Uma breve introdução à DePIN

O que é DePIN?

DePIN é um conjunto de infraestruturas físicas que utiliza uma rede de nós. Ela permite que qualquer pessoa inicialize a rede e receba recompensas por isso. Esse conceito oferece uma nova abordagem aos negócios tradicionais, permitindo que organizações comecem por conta própria, cresçam e incentivem seus usuários sem depender de capital inicial nem ficar sob o controle de grandes corporações.

As DePINs são classificadas em dois tipos principais:

1. Redes de Recursos Físicos (PRNs)
2. Redes de Recursos Digitais (DRNs)

Redes de Recursos Físicos

As Redes de Recursos Físicos são redes descentralizadas de recursos físicos, como hardware relacionado a conectividade, mobilidade e energia. Esses recursos são específicos de uma localização e não podem ser transferidos facilmente.

Redes de Recursos Digitais

As Redes de Recursos Digitais envolvem provedores que contribuem com recursos digitais, como poder computacional, largura de banda compartilhada e instalações de armazenamento. Esses recursos não estão vinculados a uma localização específica.

Em resumo, PRNs são redes de recursos físicos que fornecem sistemas de hardware para conectividade e distribuição de energia, enquanto DRNs oferecem recursos de rede como computação, largura de banda e armazenamento em nuvem.

Exemplo de DePIN

Podemos entender melhor a DePIN usando torrents como exemplo.

O uso de torrents consiste em enviar e baixar arquivos pela rede BitTorrent. Ele se popularizou amplamente na década de 2010, quando as pessoas o usavam para baixar filmes, jogos e até softwares. A vantagem é que oferece velocidades de download mais altas. Ele ainda é usado hoje, mas surgiram outras alternativas para baixar músicas, filmes etc. sem complicações. Mas como os torrents alcançaram velocidades de download mais altas? A resposta é DePIN. 

O BitTorrent é um dos primeiros protocolos descentralizados de compartilhamento de arquivos. Nesse protocolo, uma rede de computadores fornece os dados. Você pode baixar dados do computador de outra pessoa que esteja por perto, o que permite alcançar baixa latência. 

Digamos que você queira baixar um filme de 4GB. Haverá alguém na rede que já tem esse filme no computador. Essas pessoas são chamadas de seeds/seeders. Primeiro, elas criarão um arquivo torrent do filme contendo informações relevantes, como nome, tamanho, localização e subarquivos. Depois, enviarão esse arquivo torrent para a web. Agora, considere que quatro usuários próximos queiram baixar o mesmo filme. O seeder dividirá o filme em quatro partes de 1GB e enviará uma parte para cada um. 

Agora, eles também se tornarão seeders e enviarão uns aos outros o 1GB que possuem. Dessa forma, cada pessoa pode receber o arquivo completo em partes e reorganizá-lo. 

É exatamente com isso que uma Rede Física Descentralizada (DePIN) se relaciona: uma rede de nós (dispositivos/computadores) que se ajudam. No entanto, um aspecto importante da DePIN é a “incentivação”, que exploraremos em mais detalhes na próxima seção.

Qual é o papel da blockchain na DePIN?

Para a DePIN funcionar, precisamos de um conjunto distribuído de nós/redes. Sistemas distribuídos têm nós em diferentes locais físicos. A principal diferença está em onde a decisão é tomada e como ela é distribuída entre os vários nós do sistema. Alguns sistemas têm decisões centralizadas, enquanto outros, como as blockchains, têm decisões descentralizadas. Blockchains são um tipo específico de sistema descentralizado que normalmente usa mecanismos de consenso para tomar decisões. Com blockchain, podemos implementar um modelo descentralizado, sem permissão e com incentivos para redes distribuídas. 

A tokenização permite oferecer mais benefícios para recompensar os usuários. Como vimos, os torrents reduzem a latência de download ao adotar uma abordagem de rede descentralizada que divide os dados entre vários seeders. No entanto, há uma falha nos torrents que omiti de propósito anteriormente. Existem os chamados leechers: usuários que se desconectam do torrent assim que obtêm a cópia completa do arquivo desejado. Vamos retomar nosso exemplo anterior de download de um filme. Na etapa em que cada pessoa recebe 1GB, se uma delas fechar o torrent e sair da rede, a latência aumentará, resultando em downloads mais demorados. Devido à natureza dinâmica dos torrents, o download não será interrompido, mas a latência aumentará. Isso é chamado de leeching. Leeching ocorre quando alguém baixa mais dados do que envia (obtém sem compartilhar), o que acaba matando um torrent.

