Brève introduction à DePIN

Qu’est-ce que DePIN ?

DePIN désigne un ensemble d’infrastructures physiques qui s’appuie sur un réseau de nœuds. Tout le monde peut contribuer au lancement du réseau et recevoir des récompenses en contrepartie. Ce concept propose une nouvelle approche des entreprises traditionnelles : il permet aux organisations de démarrer par elles-mêmes, de se développer et de récompenser leurs utilisateurs sans dépendre d’un capital initial ni être contrôlées par de grandes entreprises.

Les DePIN se répartissent en deux grandes catégories :

1. Réseaux de ressources physiques (PRN)
2. Réseaux de ressources numériques (DRN)

Réseaux de ressources physiques

Les réseaux de ressources physiques sont des réseaux décentralisés de ressources matérielles, notamment d’équipements liés à la connectivité, à la mobilité et à l’énergie. Ces ressources sont propres à un emplacement et ne sont pas facilement transférables.

Réseaux de ressources numériques

Dans les réseaux de ressources numériques, les fournisseurs apportent des ressources numériques telles que de la puissance de calcul, de la bande passante partagée et des capacités de stockage. Ces ressources ne sont pas liées à un emplacement particulier.

En résumé, les PRN sont des réseaux de ressources physiques qui fournissent des systèmes matériels pour la connectivité et la distribution d’énergie, tandis que les DRN fournissent des ressources réseau telles que du calcul, de la bande passante et du stockage cloud.

Exemple de DePIN

L’exemple du torrent permet de mieux comprendre DePIN.

Le torrent consiste à envoyer et à télécharger des fichiers à l’aide du réseau BitTorrent. Il s’est largement popularisé dans les années 2010, lorsque les internautes l’utilisaient pour télécharger des films, des jeux et même des logiciels. Son principal avantage réside dans ses vitesses de téléchargement plus élevées. Il est encore utilisé aujourd’hui, même si d’autres solutions permettent désormais de télécharger facilement de la musique, des films, etc. Mais comment les torrents ont-ils atteint de telles vitesses de téléchargement ? La réponse est DePIN. 

BitTorrent est l’un des premiers protocoles décentralisés de partage de fichiers. Dans ce protocole, un réseau d’ordinateurs fournit les données. Vous pouvez télécharger des données depuis l’ordinateur d’une personne située à proximité, ce qui permet d’obtenir une faible latence. 

Supposons que vous souhaitiez télécharger un film de 4 Go. Une personne du réseau possède déjà ce film sur son ordinateur. Elle est appelée seed ou seeder. Elle commence par créer un fichier torrent du film contenant les informations pertinentes, comme son nom, sa taille, son emplacement et ses sous-fichiers. Elle publie ensuite ce fichier torrent sur le Web. Imaginons maintenant que quatre utilisateurs à proximité souhaitent télécharger le même film. Le seeder divise le film en quatre parties de 1 Go et en envoie une à chacun. 

Ces utilisateurs deviennent à leur tour des seeders et s’envoient mutuellement la partie de 1 Go qu’ils possèdent. Chacun peut ainsi recevoir l’intégralité du fichier en plusieurs parties, puis les réassembler. 

C’est précisément le principe d’un réseau physique décentralisé (DePIN) : un réseau de nœuds, c’est-à-dire d’appareils ou d’ordinateurs, qui s’entraident. Toutefois, un aspect important de DePIN est l’« incitation », que nous allons approfondir dans la section suivante.

Quel est le rôle de la blockchain dans DePIN ?

Pour que DePIN fonctionne, il faut un ensemble distribué de nœuds ou de réseaux. Les systèmes distribués comportent des nœuds situés à différents endroits physiques. Leur principale différence tient à l’endroit où les décisions sont prises et à la manière dont elles sont réparties entre les différents nœuds du système. Certains systèmes centralisent la prise de décision, tandis que d’autres, comme les blockchains, la décentralisent. Les blockchains sont un type particulier de système décentralisé qui utilise généralement des mécanismes de consensus pour prendre des décisions. La blockchain permet de mettre en œuvre un modèle décentralisé, sans autorisation et incitatif pour les réseaux distribués. 

