模块化DePIN基础设施全面概述

在当今快速发展的技术环境中，一个突破性的概念正在形成，它将区块链的稳健性与现实世界的传感器、连接性、计算能力和人工智能相结合。这种方法被称为去

中心化物理基础设施网络（DePIN），旨在彻底改变传统的基础设施框架。通过利用加密经济奖励，DePIN 鼓励社区驱动的增长，从根本上改变我们构建和理解环境的方法。IoTeX 坚定地致力于作为 DePIN 特定的 L1 和模块化区块链基础设施，将现实世界与 Web3 联系起来，这是 DePIN 所体现的愿景。该生态系统的核心是 IoTeX 的链下计算协议

W3bstream，它对于加速新 DePIN 计划的市场准备至关重要。为了更详细、更透明地了解 DePIN 生态系统，

DePINscan提供了一个实时浏览器，可显示 DePIN 加密项目中设备的全球部署情况，提供网络扩展和活动的实时视图。

以云为中心的物联网参考架构

在当前的背景下，微软 Azure、谷歌云和亚马逊网络服务 (AWS) 等云服务提供商 (CSP) 已经为不同行业和应用程序开发了物联网参考架构，模块化去中心化物理基础设施网络 (DePINs) 的概念）变得特别相关和具有变革性。这些通信服务提供商的架构通常包含为特定行业需求而设计的关键组件和服务。

Azure IoT 参考架构

• 智能设备：通过安装云服务提供商提供的设备 SDK、操作系统和设备凭证，可以将各种智能设备（无论大小）连接到云。
• 连接管理服务：连接管理服务处理各种通信协议的复杂性，并确保智能设备和云服务之间的安全双向通信。
• 身份和访问管理服务：身份管理服务处理身份生命周期（即创建、加入、监控、报告、维护和退出）以及智能设备及其所有者的关系。
• 设备管理服务：设备管理服务管理智能设备的生命周期（即配置、部署、维护和退役）。
• 数据存储服务：数据存储服务处理从智能设备收集的数据的短期和长期存储。
• 数据处理服务：数据处理服务根据预先配置的规则处理从智能设备收集的数据，并获得有关物理世界的见解。

模块化 DePIN 集成了前面提到的去中心化和区块链驱动的元素，可以与这些已建立的物联网架构无缝协作。它们提供了传统基于云的模型中通常不具备的灵活性、安全性和去中心化水平。在这个不断发展的生态系统中，模块化 DePIN 可以通过提供更具适应性、安全性和以用户为中心的方法来颠覆和增强这些参考架构。

DePIN 中现实世界传感器、人工智能和区块链技术的集成使用户和开发人员能够以更加开放、高效和有弹性的方式构建和管理基础设施，从而有可能改变 CSP 和行业未来处理物联网解决方案和基础设施开发的方式几代人。

模块化DePIN基础设施

在构建 DePIN 应用程序时，它涉及由各种可组合和模块化层组成的复杂技术堆栈，如下图所示。该设计的总体目标是降低开发壁垒，从而促进将现实世界与区块链技术融合的创新。

DePIN 应用程序中的这种分层架构是专门为简化开发过程而构建的。通过提供模块化组件，每一层都可以独立开发、维护或替换，使系统具有很强的适应性，并且更易于开发人员使用。这种模块化降低了复杂性，使开发人员能够专注于特定方面，而无需详细了解整个堆栈。

此外，DePIN 应用程序中现实世界传感器数据与区块链技术的集成开辟了新的可能性领域。它能够创建不仅安全、透明而且与物理世界紧密相连的去中心化解决方案。这种连接促进了能够更无缝地连接数字和物理领域的创新，从而带来能够彻底改变供应链管理、环境监测和智慧城市等行业的应用程序。

