Краткое введение в DePIN

Что такое DePIN?

DePIN — это совокупность физической инфраструктуры, которая использует сеть нод. Любой пользователь может запустить такую сеть и получать за это вознаграждение. Эта концепция предлагает новый подход к традиционному бизнесу: организации могут самостоятельно запускаться, развиваться и поощрять пользователей, не завися от первоначального капитала и контроля крупных корпораций.

DePIN делятся на два основных типа:

1. Сети физических ресурсов (PRN)
2. Сети цифровых ресурсов (DRN)

Сети физических ресурсов

Сети физических ресурсов — это децентрализованные сети физических ресурсов, например оборудования для связи, мобильности и энергетики. Эти ресурсы привязаны к конкретному месту, и их сложно перемещать.

Сети цифровых ресурсов

В сетях цифровых ресурсов поставщики предоставляют цифровые ресурсы: вычислительную мощность, общую пропускную способность и хранилища. Эти ресурсы не привязаны к конкретному месту.

Итак, PRN — это сети физических ресурсов, предоставляющие оборудование для связи и распределения энергии. DRN предоставляют сетевые ресурсы, включая вычислительные мощности, пропускную способность и облачные хранилища.

Пример DePIN

Чтобы лучше понять DePIN, рассмотрим торренты.

Торрентинг — это загрузка и скачивание файлов через сеть BitTorrent. Он получил широкую популярность в 2010-х годах: пользователи скачивали фильмы, игры и даже программы. Его преимущество — более высокая скорость скачивания. Торренты используют и сегодня, хотя появились и другие удобные способы скачивать музыку, фильмы и прочий контент. Но как торренты обеспечивают такую скорость? Ответ — DePIN. 

BitTorrent — один из первых децентрализованных протоколов для обмена файлами. В нем данные предоставляет сеть компьютеров. Вы можете скачивать данные с расположенного поблизости чужого компьютера, что обеспечивает низкую задержку. 

Допустим, вы хотите скачать фильм размером 4 ГБ. У кого-то в сети этот фильм уже есть на компьютере. Таких пользователей называют сидами, или сидерами. Сначала сидер создает торрент-файл фильма с необходимой информацией: названием, размером, расположением и списком файлов. Затем он загружает торрент-файл в интернет. Теперь представим, что тот же фильм хотят скачать четыре пользователя поблизости. Сидер разделит фильм на четыре части по 1 ГБ и отправит каждому по одной части. 

Теперь они тоже станут сидерами и отправят друг другу имеющиеся у них части по 1 ГБ. Так каждый пользователь сможет получить весь файл по частям и собрать его. 

Именно это лежит в основе децентрализованной физической сети (DePIN): сеть нод (устройств или компьютеров), которые помогают друг другу. Однако важная особенность DePIN — «стимулирование». Его мы подробнее рассмотрим в следующем разделе.

Какую роль блокчейн играет в DePIN?

Для работы DePIN нужен распределенный набор нод или сетей. В распределенных системах ноды находятся в разных физических точках. Главное различие заключается в том, где принимаются решения и как они распределяются между нодами системы. В одних системах решения принимаются централизованно, а в других, например в блокчейнах, — децентрализованно. Блокчейны — это особый тип децентрализованных систем, которые обычно используют механизмы консенсуса для принятия решений. С помощью блокчейна можно реализовать децентрализованную модель распределенной сети без разрешений и с вознаграждениями. 

Токенизация позволяет эффективнее вознаграждать пользователей. Как мы увидели, торренты сокращают задержку скачивания благодаря децентрализованной сети, которая распределяет данные между несколькими сидерами. Однако у торрентов есть один недостаток, о котором мы намеренно не упомянули ранее. Существуют личеры — пользователи, которые отключаются от торрента сразу после получения полной копии нужного файла. Вернемся к примеру со скачиванием фильма. Если на этапе, когда каждый получил по 1 ГБ, один из пользователей закроет торрент и выйдет из сети, задержка вырастет, а скачивание займет больше времени. Из-за динамической природы торрентов загрузка не остановится, но задержка увеличится. Это называется личингом. При личинге пользователь скачивает больше данных, чем отдает, то есть забирает их, не делясь. В конечном итоге это уничтожает торрент.