Como resolver esse problema? Oferecendo incentivos: você recompensa os usuários com tokens por permitirem que outras pessoas usem seus recursos ociosos. É aí que entra a DePIN. Ela recompensa os usuários que contribuem com a rede, aumentando as chances de reter os colaboradores. A contribuição pode ser feita na forma de dados ou serviços. 

Além da tokenização, contratos inteligentes podem distribuir a autoridade e a gestão por toda a rede, em vez de concentrá-las nas mãos de uma única organização. Considere uma aplicação DePIN, como uma rede elétrica descentralizada. Nessa configuração, casas individuais com energia solar podem gerar eletricidade e vender a energia excedente diretamente para a rede ou para vizinhos, sem precisar de uma concessionária centralizada. Toda transação — seja de produção, consumo ou venda de energia — é registrada em uma blockchain, garantindo transparência e confiança entre as partes. Quando critérios específicos são atendidos, como a disponibilidade de energia excedente para venda, contratos inteligentes executam essas transações automaticamente, garantindo eficiência e confiabilidade na distribuição de energia.

Casos de uso da DePIN

As DePINs abrangem diversos setores, como telecomunicações para acesso resiliente à internet, armazenamento de dados para uma gestão segura e distribuída e serviços computacionais para aproveitar recursos ociosos.

Telecomunicações e redes sem fio

Uma rede de telecomunicações é um grupo de dispositivos interconectados (por exemplo, computadores, telefones ou roteadores) que permite enviar e receber informações (como voz, dados ou vídeo) a distância. Considere uma rede de telecomunicações. Há antenas em todo o mundo que fornecem serviços específicos relacionados à informação. O custo de implantação é alto, e a manutenção contínua é necessária. Com a DePIN, qualquer pessoa pode entrar na rede e instalar um pequeno dispositivo em casa. Pessoas que passam por essa área podem aproveitar os serviços. Da mesma forma, uma rede WiFi descentralizada pode ser formada usando o mesmo conceito.  

Helium

A Helium é o maior projeto DePIN. Seu protocolo inovador e aberto permite que qualquer pessoa realmente se torne uma operadora comercial de rádio, amplie a cobertura sem fio do seu bairro e receba por seu trabalho. A Helium Network usa um algoritmo de consenso exclusivo chamado "Prova de Cobertura" (PoC) para verificar se os hotspots representam com precisão sua localização, configuração e a cobertura sem fio que criam. A Prova de Cobertura incentiva os operadores a implantar hotspots em áreas com cobertura insuficiente e informar corretamente suas implantações, para que os usuários da Helium Network possam ver onde provavelmente haverá cobertura disponível.  O diferencial da Helium é usar uma rede com uma enorme quantidade de hotspots LoRaWAN, cobrindo uma área maior sem a necessidade de antenas grandes.

A Helium opera na Solana e é impulsionada por seu token nativo, HNT, que é essencial para a operação da rede, pois é usado para comprar 'Créditos de Dados' necessários para transferências de dados. A rede oferece dois serviços principais: 

• A Helium IoT Network, que fornece conectividade para dispositivos IoT por meio de $IOT minerado por hotspots LoRaWAN
• A Helium 5G Network, que integra operadoras de grande escala a hotspots 5G comunitários e é incentivada por meio de tokens $MOBILE 

WiFi Dabba

Outro exemplo é a WiFi Dabba, que atende às necessidades de WiFi dos consumidores na Índia. Ela se diferencia ao priorizar inicialmente a demanda e oferecer serviços pagos por meio de parcerias com Operadoras Locais de TV a Cabo (LCOs) em toda a Índia. A WiFi Dabba pretende implantar WiFi em áreas com alta densidade de consumidores, como edifícios residenciais.

Mapeamento

Grandes empresas como o Google têm uma enorme quantidade de dados de mapeamento coletados por diversos meios, incluindo funcionários, carros autônomos e contribuições de usuários. Os usuários podem adicionar avaliações e marcar lugares no Google Maps, contribuindo para seu abrangente banco de dados. No entanto, o Google e outras grandes empresas cobram taxas significativas das empresas para acessar e usar esses dados.

