服務商/ 載體的集成，這就對用戶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用戶的使用成本整體偏高。在下游裡，項目方更要結合項目需要建立相應的集成平台並且設計符合飛輪效應的經濟模型，這對項目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 項目是一個更加複雜、綜合性更強的web3 項目。
DePIN 的核心機制
一個DePIN 網絡構建的基礎機制是個體硬件單位通過出租硬件所提供的服務來獲得回報。而將這個機制形成一種全球網絡狀的去中心化網絡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。這種機製本身已經與傳統的硬件行業產生了差別，傳統的中心化硬件服務商往往需要一筆較大的前期資金來採買或建設硬件設施，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項目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，用戶、提供商、平台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，平台可以基於供給雙方的數據設計一次性獎勵、Staking APR 等參數來做到動態平衡。
圖 2
舉個例子來說，Render Network 是一個去中心化的GPU 渲染服務撮合平台，將執行渲染作業的用戶與具有空閒GPU 的用戶鏈接起來。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 用戶分為3 個層級，3 個層級根據GPU 渲染速度的不同來區分。100RNDR 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100RNDR token 使用1 個RTX 2070 顯卡50-100 小時或者使用10 個RTX 2070 顯卡5-10 小時，這就是一個最簡單的初始代幣激勵模型。在通過早期的用戶積累之後，Render Network 就逐漸開始進入第4 步，也就是平台進一步優化和維持代幣收益平衡點。在優化上，Render Network 主要從可規模化的角度出發，例如降低排隊時間的優化算法、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 月投票通過了Burn-and Mint Equilibrium (BME) 模型。
圖 3
這個模型的本質是用戶在購買GPU 渲染服務時通過RNDR token 購買，然後所用的token 在任務完成後被銷毀，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毀的代幣和新鑄造的代幣之間的算法來調整平衡度，整個商業模式也從簡單的C2C 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（鏈接），Filecoin 和Arweave 這樣的去中心化存儲平台相比Amazon S3 的存儲價格可以便宜幾十倍到上百倍，而helium 提供的熱點信號和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 個需要接受數據包的設備如果每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 這樣的大型信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件網絡，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、黑客問題等等。因此，要解決這些問題對於項目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，而高頻次低要求的數據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 項目來看，收集的閒置資源主要是四塊：硬盤存儲空間、通信流量、GPU 算力、能源。但是理論上來說，我們可以想像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、屏幕、腦力等等。這實際上是數字信息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、硬盤空間或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件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緻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用戶。另一方面來說，大規模的接入硬件接口會帶來各方面隱私性的降低和數據洩露問題。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信息領域的共享經濟要低。
區域性效能
區域性效能指的是通過分佈式的硬件可以提供相比中心化硬件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，當成規模的用戶同時在線時需要調用公共RPC 節點來進行智能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 專用服務器等。而一些DePIN 項目也在嘗試通過密度更高的硬件網絡來解決這樣的問題。以exaBITS 為例，當其云計算硬件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調用就近的服務器，從而將成千上萬玩家的計算或渲染需求以更平均的方式發布並解決。同理，當GPU 渲染或AI 計算等大規模計算需求產生時，在DePIN 網絡中相應的一批硬件也可以短時滿足需求。從理論角度來說，DePIN 所鋪設的高密度、分散化的硬件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，專業遊戲服務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 這種綜合性計算硬件所帶來的遊戲體驗也並不一定就比想像中的好。無論如何，DePIN 給我們帶來的想像空間是巨大的，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項目都可以大致歸類為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 賽道裡最重要的一個分類維度是：區塊鍊網絡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。區塊鍊網絡生態中有兩個部分是可以被DePIN 採用並優化的，一部分是數據存儲、調用、歸檔，一部分是L3 擴容的可能性。在數據存儲部分，以Filecoin 和Arweave 為代表的獨立存儲層已經成為了主流範式，而這類項目所構建的去中心化存儲節點就是一種DePIN 形式。另一部分是一些嘗試通過租用外部通信網絡或GPU 網絡來提升效能的L3 層，這些L3 層更偏向於定制化的解決某個具體問題，但是在解決問題的過程中的確調用了區塊鍊網絡外部的硬件設施，所以也可以歸類為DePIN。這兩種DePIN 的項目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絡的組成部分。而另一個維度則是建立在底層區塊鍊網絡之上，採用Blockchain as a Service 的方式構建的新業務，例如物聯網、雲計算、能源存儲、交通數據、地理和天氣數據、圖片和視頻處理等，這一類項目都是以區塊鏈作為協調和管理網絡來連接硬件設施提供方和需求方的模式，是第二類維度。
設備維度