Как решить эту проблему? Нужно создать стимул: вознаграждать пользователей токенами за то, что они позволяют другим использовать свои незадействованные ресурсы. Здесь и появляется DePIN. Система вознаграждает пользователей за вклад в сеть, повышая вероятность того, что они продолжат участвовать. Вкладом могут быть данные или услуги. 

Помимо токенизации, смарт-контракты позволяют распределить полномочия и управление по всей сети, а не сосредотачивать их в руках одной организации. Рассмотрим приложение DePIN, например децентрализованную энергосеть. В такой системе отдельные дома с солнечными панелями могут вырабатывать электричество и продавать излишки напрямую энергосети или соседям без участия централизованного поставщика. Каждая транзакция — производство, потребление или продажа энергии — записывается в блокчейн, обеспечивая прозрачность и доверие между сторонами. Когда выполняются заданные условия, например появляется излишек энергии для продажи, смарт-контракты автоматически проводят транзакции. Это обеспечивает эффективное и надежное распределение энергии.

Сценарии применения DePIN

DePIN охватывают разные области: телекоммуникации для устойчивого доступа в интернет, хранилища для безопасного распределенного управления данными и вычислительные сервисы для использования незадействованных ресурсов.

Телекоммуникации и беспроводные сети

Телекоммуникационная сеть — это группа взаимосвязанных устройств, например компьютеров, телефонов или маршрутизаторов, которые позволяют передавать и получать на расстоянии голос, данные или видео. Рассмотрим такую сеть. По всему миру установлены антенны, предоставляющие различные информационные услуги. Их развертывание стоит дорого, а оборудование требует постоянного обслуживания. Благодаря DePIN любой пользователь может присоединиться к сети и установить небольшое устройство у себя дома. Люди, которые окажутся поблизости, смогут пользоваться его услугами. По тому же принципу можно создать децентрализованную сеть WiFi.  

Helium

Helium — крупнейший проект DePIN. Благодаря инновационному открытому протоколу любой пользователь действительно может стать коммерческим радиооператором, обеспечить беспроводное покрытие в своем районе и получать вознаграждение за работу. Helium Network использует уникальный алгоритм консенсуса под названием «Proof-of-Coverage» (PoC). Он проверяет, правильно ли точки доступа указывают свое расположение, конфигурацию и создаваемое беспроводное покрытие. Proof-of-Coverage стимулирует операторов устанавливать точки доступа в районах с недостаточным покрытием и точно сообщать об их размещении. Благодаря этому пользователи Helium Network видят, где, вероятнее всего, доступна связь.  Особенность Helium — сеть из огромного количества точек доступа LoRaWAN. Они охватывают большую территорию без крупных антенн.

Helium работает на Solana и использует собственный токен HNT. Он необходим для работы сети, поскольку за него приобретают Data Credits, нужные для передачи данных. Сеть предлагает две основные услуги: 

• Helium IoT Network обеспечивает подключение устройств IoT с помощью $IOT, добываемых точками доступа LoRaWAN
• Helium 5G Network объединяет крупных операторов с общественными точками доступа 5G и стимулируется токенами $MOBILE 

WiFi Dabba

Другой пример — WiFi Dabba, ориентированный на потребности пользователей WiFi в Индии. Проект отличается тем, что сначала сосредоточился на спросе и стал предлагать платные услуги в сотрудничестве с местными кабельными операторами (LCO) по всей Индии. WiFi Dabba планирует развертывать WiFi в местах с высокой плотностью пользователей, например в жилых домах.

Картография

У таких крупных компаний, как Google, есть огромные объемы картографических данных, собранных разными способами: сотрудниками, беспилотными автомобилями и пользователями. Пользователи могут оставлять отзывы и отмечать места в Google Maps, пополняя обширную базу данных. Однако Google и другие крупные компании взимают с организаций значительную плату за доступ к этим данным и их использование.