A DePIN oferece uma abordagem alternativa. Ao incentivar usuários do mundo todo a contribuir com dados de mapeamento, a DePIN cria um sistema em que as pessoas são recompensadas por suas contribuições. Esse modelo oferece várias vantagens:

1. Ele garante que os mapas sejam atualizados continuamente, oferecendo uma perspectiva recente sem que as empresas precisem mapear fisicamente o mundo inteiro
2. Moradores locais e usuários frequentes podem contribuir rapidamente com atualizações sobre obras, acidentes, bloqueios e novas vias
3. Os usuários são motivados a adicionar informações aos aplicativos DePIN porque recebem recompensas por suas contribuições

Essa abordagem descentralizada pode criar um sistema de mapeamento mais dinâmico, atualizado e democratizado, além de oferecer incentivos econômicos aos colaboradores.

Hivemapper

A Hivemapper é pioneira em uma rede global de mapeamento que utiliza câmeras veiculares para coletar imagens em alta resolução (4K no nível da rua), criando mapas atualizados e sem permissão. Governada pelo token $HONEY, essa rede dinâmica conta com mais de 50.000 colaboradores, incluindo motoristas de aplicativos de transporte e entrega e entusiastas, que já mapearam mais de 25% do mundo. A Hivemapper oferece câmeras veiculares que custam de US$ 300 a US$ 650 e recompensa os colaboradores com tokens $HONEY pelo compartilhamento de imagens e metadados.

Proto

Outro projeto emergente é o Proto, que se concentra em construir seu banco de dados com ênfase especial na Índia, especificamente em Mumbai e Bengaluru, por meio de um aplicativo fácil de usar que recompensa os colaboradores com tokens pelo envio de dados. 

Sensores

Um sensor é um dispositivo que detecta e mede estímulos físicos do ambiente, como temperatura, pressão, luz, som ou movimento, e os converte em um sinal que uma máquina ou pessoa pode interpretar. Os dados de sensores são úteis quando se considera uma rede de sensores distribuídos por diferentes locais, pois tornam as informações mais confiáveis. Além disso, esses sensores podem se comunicar e ajudar a fazer previsões, como as meteorológicas.

O compartilhamento de dados meteorológicos envolve uma rede sofisticada de entidades públicas e privadas, incluindo organizações que operam várias redes de sensores, desenvolvem modelos meteorológicos e fornecem previsões. A WiHi pretende atuar como uma plataforma unificada que conecta todas essas entidades, simplificando o compartilhamento de dados, aumentando a precisão das previsões e melhorando o monitoramento climático. Isso significa que qualquer entidade que opere um sensor meteorológico pode solicitar a contribuição de dados para a WiHi. 

Onocoy

A Onocoy trabalha para melhorar a precisão dos dados de GPS usando a tecnologia de Cinemática em Tempo Real (RTK). Embora os satélites de GPS sejam eficazes para determinar a localização, eles não oferecem alta precisão. Para aumentar a precisão, são usados sensores adicionais, como RTK, que empregam receptores terrestres para aprimorar a precisão do GPS de metros para milímetros. A Onocoy incentiva a implantação desses receptores RTK, apesar de serem relativamente caros, para garantir uma cobertura robusta. Dados de posicionamento de alta qualidade são valiosos para aplicações como monitoramento de deformações, agricultura, mineração, alertas de desastres naturais (tsunamis/terremotos), posicionamento de drones/robôs e veículos autônomos. A empresa opera com um sistema duplo de recompensas: os clientes pagam pelos serviços em dinheiro, enquanto os colaboradores são remunerados com tokens $ONO, criando uma rede de incentivos alinhados.

Computação

A computação em nuvem é muito relevante atualmente. É uma forma de computação baseada na internet em que recursos, softwares e informações compartilhados são fornecidos a computadores e outros dispositivos. Terceirizar tarefas para servidores em nuvem é mais acessível. Ainda assim, há um custo. A maioria deles pertence a uma entidade central. Recentemente, o Google Cloud excluiu acidentalmente os dados de sua cliente UniSuper. Por sorte, a empresa tinha um backup com outro provedor. Mas nem sempre esse será o caso. 

Além disso, uma quantidade gigantesca — e isso é pouco — de poder computacional está sendo desperdiçada. Considere que uma família de classe média com quatro pessoas terá pelo menos de cinco a oito dispositivos: celulares, notebooks, PCs, tablets, geladeiras inteligentes etc. Imagine permitir que outras pessoas usem o poder computacional ocioso desses dispositivos e ganhar com isso. Esse é o poder da DePIN. 

