释放 Web3 的力量：走向去中心化物理基础设施（DePIN）的革命

撰文：Leo Lin, Jesse Zheng, David Lee 

 

超越停电和灾难的愿景

 

当时钟指向午夜时分，一个繁华的大都市突然陷入黑暗之中。熟悉的电力嗡嗡声渐渐消失，让数百万居民在黑暗中摸索蜡烛和手电筒。但这次停电不仅仅是一种不便；它是对我们对于电力和通信的集中化系统依赖的鲜明提醒，以及在灾难面前暴露出的脆弱性。

 

想象一下，自然灾害来袭，切断了电力线路并破坏了传统通信网络。在这种危机时刻，获取电力和通信不仅仅是一种便利——它成为了生存的问题。这就是Web3的概念产生的地方，它强调了去中心化的电力供应和分布式通信，成为了希望之光。停电和通信中断对数字化经济而言是一场灾难，因为它影响到了我们生活的方方面面，从通信、支付，甚至到评估基本需求。

 

在Web3的世界里，权力不再被单一实体或电网垄断。相反，它通过像太阳能电池板和微电网这样的去中心化系统生成和分配。想象一下一个街区，每个屋顶都装饰着太阳能电池板，将多余的能量馈送回一个共享电网，为家庭、企业和基本服务提供动力。在停电时，这些分散式能源源保证了灯光保持开启和关键系统持续运行。

 

但是电力只是解决方案的一部分。在一个通信与连接同义的世界里，对传统网络的中断可能是毁灭性的。分布式通信网络登场，它们建立在Web3的原则之上。这些网络通常基于网格技术，允许设备直接相互通信，绕过了对中心化基础设施的需求。

 

想象一下一个城市，智能手机、笔记本电脑和物联网设备组成了一个弹性网格网络，即使传统网络崩溃，也能实现无缝通信。无论是协调救援工作、分享关键信息，还是简单地向亲人保证安全，这些分散式通信网络在危机时刻都是生命线。

 

最近Web3技术的广泛应用引发了我们对数字世界的感知和互动的范式转变。在金融和治理方面的应用之外，Web3承载着一个更具弹性和公平的未来的承诺，特别是在逆境中。

 

当我们航行在一个日益不确定的世界中，审视Web3 DePIN的优势以及其在灾难面前提高我们韧性的潜力至关重要。通过拥抱去中心化的电力供应和分布式通信，我们可以建立一个不再将停电与黑暗视为同义词的未来，而是视为创新和社区赋权的催化剂。

 

因此，下一次你打开灯光开关或在智能手机上发送信息时，请花点时间思考Web3的可能性——一个超越停电和灾难的愿景，照亮通向更加联系和弹性世界的道路。（本节 超越停电和灾难的愿景 由ChatGPT 产生）

 

1. 去中心化物理基础设施网络（DePIN）的概念

 

近年来，区块链技术和加密货币的兴起已经改变了人们在现实生活的互动方式。区块链的去中心化特性已经深刻影响了数字生活的各个方面，涵盖了从链游、社交网络、网络会议等元宇宙场景。需要注意的是，这场变革不仅仅局限于虚拟领域。一些行业从业者和政策制定者已经开始关注DePIN（Decentralized Physical Infrastructure Network），试图通过加密货币来推动实体经济的增长。如果说去中心化金融（DeFi）是Web3在现实世界第一个落地的应用，促进全球资本的流动。那么DePIN则是下一个即将引爆的应用实例。DePIN指的是去中心化物理基础设施网络，利用加密货币激励和协调去中心化基础设施的启动和持续经营。DePIN作为虚拟的加密圈和现实世界之间的重要连接，有助于促进数据安全、有效协调闲置资源，在提升我们生活质量的同时，也为更多人展示了加密货币的实用价值和魅力。Messari在Twitter上进行了一次关于命名的投票，随后根据投票结果在其2022年的报告中首次提出了“DePIN”这个概念。据Connor在2023年的报告，DePIN行业的总可寻址市场约为2.2万亿美元，到2024年可能会达到3.5万亿美元，这是当今所有加密货币市值的三倍。

 

DePIN旨在解决由于高资本需求和物流挑战而由大型企业主导的中心化物理基础设施所带来的问题。这些中心化实体几乎垄断了向最终用户提供定价和服务的权力。DePIN的目标是通过向个人和较小实体提供公平的访问和参与机会，使基础设施网络的部署和治理民主化。换句话说，它建立在去中心化和集体所有权的原则之上。此外，由DePIN提供的服务或产品更加透明和可信，因为区块链存储了可验证的数据。此外，DePIN提供了充分利用闲置资源（如计算能力和存储空间）的潜力，以经济高效的方式。下表对比了DePIN和集中式基础设施之间的差异。

 

 

2.DePIN的运作机制

 

传统巨头在推广产业务时，会采用大量补贴来吸引用户。这种做法可能导致一些公司在用尽预算后破产，而其他公司则可能在占据市场主导地位后收取高额费用。这在互联网行业中屡见不鲜。

 

DePIN通过协调以下各种关键组件来解决新项目启动过程中的痛点：

 

1.产品或服务：截至2023年，已有超过650个去中心化物理基础设施项目，涵盖计算（250个）、人工智能（200个）、无线（100个）、传感器（50个）、能源（50个）和服务（25个）等六个子行业（Salvador和Sami，2024）。