DePIN предлагает альтернативный подход. Система стимулирует пользователей по всему миру предоставлять картографические данные и вознаграждает их за вклад. У этой модели есть несколько преимуществ:

1. Карты постоянно обновляются и остаются актуальными, а компаниям не нужно самостоятельно картографировать весь мир
2. Местные жители и постоянные пользователи могут быстро добавлять сведения о строительстве, авариях, перекрытиях и новых дорогах
3. Пользователи мотивированы добавлять информацию в приложения DePIN, поскольку получают вознаграждение за вклад

Такой децентрализованный подход может создать более динамичную, актуальную и демократичную картографическую систему, одновременно предоставляя участникам экономические стимулы.

Hivemapper

Hivemapper создает глобальную картографическую сеть, которая использует автомобильные видеорегистраторы для съемки улиц в высоком разрешении 4K. Это позволяет создавать актуальные карты без разрешений. Эта динамичная сеть, управляемая токеном $HONEY, насчитывает более 50 000 участников: от водителей такси и курьеров до энтузиастов. Они уже нанесли на карту более 25% мира. Hivemapper предлагает видеорегистраторы стоимостью от 300 до 650 долларов и вознаграждает участников токенами $HONEY за предоставление видеозаписей и метаданных.

Proto

Еще один развивающийся проект — Proto. Он создает базу данных с особым акцентом на Индию, в частности на Мумбаи и Бангалор. В удобном приложении участники получают токены за предоставленные данные. 

Датчики

Датчик — это устройство, которое обнаруживает и измеряет физические параметры окружающей среды, например температуру, давление, свет, звук или движение, а затем преобразует их в сигнал, понятный машине или человеку. Данные особенно полезны, когда датчики образуют сеть и находятся в разных местах: это повышает надежность информации. Кроме того, датчики могут обмениваться данными и помогать строить прогнозы, например прогнозировать климат.

Обмен метеорологическими данными обеспечивается сложной сетью государственных и частных организаций. Они управляют различными сетями датчиков, разрабатывают погодные модели и составляют прогнозы. WiHi стремится стать единой платформой, которая свяжет все эти организации, упростит обмен данными, повысит точность прогнозов и улучшит мониторинг климата. Любая организация, управляющая метеорологическим датчиком, может подать заявку на передачу данных в WiHi. 

Onocoy

Onocoy повышает точность данных GPS с помощью технологии кинематики реального времени (RTK). Спутники GPS эффективно определяют местоположение, но не обеспечивают высокой точности. Ее повышают дополнительные датчики, такие как RTK. Они используют наземные приемники и улучшают точность GPS с нескольких метров до миллиметров. Onocoy стимулирует развертывание таких приемников RTK, несмотря на их относительно высокую стоимость, чтобы обеспечить надежное покрытие. Высокоточные данные позиционирования полезны для мониторинга деформаций, сельского хозяйства, добычи полезных ископаемых, предупреждения о стихийных бедствиях (цунами и землетрясениях), позиционирования дронов и роботов, а также автономного транспорта. Компания использует двойную систему вознаграждений: клиенты платят за услуги деньгами, а участники получают токены $ONO. Это формирует сеть с согласованными стимулами.

Вычисления

Сегодня облачные вычисления особенно актуальны. Это форма вычислений через интернет, при которой компьютеры и другие устройства получают доступ к общим ресурсам, программам и информации. Передавать задачи облачным серверам удобнее, но это стоит денег. Большинство серверов принадлежит централизованным организациям. Недавно Google Cloud случайно удалил данные своего клиента UniSuper. К счастью, у клиента была резервная копия у другого поставщика. Но так бывает не всегда. 

Кроме того, впустую пропадает колоссальный — и это еще мягко сказано — объем вычислительной мощности. В семье среднего класса из четырех человек будет как минимум 5–8 устройств: мобильные телефоны, ноутбуки, ПК, планшеты, умные холодильники и так далее. Представьте, что вы позволяете другим использовать простаивающие вычислительные мощности этих устройств и получаете за это вознаграждение. В этом и заключается сила DePIN. 