La tokenisation permet d’offrir de meilleures récompenses aux utilisateurs. Comme nous l’avons vu, le torrent réduit la latence de téléchargement grâce à une approche décentralisée qui répartit les données entre plusieurs seeders. Il présente toutefois un défaut que j’ai délibérément omis jusqu’ici. Certains utilisateurs sont appelés leechers : ils se déconnectent du torrent dès qu’ils disposent d’une copie complète du fichier recherché. Reprenons notre exemple de téléchargement d’un film. Au moment où chaque personne reçoit 1 Go, si l’une d’elles ferme le torrent et quitte le réseau, la latence augmente, ce qui allonge la durée du téléchargement. Grâce à la nature dynamique du torrent, le téléchargement ne s’arrête pas, mais sa latence augmente. C’est ce qu’on appelle le leeching. Le leeching consiste à télécharger plus de données qu’on n’en envoie, autrement dit à prendre sans partager, ce qui finit par tuer un torrent.

Comment résoudre ce problème ? En proposant une incitation : les utilisateurs reçoivent des tokens lorsqu’ils permettent à d’autres personnes d’utiliser leurs ressources inutilisées. C’est là que DePIN intervient. Il récompense les utilisateurs qui contribuent au réseau, ce qui augmente les chances de les fidéliser. Leur contribution peut prendre la forme de données ou de services. 

Outre la tokenisation, les smart contracts permettent de répartir l’autorité et la gestion dans l’ensemble d’un réseau, au lieu de les concentrer entre les mains d’une seule organisation. Prenons une application DePIN comme un réseau énergétique décentralisé. Dans ce modèle, les logements individuels équipés de panneaux solaires peuvent produire de l’électricité et vendre directement leur surplus au réseau ou à leurs voisins, sans passer par un fournisseur d’énergie centralisé. Chaque transaction, qu’elle concerne la production, la consommation ou la vente d’énergie, est enregistrée sur une blockchain, ce qui garantit la transparence et la confiance entre les parties. Lorsque certains critères sont remplis, par exemple lorsqu’un surplus d’énergie peut être vendu, les smart contracts exécutent automatiquement les transactions. Ils garantissent ainsi l’efficacité et la fiabilité de la distribution d’énergie.

Cas d’usage de DePIN

Les DePIN couvrent différents domaines, comme les télécommunications pour un accès résilient à Internet, le stockage pour une gestion sécurisée et distribuée des données, ainsi que les services de calcul pour exploiter les ressources inutilisées.

Télécommunications et réseaux sans fil

Un réseau de télécommunication est un ensemble d’appareils interconnectés, par exemple des ordinateurs, des téléphones ou des routeurs, qui permettent d’envoyer et de recevoir à distance des informations telles que de la voix, des données ou de la vidéo. Prenons un réseau de télécommunication. Des antennes réparties dans le monde entier fournissent des services spécifiques liés à l’information. Leur installation coûte cher et nécessite une maintenance continue. Grâce à DePIN, tout le monde peut rejoindre le réseau et installer un petit appareil à son domicile. Les personnes qui passent dans cette zone peuvent alors profiter de ces services. Le même concept permet également de créer un réseau Wi-Fi décentralisé.  

Helium

Helium est le plus grand projet DePIN. Grâce à son protocole ouvert et innovant, tout le monde peut véritablement devenir un opérateur radio commercial, étendre la couverture sans fil de son quartier et être rémunéré pour son travail. Le réseau Helium utilise un algorithme de consensus unique appelé « preuve de couverture » (PoC) pour vérifier que les hotspots déclarent fidèlement leur emplacement, leur configuration et la couverture sans fil qu’ils créent. La preuve de couverture incite les opérateurs à déployer des hotspots dans les zones mal desservies et à déclarer précisément leurs déploiements, afin que les utilisateurs du réseau Helium puissent savoir où la couverture est susceptible d’être disponible. Helium se distingue par son vaste réseau de hotspots LoRaWAN, qui lui permet de couvrir une zone plus étendue sans nécessiter de grandes antennes.

Helium fonctionne sur Solana et s’appuie sur son token natif, HNT, qui joue un rôle essentiel dans le fonctionnement du réseau. Il sert à acheter les « Data Credits » nécessaires aux transferts de données. Le réseau propose deux services principaux : 

• Le réseau Helium IoT, qui fournit une connectivité aux appareils IoT via les $IOT minés par les hotspots LoRaWAN
• Le réseau Helium 5G, qui associe des opérateurs à grande échelle à des hotspots 5G communautaires et dont les incitations reposent sur les tokens $MOBILE 

WiFi Dabba

WiFi Dabba est un autre exemple qui cible les besoins des consommateurs indiens en matière de Wi-Fi. Le projet se distingue en se concentrant d’abord sur la demande et en proposant des services payants en partenariat avec les opérateurs de câble locaux (LCO) partout en Inde. WiFi Dabba souhaite déployer le Wi-Fi dans les zones à forte densité de population, comme les immeubles résidentiels.