硬件抽象层

概述

硬件层（HL）作为基础层，旨在将各种智能设备集成到 DePIN 网络中。该层解决了设备异构性的挑战，为无缝连接提供了统一的接口。

关键人物;主力;重要一员

微控制器

• 示例：ESP32、Arduino、STM32、Nordic
• 微控制器是配备处理器、存储器和输入/输出接口的紧凑集成电路，专为家用电器和电子产品等嵌入式系统中的特定控制任务而设计。

单板计算机

• 示例：Raspberry Pi、Odroid、Rock Pi
• 单板计算机是集成在单个电路板上的紧凑型全功能计算机，通常用于教育、原型设计和业余爱好者项目。

移动设备

• 示例：安卓、iOS
• 移动设备是带有操作系统的便携式手持电子设备，专为实现通信、娱乐和生产力等多种功能而设计。

软件开发工具包

• 示例：IoTeX 的DeviceConnect
• SDK 是软件开发套件，提供一组工具、库、相关文档、代码示例、流程和指南，允许开发人员在特定平台上创建软件应用程序

硬件制造商

• 示例：Seeed Studio、RAKwireless
• 硬件制造商是专门为从消费电子产品到工业机械等各种技术应用生产物理组件和设备的公司。

连接层

功能性

连接层（CL）充当智能设备和更广泛网络之间的桥梁，支持各种通信协议并确保可靠的数据传输。

关键人物;主力;重要一员

5G

• 示例：Helium Mobile、Karrier One、World Mobile
• 5G 网络提供高速数据传输和低延迟，非常适合增强现实、自动驾驶汽车和超高清视频流等应用。

无线上网

• 示例：Wicrypt、WiFiMap、Metablox
• WiFi 网络提供本地无线连接，通常用于家庭、企业和公共场所，以在特定区域内提供互联网访问和互连设备。

蓝牙

• 蓝牙是一种短距离无线技术，通常用于将外围设备连接到设备，例如无线耳机、扬声器和键盘。

LoRaWAN（远程广域网）

• 示例：Helium IoT、Drop Wireless
• LoRaWAN 专为长距离、低功耗通信而设计，适用于需要延长电池寿命和广泛覆盖范围的物联网和传感器网络。

对等

• 示例：流媒体
• P2P，即点对点，是指一种网络结构，其中各个节点或对等点彼此直接连接并共享资源，而不需要中央协调服务器，从而实现去中心化的通信和数据交换。

定序器层

角色

排序器层（SL）在组织和协调数据流方面发挥着关键作用，确保数据可用性层（DAL）和链外计算层（OCCL）之间的高效交互。

关键人物;主力;重要一员

分散式排序器

• 示例：Expresso、Metis 测序仪
• 去中心化排序层（SL）对来自智能设备的数据进行排序，与数据可用性层（DAL）和链外计算层（OCCL）协调进行计算，并将结果和有效性证明转发给区块链层（BL）。

数据可用性层

目的

数据可用性层（DAL）可以是中心化的，也可以是去中心化的，它在DePIN项目中临时保存数据一段时间，然后将其删除或移动到长期存储层（LTSL），并定期将数据提交到DePIN项目中。用于完整性验证的区块链层（BL）。

关键人物;主力;重要一员

• 示例：ETH DA ( EIP-4844)、Celestia、EigenDA、Near DA、Polygon Avail
• 数据可用性层 (DAL) 是一种集中式或分散式存储系统，可在预定义的时间内临时存储数据，确保 DePIN 项目的可访问性和完整性。

长期存储层

意义

长期存储层（LTSL）既可以作为集中式服务，也可以作为分散式网络，根据 DePIN 项目的特定需求量身定制。它充当长期数据保留的存储库。可以通过存储 API 从 LTSL 访问存储的数据，遵守预定义的访问策略，从而能够与第三方或其他用例共享。

关键人物;主力;重要一员

文件存储

• 示例：Filecoin、Arweave、ScPrime、Ceramic
• 文件存储资源对于存储和访问文档、图像和多媒体文件等非结构化或半结构化数据、促进网络内的内容共享、文档管理和媒体分发至关重要。