В одном из эпизодов известного технологического ситкома Silicon Valley герои решили, что Anton, их сервер, не выдержал нагрузки и отключился. Позже они поняли, что сеть все еще работает. Изучив ситуацию, Gilfoyle, создавший Anton, обнаружил, что умный холодильник с установленным им программным обеспечением Pied Piper ранее связывался с другими холодильниками. Данные, которые герои считали навсегда потерянными, хранились на 30 000 умных холодильников. Умные холодильники относятся к устройствам IOT, поэтому могут подключаться к интернету и хранить данные. Хотя технические детали этого примера спорны, он показывает, что вычислительную мощность любого устройства можно использовать. Существуют и компьютеры-зомби. Компьютер-зомби — это устройство, зараженное вредоносной программой или взломанное хакером, из-за чего посторонний получает над ним контроль. Злоумышленник может использовать устройство во вредоносных целях без ведома и согласия владельца. Оба примера верно показывают, что простаивающие устройства можно задействовать ради их вычислительной мощности. 

Спрос на вычислительные мощности достиг рекордного уровня. Однако из-за неравномерного распределения пользователям сложно получить нужное оборудование. DePIN выступает в роли торговой площадки, где владельцы оборудования могут предоставлять вычислительные мощности тем, кому они нужны.

Render

Render — развитая вычислительная сеть, которую 3D-художники используют для рендеринга графики в играх и фильмах. Сеть предоставляет вычислительную мощность GPU для рендеринга. Художники получают к ней доступ, загружая файлы и выбирая тарифный план. Майнеры могут сдавать в аренду незадействованные мощности GPU и становиться нодами рендеринга в сети. Проект также предлагает художникам программный комплекс Octane, через который можно передавать задачи рендеринга сети GPU. Изначально Render работал на Ethereum, но недавно перешел на Solana. Кроме того, теперь Render предоставляет услуги AI/ML и пространственных вычислений.

Akash

Akash, построенный на Cosmos, — один из лидеров этой категории. Это универсальная вычислительная сеть CPU и GPU. Она построена на Kubernetes и предлагает надежную платформу для размещения приложений, обеспечивая высокую производительность и снижение затрат. 

Aethir

Aethir — децентрализованная облачная инфраструктура, построенная на Arbitrum. Она выступает посредником между владельцами незадействованных GPU и людьми или компаниями, которым эти мощности нужны для обучения моделей AI для игровой индустрии. 

Shaga

Для игр нужна высокая вычислительная мощность. Всем знаком термин «лаг»: игроки любят вспоминать его, когда соединение с интернетом нестабильно, устройство недостаточно мощное или они просто плохо играют. Лаги — серьезная проблема в играх. Кроме того, облачный гейминг пока не оправдывает ожиданий из-за высокой стоимости услуг и задержек при доступе к серверам. Облачный гейминг — это вид онлайн-игр, при котором видеоигра запускается на удаленном сервере, а ее результат — видео, звук и прочее — транслируется прямо на устройство пользователя.

Shaga решает проблему высокой задержки в облачном гейминге. Решение обеспечивает сверхнизкую задержку и высокую производительность игр на умных устройствах, а также защищает передачу данных с помощью одноранговой архитектуры. Оно превращает отдельные игровые ПК в ноды, расположенные ближе к игрокам.

Хранение данных

Облачное хранилище позволяет сохранять данные в другом месте и получать к ним доступ через общедоступный интернет или выделенное частное сетевое подключение. Обычно такие сервисы, как Dropbox, Sync и Google Drive, хранят данные у централизованных облачных поставщиков, например Amazon Web Services и Azure. Однако у централизованного хранения есть серьезный недостаток. Размещение данных в одном месте дает оператору значительные полномочия, включая возможность раскрывать данные третьим лицам без согласия владельца. Оно также создает риск потери данных из-за сбоя оборудования или сети и повышает уязвимость к кибератакам.