Cartographie

De grandes entreprises comme Google possèdent de vastes volumes de données cartographiques recueillies par différents moyens, notamment par leurs employés, leurs véhicules autonomes et les contributions des utilisateurs. Ces derniers peuvent publier des avis et indiquer des lieux sur Google Maps, contribuant ainsi à enrichir sa base de données. Toutefois, Google et d’autres grandes entreprises facturent aux professionnels des frais importants pour accéder à ces données et les utiliser.

DePIN propose une autre approche. En incitant des utilisateurs du monde entier à fournir des données cartographiques, DePIN crée un système qui récompense les contributions individuelles. Ce modèle présente plusieurs avantages :

1. Il garantit la mise à jour continue des cartes et apporte un regard neuf sans obliger les entreprises à cartographier physiquement le monde entier
2. Les résidents et les usagers réguliers peuvent rapidement signaler les travaux, les accidents, les fermetures de routes et les nouvelles voies
3. Les utilisateurs sont incités à ajouter des informations aux applications DePIN, car leurs contributions sont récompensées

Cette approche décentralisée pourrait créer un système cartographique plus dynamique, actualisé et démocratisé, tout en offrant des incitations économiques aux contributeurs.

Hivemapper

Hivemapper développe un réseau cartographique mondial qui utilise les caméras embarquées des véhicules pour recueillir des images haute résolution en 4K au niveau de la rue et créer des cartes actualisées sans autorisation. Régi par le token $HONEY, ce réseau dynamique rassemble plus de 50 000 contributeurs, des chauffeurs de VTC et livreurs aux passionnés, qui ont déjà cartographié plus de 25 % du monde. Hivemapper propose des caméras embarquées dont le prix varie de 300 à 650 dollars et récompense en tokens $HONEY les contributeurs qui partagent des images et des métadonnées.

Proto

Proto est un autre projet émergent. Il cherche à constituer sa base de données en se concentrant particulièrement sur l’Inde, notamment Mumbai et Bengaluru, grâce à une application simple d’utilisation qui récompense avec des tokens les utilisateurs fournissant des données. 

Capteurs

Un capteur est un appareil qui détecte et mesure des données physiques de son environnement, comme la température, la pression, la lumière, le son ou le mouvement, puis les convertit en un signal interprétable par une machine ou un humain. Les données issues de capteurs sont particulièrement utiles lorsque ceux-ci forment un réseau réparti entre différents emplacements, car elles renforcent la fiabilité des informations. Ces capteurs peuvent également communiquer entre eux et contribuer à établir des prévisions, notamment météorologiques.

Le partage des données météorologiques repose sur un réseau complexe d’entités publiques et privées, notamment des organisations qui exploitent différents réseaux de capteurs, développent des modèles météorologiques et fournissent des prévisions. WiHi ambitionne de devenir la plateforme unifiée reliant toutes ces entités afin de simplifier le partage de données, d’améliorer la précision des prévisions et de renforcer la surveillance du climat. Toute entité exploitant un capteur météorologique peut donc demander à fournir des données à WiHi. 

Onocoy

Onocoy cherche à améliorer la précision des données GPS grâce à la technologie de cinématique en temps réel (RTK). Bien que les satellites GPS permettent de déterminer efficacement une position, leur précision reste limitée. Pour l’améliorer, des capteurs supplémentaires comme la RTK utilisent des récepteurs terrestres afin de faire passer la précision du GPS de quelques mètres à quelques millimètres. Malgré leur coût relativement élevé, Onocoy encourage le déploiement de ces récepteurs RTK pour garantir une couverture robuste. Des données de positionnement de haute qualité sont précieuses pour des applications telles que la surveillance des déformations, l’agriculture, l’exploitation minière, les alertes en cas de catastrophe naturelle comme les tsunamis et les séismes, le positionnement des drones et des robots, ainsi que les véhicules autonomes. L’entreprise applique un système de double récompense : les clients paient les services en espèces, tandis que les contributeurs reçoivent des tokens $ONO, ce qui crée un réseau d’incitations alignées.

Calcul

Le cloud computing occupe aujourd’hui une place importante. Cette forme de calcul sur Internet fournit des ressources, des logiciels et des informations partagés à des ordinateurs et à d’autres appareils. Il est plus facile de déléguer des tâches à des serveurs cloud, mais cela a un coût. La plupart appartiennent à une entité centralisée. Récemment, Google Cloud a accidentellement supprimé les données de son client UniSuper. Heureusement, celui-ci disposait d’une sauvegarde chez un autre fournisseur. Mais ce n’est pas toujours le cas. 