Em um episódio de Silicon Valley, uma famosa série de comédia sobre tecnologia, o grupo pensou que Anton (o servidor deles) não havia suportado a carga e tinha morrido. Mais tarde, perceberam que a rede ainda estava ativa; ao investigar, Gilfoyle (que havia criado Anton) descobriu que a geladeira inteligente na qual ele instalara o software (Pied Piper) já tinha se comunicado com outras geladeiras. Os dados que eles achavam que estavam perdidos para sempre estavam hospedados em 30.000 geladeiras inteligentes. Geladeiras inteligentes, por serem dispositivos IOT, podem se conectar à internet e armazenar dados. Embora os aspectos técnicos dessa referência sejam confusos, ela demonstra que o poder computacional de qualquer dispositivo pode ser aproveitado. Da mesma forma, existem computadores zumbis. Um computador zumbi é um computador comprometido por malware ou por um hacker, permitindo que uma pessoa não autorizada assuma o controle do dispositivo. Isso permite usar o dispositivo comprometido para fins maliciosos sem o conhecimento ou consentimento do proprietário. Os dois exemplos mostram corretamente que dispositivos ociosos podem ter seu poder computacional aproveitado. 

A demanda por poder computacional está em seu maior nível histórico. No entanto, devido à distribuição desigual, os usuários que buscam poder computacional têm dificuldade para obter máquinas. A DePIN atua como um marketplace no qual proprietários de hardware podem emprestar poder computacional a usuários interessados em utilizá-lo.

Render

A Render é uma rede de computação consolidada, usada por artistas 3D para renderização gráfica em jogos e filmes. A rede oferece poder computacional de GPU para renderização, que os artistas podem acessar enviando arquivos e escolhendo planos de renderização. Mineradores podem alugar o poder computacional ocioso de suas GPUs para se tornarem nós de renderização na rede. Ela também oferece um pacote de software chamado Octane, que permite aos artistas terceirizar suas tarefas de renderização para a rede de GPUs. Originalmente baseada na Ethereum, a Render migrou recentemente para a Solana. Além disso, a Render agora também inclui serviços de AI/ML e computação espacial.

Akash

A Akash, criada na Cosmos, é líder nessa categoria. Ela funciona como uma rede de computação generalizada de CPUs/GPUs. Construída sobre Kubernetes, oferece uma plataforma confiável para hospedar aplicações, garantindo alto desempenho e custos menores. 

Aethir

A Aethir é uma infraestrutura de nuvem descentralizada criada na Arbitrum. Ela atua como intermediária entre pessoas que querem alugar suas GPUs subutilizadas e pessoas ou empresas que precisam delas para treinar modelos de AI para o setor de jogos. 

Shaga

Jogos exigem um alto nível de poder de processamento. Estamos familiarizados com o termo “lag”; jogadores gostam de usar essa palavra quando a conexão com a internet está ruim, o dispositivo não é potente o suficiente ou eles jogam mal. O lag é um problema nos jogos. Além disso, os jogos em nuvem têm apresentado desempenho abaixo do esperado devido ao alto custo dos serviços e a problemas de latência no acesso aos servidores. Jogos em nuvem são um tipo de jogo online que executa videogames em servidores remotos e transmite a saída do jogo (vídeo, som etc.) diretamente para o dispositivo do usuário.

A Shaga resolve o problema de alta latência dos jogos em nuvem. Ela garante latência ultrabaixa e jogos de alto desempenho em dispositivos inteligentes, além de proteger a transmissão de dados por meio da nossa arquitetura peer-to-peer. Ela transforma PCs individuais de jogos em nós mais próximos dos jogadores.

Armazenamento

O armazenamento em nuvem permite que os usuários salvem dados em outro local, que pode ser acessado pela internet pública ou por uma conexão dedicada de rede privada. Normalmente, serviços de armazenamento em nuvem como Dropbox, Sync e Google Drive usam provedores centralizados de nuvem, como Amazon Web Services e Azure, para armazenar seus dados. No entanto, o armazenamento centralizado tem uma grande desvantagem. Armazenar dados em um local central concede um poder significativo ao provedor, como a capacidade de divulgar dados a terceiros sem consentimento, além do risco de perda de dados por falhas de hardware ou rede e da vulnerabilidade a ataques cibernéticos.