其次，DePIN 賽道可以拆分出設備的維度。整體上來看，目前DePIN 裡涉及到的硬件設備以PC 或手機自帶的硬盤、數據庫、服務器、通信信號、GPU 為主，而不同類別的傳感器和項目定制的硬件則是另一塊市場。以Helium 為主的定制化硬件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 爆料的數據，Helium 在2022 年6 月的數據服務端收入僅為6500 美元，但是全球佈局的熱點卻高達90 萬個，這種提供商和用戶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，只能通過代幣激勵的減少來維持平衡）。Helium 的硬件產品和理念是沒有問題的，問題的核心在於：定制化硬件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設備，而Helium 平台的利益目標也是某種程度上通過售賣設備和註冊賺取費用，在沒有外來收入的情況下，只能由現有的設備購買者或新的設備購買者來輸血，這完全違背了DePIN 網絡的初衷。目前，Helium 在嘗試建立一個可以兼容第三方無線網絡（5G, WiFI, CDN, VPN) 的「network of networks」,但目前的效果未知。
從Helium 的案例可以看出，定制化硬件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設備包括Spexigon 的無人機拍攝、Geodnet 的空間氣象站等，都充滿了想像力。但是在考量這些項目的成功概率時，我們應該重點關注幾個指標：1. 購買硬件的成本和回本週期，項目方是賣硬件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絡？3. 硬件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類型的服務。以Helium 為主的物聯網和無限通信領域是一塊，以GPU 渲染和視頻轉碼為主的GPU 領域是一塊，以各類傳感器為主的real-life 數據、影像收集是一塊。Hivemapper 以行車記錄儀為硬件設備建立地圖數據的更新機制，Spexigon 以無人機攝像頭為硬件設備建立高清、立體圖片庫，而DIMO 則是以汽車為硬件設備建立一套車聯網信息系統。這些項目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、汽車信息等都可以被非常多的web2 產品部分替代或完全替代，而這些項目唯一的優勢就是用戶可以獲得代幣激勵。代幣激勵不是web3 的全部，DePIN 時代的意義就是通過硬件設施將現實生活與web3 連接起來從而讓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 項目的發展現狀，我們從兩個最頭部的項目——Helium 和Render Network 的最新進展和社區反響進行分析，並試圖找出潛在的發展瓶頸。
氦
Helium 在2021-2022 年就完成了超過3 億美元的融資，並且在早期的設備銷售還一度達到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，網絡覆蓋了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 的社區口碑卻高開低走，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 最新的數據統計，近期的平均每個hotspot 單日收入在0.2 美元左右，而5G 網絡的$MOBILE 單日平均收入在3.6 美元左右，不過5G 網絡的熱點覆蓋需要更高的要求。
圖 5
2. 專業礦工入場不佔優勢。要運營一個成熟的礦工網絡不僅需要普通愛好者，也需要專業的礦工團隊參與。而Helium 的Proof of Coverage 機制需要保證熱點之間保持500-1000 米的距離，也就是對密集部署不友好，這也導致了專業礦工團隊傳統的密集部署礦機的模式無法在helium 項目中發揮優勢。
3.Helium 在今年4 月20 日遷移至Solana 網絡，從此轉變成了一個偏向於應用層網絡的項目。然而Solana 本身的口碑和FTX 暴雷事件都變相給Helium 帶來的負面影響，而Helium 放棄L1 層網絡建設的發展方向也讓一些社區骨幹脫粉。從Helium 的官推來看，遷移帶來的好處是交易費用降低，市場整合能力更強，開發語言變換吸引更多的開發者（原來是冷門的Erlang)，但是最大的問題就是降低了Helium 網絡獨特的吸引力，從L1 級別的項目轉變成一個Solana 的生態項目。
從目前的最新社區反饋來看，這次遷移給普通參與者帶來了諸多的技術問題，例如IOT 到HNT 的轉換，收不到獎勵等問題，這對於新用戶參與和老用戶留存都是不利的因素。總的來說，Helium 是DePIN 賽道的先行者，也曾經一度引發較高的熱度和潛在的範式革命，但以Helium 目前的運營狀況來看還無法驗證DePIN 的未來價值。
渲染網絡
Render Network 的母公司OTOY 是渲染軟件的頭部項目，其web2 產品Octane 已經被包括迪士尼、音樂製作人等電影和音樂領域的項目所採用。而Render Network 的項目理念是為未來的元宇宙提供更高數量級的去中心化渲染支持。從需求的角度來說，Render Network 對於未來元宇宙中一切需要渲染的項目（dynamic NFT, metaverse gaming ) 是提供剛需的，而Helium 更像是主動在創造需求。如圖6 所示，Render Network 在2021 年和2022 年完成了600 萬和940 萬次的Frames，並且$RNDR 在其中也不斷流轉。
圖 6
從近期的項目動態來看，項目方做出的調整都是有利於項目的長期發展的：
1. RNP-001 提案通過了前文提到的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優化，但從$RNDR 的價格走勢來看對於社區信心的提振還是有較大影響力的。
2. RNP-002 提案通過了遷移至Solana 的決定，並闡釋了主要的考量點：開發者社區、TPS、流動性、交易費用、編程語言、智能合約整合性等，這個提案也是從項目未來的擴容能力考慮，最終獲得了99.26% 的投票。在RNP-002 提案通過後，社區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 與社區間良好的關係。
3. RNP-003 提案通過了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% 的投票通過率。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項目生態，對於項目長期的生態建設是符合社區利益的。
總的來說，Render Network 既有OTOY 這樣業界經驗豐富的母公司支持，又有符合web3 精神的基金會和代幣機制，同時也能平衡項目發展與社區利益並與社區之間的關係維護良好，可以被認為是目前DePIN 賽道的標杆項目。
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像力賽道。基於去中心化存儲和計算的硬件網絡仍然是整個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 和傳感器為主的硬件設施網絡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 眼鏡等可穿戴硬件組成的泛娛樂DePIN 網絡是一個具有想像力的賽道。娛樂升級的本質是體驗升級，而基於DePIN 的泛娛樂網絡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 數據
DePIN 給社會帶來的價值離不開數據要素的運用。從目前的發展趨勢來看，傳感器作為real-world 數據輸入與輸出的端口已經形成了與氣象數據、運動數據、圖像數據的交互機制，而未來更多類型的數據可以通過更多的方式被捕獲。另外，一些real-world 數據是難以通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數據，而這些數據的存儲、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像力空間較大。