En outre, une quantité gigantesque, et le mot est faible, de puissance de calcul est gaspillée. Une famille de classe moyenne composée de quatre personnes possède au moins cinq à huit appareils : téléphones portables, ordinateurs portables, PC, tablettes, réfrigérateurs intelligents, etc. Imaginez que vous puissiez laisser d’autres personnes utiliser la puissance de calcul inactive de ces appareils et être rémunéré en échange. Voilà tout le potentiel de DePIN. 

Dans un épisode de Silicon Valley, une célèbre série comique sur le monde de la technologie, le groupe pense qu’Anton, son serveur, n’a pas supporté la charge et est tombé en panne. Ses membres découvrent ensuite que le réseau fonctionne toujours. En examinant la situation, Gilfoyle, le créateur d’Anton, constate que le réfrigérateur intelligent sur lequel il avait installé le logiciel Pied Piper avait auparavant communiqué avec d’autres réfrigérateurs. Les données qu’ils pensaient perdues à jamais étaient hébergées sur 30 000 réfrigérateurs intelligents. En tant qu’appareils IoT, ces réfrigérateurs peuvent se connecter à Internet et stocker des données. Même si les aspects techniques de cette référence sont approximatifs, elle montre que la puissance de calcul de n’importe quel appareil peut être exploitée. Il existe également des ordinateurs zombies. Un ordinateur zombie est une machine compromise par un logiciel malveillant ou un pirate informatique, qui permet à une personne non autorisée de prendre le contrôle de l’appareil. Celle-ci peut alors utiliser l’appareil compromis à des fins malveillantes, à l’insu du propriétaire et sans son consentement. Ces deux exemples montrent bien que la puissance de calcul des appareils inutilisés peut être exploitée. 

La demande de puissance de calcul n’a jamais été aussi élevée. Toutefois, en raison de sa répartition inégale, les utilisateurs qui en ont besoin peinent à obtenir des machines. DePIN fonctionne comme une place de marché où les propriétaires de matériel peuvent louer leur puissance de calcul à ceux qui souhaitent l’exploiter.

Render

Render est un réseau de calcul bien établi, utilisé par les artistes 3D pour le rendu graphique de jeux et de films. Le réseau fournit de la puissance de calcul GPU pour le rendu. Les artistes peuvent y accéder en envoyant leurs fichiers et en choisissant une formule de rendu. Les mineurs peuvent louer la puissance inutilisée de leurs GPU et devenir des nœuds de rendu du réseau. Render propose également une suite logicielle appelée Octane, qui permet aux artistes de déléguer leurs tâches de rendu au réseau de GPU. Initialement basé sur Ethereum, Render a récemment migré vers Solana. Il propose désormais aussi des services d’IA/ML et de calcul spatial.

Akash

Akash, construit sur Cosmos, est l’un des leaders de cette catégorie. Il s’agit d’un réseau de calcul généraliste composé de CPU et de GPU. Basé sur Kubernetes, il offre une plateforme fiable pour héberger des applications, avec des performances élevées et des coûts réduits. 

Aethir

Aethir est une infrastructure cloud décentralisée construite sur Arbitrum. Elle sert d’intermédiaire entre les personnes qui souhaitent louer leurs GPU sous-utilisés et les particuliers ou entreprises qui en ont besoin pour entraîner des modèles d’IA destinés à l’industrie du jeu vidéo. 

Shaga

Les jeux vidéo nécessitent une puissance de traitement élevée. Nous connaissons tous le terme « lag » : les joueurs aiment l’employer lorsque leur connexion Internet est mauvaise, que leur appareil n’est pas assez puissant ou qu’ils sont simplement mauvais. Le lag est un problème majeur dans les jeux vidéo. En outre, le cloud gaming reste décevant en raison du coût élevé des services et des problèmes de latence liés à l’accès aux serveurs. Le cloud gaming est un type de jeu en ligne qui exécute les jeux vidéo sur des serveurs distants et diffuse directement leur sortie, notamment la vidéo et le son, sur l’appareil de l’utilisateur.

Shaga résout le problème de latence élevée du cloud gaming. Grâce à notre architecture pair-à-pair, la plateforme garantit une latence extrêmement faible et des performances élevées sur les appareils intelligents, tout en sécurisant la transmission des données. Elle transforme les PC de jeu individuels en nœuds situés plus près des joueurs.

Stockage

Le stockage cloud permet aux utilisateurs d’enregistrer leurs données dans un autre emplacement, accessible via l’Internet public ou une connexion réseau privée dédiée. En général, les services de stockage cloud comme Dropbox, Sync et Google Drive utilisent des fournisseurs de cloud centralisés tels qu’Amazon Web Services et Azure pour stocker leurs données. Cependant, le stockage centralisé présente un inconvénient majeur. Le stockage des données en un lieu central accorde un pouvoir considérable à l’hébergeur, qui peut notamment les divulguer à des tiers sans consentement. Il crée également un risque de perte de données en cas de panne matérielle ou réseau, ainsi qu’une vulnérabilité aux cyberattaques.