O armazenamento descentralizado distribui os dados por vários nós, tornando-os mais resistentes a pontos únicos de falha, ataques cibernéticos e vazamentos de dados. A DePIN também permite que usuários ofereçam seus recursos ociosos e ganhem tokens ao fornecer armazenamento. 

No início, falamos do BitTorrent como um dos primeiros sistemas de compartilhamento de arquivos. Mais tarde, o BitTorrent se tornou pioneiro na distribuição descentralizada de arquivos. Ele combinou essa abordagem com a adoção da tecnologia blockchain e a utilidade do token BTT. O token nativo BTT desempenha várias funções nesse ecossistema. Ele incentiva os usuários a compartilhar largura de banda, o que melhora o desempenho da rede. Também atua como moeda transacional para comprar velocidades de download maiores ou conteúdo premium, permitindo a interação com dApps.

Filecoin

A Filecoin é uma rede de armazenamento descentralizada que permite aos usuários aproveitar seu armazenamento ocioso para ganhar tokens FIL. Os participantes da rede Filecoin podem alugar sua capacidade de armazenamento excedente e receber tokens FIL como remuneração. Esses tokens são usados para pagar pelos serviços de armazenamento e recuperação da rede.

ShdwDrive

A ShdwDrive, da GenesysGo, é uma abordagem alternativa construída na Solana. Ela foi criada para usuários que buscam uma plataforma semelhante à Filecoin, mas aproveita a computação tradicional e móvel de alto desempenho para reduzir os custos de armazenamento em data centers de nível empresarial. Ela utiliza o token nativo $SHDW para transações. A ShdwDrive oferece serviços como hospedagem web, armazenamento de históricos de redes sociais, armazenamento para arquivamento, conjuntos de dados acessíveis e opções de armazenamento pessoal semelhantes ao Google Drive. A Synx é uma solução de armazenamento em nuvem privada que funciona com a ShdwDrive e conta com aplicativos para dispositivos móveis e computadores.

Arweave

A Arweave (AR) oferece uma solução inovadora no setor de armazenamento descentralizado ao apresentar o protocolo Blockweave, projetado para o armazenamento permanente de dados a baixo custo. Diferentemente dos métodos tradicionais de armazenamento, sujeitos à perda de dados e à censura, a abordagem da Arweave garante a disponibilidade dos dados para as gerações futuras. Os usuários podem usar o token AR para pagar uma única taxa e garantir o armazenamento dos dados por tempo indeterminado. A Meta, empresa controladora do Instagram, integrou a tecnologia da Arweave para armazenar permanentemente itens colecionáveis digitais, incluindo NFTs, no Instagram.

Storj

A Storj se destaca pela ênfase em segurança e privacidade. Ela criptografa e distribui os dados por uma rede de nós, garantindo um alto nível de proteção. O token STORJ tem duas funções nesse ecossistema: pagar pelos serviços de armazenamento e recompensar os operadores de nós por disponibilizarem seu espaço de armazenamento ocioso à rede.

Conclusão

A DePIN é uma nova abordagem para usar tecnologias digitais a fim de melhorar redes físicas. Ao aproveitar os princípios de descentralização por meio da tecnologia blockchain, a DePIN não apenas resolve algumas das limitações inerentes aos sistemas tradicionais, como o problema dos leechers em torrents, mas também abre caminho para mecanismos mais eficientes, transparentes e capazes de recompensar os participantes em vários setores. A DePIN está na vanguarda das soluções inovadoras para desafios complexos, desde a melhoria das telecomunicações e do armazenamento de dados até a revolução na distribuição de energia. Como vemos o ecossistema prosperar com mais de 650 projetos em diferentes áreas, fica claro que a jornada da DePIN está apenas começando. O movimento em direção a um mundo mais descentralizado, seguro e eficiente não é apenas possível: ele já está em andamento, prometendo um futuro em que a tecnologia permita que todos contribuam com uma rede coletiva e interconectada e se beneficiem dela.

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Recursos

• Estado da DePIN na Solana em 2024 pela Superteam
• Estado da DePIN em 2023 pela Messari
• Rede de Infraestrutura Física Descentralizada — explicação sobre DePIN
• Como o uTorrent funciona? ‍