链下计算层

概述

链下计算层（OCCL）可以是集中式的，也可以是分散式的，作为对 DAL 中存储的数据执行项目特定业务逻辑的资源，生成有效性证明（例如零知识证明或基于 TEE 的证明）确保指定计算的信任和公开验证。

关键人物;主力;重要一员

一般用途

• 通用计算资源是多功能的主力，擅长执行各种计算任务，包括运行应用程序、托管网站和管理数据。

DePIN 聚焦计算

• 示例：W3bstream、DePHY
• DePIN 特定的证明逻辑计算是指为 DePIN 项目设计的定制计算过程，特别是用于验证和确认目的。

ZKP计算

• 示例：Axiom、Risc Zero、HyperOracle
• ZKP 计算涉及利用零知识证明来实现安全高效的计算。

区块链层

核心功能

作为信任的支柱，区块链层管理身份、交易并验证链下计算以及其他关键功能。

区块链层（BL）作为 DePIN 应用程序在参与者身份、交易、设备数据和状态等方面的信任锚。该层还处理其他重要功能，包括但不限于验证关闭-链计算、机器网络编排、向 DePIN 矿工分配代币奖励以及链上治理。

关键人物;主力;重要一员

DePIN 特定区块链

• 示例：IoTeX L1
• DePIN 专用区块链是针对 DePIN 网络的独特需求而定制的。例如，IoTeX 专注于物联网 (IoT)，可以专门设计以满足 DePIN 项目的硬件、连接、中间件、区块链和代币经济。

通用区块链

• 示例：以太坊、Solana、Polygon
• 以太坊、Solana 和 Polygon 等通用区块链提供了核心 DePIN 基础设施所需的灵活性和安全性。它们可以处理广泛的去中心化应用程序和智能合约，使其适合管理代币、奖励和 DePIN 的治理。

应用链区块链

• 示例：Polkadot、Coos、Eclipse
• 应用链区块链作为 Polkadot 和 Coos 等多链生态系统的一部分，允许 DePIN 为特殊目的创建特定的区块链或平行链。这些可以定制来处理不同的服务或数据，确保 DePIN 生态系统内的高效运行以及与其他区块链网络的集成。

身份层

角色

身份层 (IL) 的作用是监督 DePIN 内所有实体（包括智能设备、用户和服务器）的链上和链下身份，例如账户抽象 (AA) 钱包和去中心化标识符 (DID) 。链上身份，如外部拥有账户 (EOA) 或 AA 钱包，使用户能够管理 DePIN 资产，而链下身份，如 DID 或 X.509 证书，促进机器之间的安全交互。

关键人物

身份

• 示例：ioID、zkPass
• 身份层负责管理安全和去中心化的身份解决方案，允许网络内的实体建立和验证其数字身份。

AA钱包

• 示例：ioPay
• 账户抽象（AA）钱包是 DePIN 中的专用钱包，允许用户管理 DePIN 并与 DePIN 交互，同时抽象出区块链操作的复杂性。

治理层

功能性

治理层（GL）可以在链上/链下或以混合方式实现，负责定义和执行 DePIN 技术堆栈中其他层的政策和程序。特别是，GL 允许代币持有者就 DePIN 项目的各个方面（例如，项目宝库的使用、协议升级等）做出决策，通常是通过基于社区的投票过程。

治理模式

链上治理

• 链上治理是指区块链网络内的去中心化决策过程，允许代币持有者直接在区块链上共同制定和实施协议更改和更新。

链下治理

• 示例：快照
• 链下治理涉及区块链外发生的外部决策过程，通常通过投票或轮询机制来影响区块链生态系统内的协议变更和社区决策。

结论

了解 DePIN 的模块化结构对于希望探索这个新兴领域并为其做出贡献的开发人员、投资者和爱好者至关重要。每一层虽然各不相同，但可以无缝协作，创建强大、高效且可扩展的 DePIN 基础设施。随着这个领域的发展，紧跟**发展、不断完善和扩展我们在 DePIN 领域的集体知识至关重要。