Децентрализованное хранилище распределяет данные между несколькими нодами, повышая устойчивость к единичным точкам отказа, кибератакам и утечкам данных. DePIN также позволяет пользователям предоставлять незадействованные ресурсы хранения и получать за это токены. 

В начале мы рассмотрели BitTorrent как одну из первых систем обмена файлами. Позже BitTorrent стал первопроходцем в области децентрализованного распространения файлов. Проект объединил эту модель с блокчейном и токеном BTT. Нативный токен BTT выполняет в экосистеме несколько функций. Он стимулирует пользователей делиться пропускной способностью, что повышает производительность сети. Кроме того, он выступает расчетной валютой для покупки более высокой скорости скачивания или премиального контента и позволяет взаимодействовать с dApps.

Filecoin

Filecoin — децентрализованная сеть хранения, в которой пользователи могут задействовать свободное место и зарабатывать токены FIL. Участники сети Filecoin сдают в аренду неиспользуемое пространство и получают за это FIL. Затем эти токены используют для оплаты услуг хранения и получения данных в сети.

ShdwDrive

ShdwDrive от GenesysGo — альтернативное решение, построенное на Solana. Оно предназначено для пользователей, которым нужна платформа наподобие Filecoin, но использует мощные традиционные и мобильные вычислительные устройства, чтобы снизить стоимость хранения данных уровня корпоративных дата-центров. Для транзакций используется нативный токен $SHDW. ShdwDrive предоставляет веб-хостинг, хранение истории социальных сетей, архивное и персональное хранение, а также общедоступные наборы данных и возможности, похожие на Google Drive. Synx — решение для частного облачного хранения, которое работает с ShdwDrive и поддерживается мобильным и настольным приложениями.

Arweave

Arweave (AR) предлагает инновационное решение для децентрализованного хранения: протокол Blockweave, предназначенный для постоянного и недорогого хранения данных. В отличие от традиционных методов, подверженных потере данных и цензуре, подход Arweave обеспечивает доступность данных для будущих поколений. Пользователи могут один раз заплатить токенами AR и гарантировать бессрочное хранение данных. Meta, материнская компания Instagram, интегрировала технологию Arweave для постоянного хранения цифровых коллекционных объектов, включая NFT, в Instagram.

Storj

Storj выделяется особым вниманием к безопасности и конфиденциальности. Сервис шифрует данные и распределяет их по сети нод, обеспечивая высокий уровень защиты. Токен STORJ выполняет в экосистеме две функции: им оплачивают услуги хранения и вознаграждают операторов нод за предоставление сети незадействованного дискового пространства.

Заключение

DePIN — это новый подход к применению цифровых технологий для улучшения физических сетей. Используя принципы децентрализации и блокчейн, DePIN не только устраняет некоторые внутренние ограничения традиционных систем, например проблему личеров в торрентах, но и создает более эффективные и прозрачные механизмы вознаграждения участников в разных отраслях. DePIN находится на переднем крае инновационных решений сложных задач: от развития телекоммуникаций и хранения данных до революционных изменений в распределении энергии. Экосистема уже выросла до более чем 650 проектов в различных областях, и очевидно, что путь DePIN только начинается. Переход к более децентрализованному, безопасному и эффективному миру не просто возможен — он уже идет. Нас ждет будущее, в котором технологии позволяют каждому вносить вклад в общую взаимосвязанную сеть и пользоваться ее преимуществами.

Если вы дочитали до этого места, спасибо, анон! Укажите ниже адрес электронной почты, чтобы не пропускать новости Solana. Хотите узнать больше? Читайте новые статьи в блоге Helius и продолжайте знакомство с Solana уже сегодня.

Ресурсы

• Обзор Solana DePIN за 2024 год от Superteam
• Обзор DePIN за 2023 год от Messari
• Объяснение децентрализованной сети физической инфраструктуры — DePIN
• Как работает uTorrent? ‍