Le stockage décentralisé répartit les données entre plusieurs nœuds, ce qui renforce leur résistance aux points de défaillance uniques, aux cyberattaques et aux violations de données. DePIN permet en outre aux utilisateurs de proposer leurs ressources inutilisées et de gagner des tokens en fournissant du stockage. 

Au début, nous avons présenté BitTorrent comme l’un des premiers systèmes de partage de fichiers. Par la suite, BitTorrent est devenu un pionnier de la distribution décentralisée de fichiers. Le protocole a associé cette approche à l’adoption de la blockchain et à l’utilité du token BTT. Le token natif BTT remplit plusieurs fonctions au sein de cet écosystème. Il incite les utilisateurs à partager leur bande passante, ce qui améliore les performances du réseau. Il sert également de monnaie transactionnelle pour acheter de meilleures vitesses de téléchargement ou du contenu premium, tout en permettant d’interagir avec des dApps.

Filecoin

Filecoin est un réseau de stockage décentralisé qui permet aux utilisateurs de tirer parti de leur capacité inutilisée pour gagner des tokens FIL. Les participants au réseau Filecoin peuvent louer leur capacité de stockage disponible et recevoir des tokens FIL en contrepartie. Ces tokens servent ensuite à payer les services de stockage et de récupération du réseau.

ShdwDrive

ShdwDrive de GenesysGo est une autre approche construite sur Solana. Cette solution est destinée aux utilisateurs qui recherchent une plateforme comparable à Filecoin, mais exploite la puissance du calcul traditionnel et mobile pour réduire le coût du stockage de données de niveau professionnel dans les centres de données. Elle utilise le token natif $SHDW pour les transactions. ShdwDrive propose des services tels que l’hébergement Web, le stockage des historiques de réseaux sociaux, l’archivage, les jeux de données accessibles et des options de stockage personnel comparables à Google Drive. Synx est une solution de stockage cloud privé qui fonctionne avec ShdwDrive et dispose d’une application mobile et de bureau.

Arweave

Arweave (AR) propose une solution innovante dans le domaine du stockage décentralisé grâce au protocole Blockweave, conçu pour stocker les données de façon permanente et à faible coût. Contrairement aux méthodes de stockage traditionnelles, exposées à la perte de données et à la censure, l’approche d’Arweave garantit la disponibilité des données pour les générations futures. Les utilisateurs peuvent payer des frais uniques en tokens AR pour garantir le stockage indéfini de leurs données. Meta, la société mère d’Instagram, a intégré la technologie d’Arweave afin de stocker de manière permanente des objets de collection numériques, notamment des NFT, sur Instagram.

Storj

Storj se distingue par l’importance qu’il accorde à la sécurité et à la confidentialité. La solution chiffre et répartit les données sur un réseau de nœuds afin de garantir un niveau de protection élevé. Le token STORJ remplit deux fonctions au sein de cet écosystème : payer les services de stockage et récompenser les opérateurs de nœuds qui mettent leur espace de stockage inutilisé à la disposition du réseau.

Conclusion

DePIN est une nouvelle approche qui utilise les technologies numériques pour améliorer les réseaux physiques. En s’appuyant sur les principes de décentralisation permis par la blockchain, DePIN corrige certaines limites inhérentes aux systèmes traditionnels, comme le problème des leechers dans les torrents. Il ouvre également la voie à des mécanismes plus efficaces, transparents et rémunérateurs pour les participants dans de nombreux secteurs. DePIN se trouve à l’avant-garde des solutions innovantes apportées à des problèmes complexes, de l’amélioration des télécommunications et du stockage des données à la transformation de la distribution d’énergie. Alors que l’écosystème prospère déjà avec plus de 650 projets dans différents domaines, il est clair que l’aventure DePIN ne fait que commencer. La transition vers un monde plus décentralisé, sécurisé et efficace n’est pas seulement possible : elle est déjà en cours. Elle laisse entrevoir un avenir où la technologie permettra à chacun de contribuer à un réseau collectif et interconnecté, tout en profitant de ses avantages.

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Ressources

• État de Solana DePIN en 2024 par Superteam
• État de DePIN en 2023 par Messari
• Réseau décentralisé d’infrastructures physiques : présentation de DePIN
• Comment fonctionne uTorrent ? ‍