 

2. 供应商：公司或个人提供更具成本效益的服务或未充分利用的资源，并期望获得代币奖励。

 

3. 消费者：公司或个人购买或使用产品和服务。

 

4. 通证经济学：使用代币奖励吸引供应商为系统做出贡献并补贴消费者。

 

5. 物理基础设施：供应商用于提供服务的设备。

 

在项目启动初期，DePIN 使用代币或者空投预期去激励用户参与生态建设，吸引强有力的开发者来提供更具性价比的产品。随着越来越多的用户使用产品或者服务，项目方的收入增加，收入可用于市值管理和进一步营销，给予产品的需求方和供给方回报，激励更多的参与者和引起市场资金的注意，打造繁荣的生态。代币在牛市期间对DePIN项目产生了飞轮效应。

 

DePIN可以被视为一种创新的筹资方式，无需许可，无国界地使用加密货币。区块链充当了DePIN的结算层。通过利用区块链技术、智能合约和代币，这些网络实现了无信任交易，并激励个人以无许可、无信任和程序化的方式为基础设施行业做出贡献。

 

3.基于LASIC原则的DePIN的可行性分析

 

LASIC原则概述了金融科技公司创造可持续的金融包容业务的五个关键成功因素，包括低毛利、轻资产、可扩展、创新和易于合规（Lee和Teo，2015）。下表分别解释了每个因素。

DePIN是金融科技公司的一类，因此我们将使用LASIC原则来研究它们的可行性。与中心化基础设施相比，DePIN提供的服务或产品价格要低得多。这是因为它们不需要投入大量资金来启动项目。大多数DePIN项目旨在匹配现有基础设施的供需，以充分利用闲置资源。因此，DePIN项目的资产很轻，使它们在成本上具有优势。为了吸引用户，DePIN的利润率非常低，甚至提供代币激励或补贴。由于更好的经济效益，消费者被鼓励尝试新的替代方案。以Akash为例，它是一个去中心化的云计算平台，允许用户有效地交易闲置的计算能力。使用Akash的成本仅约为亚马逊AWS、谷歌云平台和微软Azure的三分之一。

 

DePIN的网络可以扩展，因为去中心化结构降低了进入门槛，而它们提供的产品受到消费者的欢迎。DePIN项目为许多重要的现有行业带来了创新，有些甚至是中心化基础设施是无法实现的。我们将在第4节中涵盖一些有趣的用例。

 

去中心化金融被认为是区块链技术和加密货币的第一个成功的真实世界应用。建设者正在关注的下一个重要方向是DePIN项目。这些地区允许DePIN项目进行试验，以确定它是否能帮助经济发展，并在日常生活中给个人和社会带来实际利益。然而，在加密货币被禁止的地区，DePIN项目可能面临满足合规要求的挑战。在这种情况下，它们可能不得不暂停或终止业务发展活动。

 

DePIN项目满足了LASIC原则的大部分因素，除了在某些地区存在合规性困难。利用区块链和加密货币来发展虚拟和现实世界的经济是一种不可忽视和阻止的趋势。区块链技术将通过DePIN来改善普通人的生活，就像它通过比特币带来了价值存储、以太坊带来了去中心化应用一样成功。DePIN将区块链技术的应用扩展到普惠金融以外的许多其他不同行业，这些行业正在寻求更具韧性、透明度和成本效益的解决方案。因此，可以预见的是DePIN将被更多的国家和地区接受，并将出台相关的法规。合规并不意味着阻碍该行业的发展。合适的监管可以指导具有长期愿景的建设者采取正确的行动，并遏制投机者。因此，根据LASIC原则的评估，DePIN有可能像其他基于金融科技公司一样取得成功。

 

4. DePIN用例

 

DePIN的类别可以分为虚拟资源和物理资源，包括无线网络、传感器、计算资源、带宽、人工智能、存储和其他日常使用场景。我们在本节中涵盖了一些真实世界的案例。

 

4.1 去中心化存储

 

中心化存储通常依赖于一个或少数几个关键服务器，这些服务器将所有数据集中在一个地方。如果这些服务器出现故障或遭受攻击，整个系统的可用性就会受到影响。DePIN通过将数据分布在多个节点（即贡献者）之间，从而消除了中心化存储系统中单点故障的风险，在数据存储领域提供了更安全、更具韧性和更具成本效益的解决方案。

 

除了安全性之外，去中心化存储也更具成本效益。根据Lim（2023年）的数据，在去中心化存储协议中，每月存储1TB数据的成本平均为2.11美元，而大型中心化存储公司的收费高达9.88美元。平均而言，去中心化存储比中心化存储便宜78.6%。这一显著差异是因为去中心化存储利用了闲置资源。

 

去中心化存储的一个例子是Filecoin。Filecoin的主网于2020年启动。它提供类似于Web2巨头谷歌云和亚马逊网络服务的云存储服务。Filecoin建立在InterPlanetary File System（IPFS）之上，引入了内容寻址存储，这种存储与位置无关，可以实现更强的韧性、更容易的数据可移植性和在涉及计算时更低的延迟。

 

利用区块链的加密经济设计原则，Filecoin将需要存储数据的人与硬盘上的空闲空间提供者连接起来。提供存储空间的贡献者将获得FIL代币作为报酬。Filecoin存储容量的快速增长（2年内达到14EiB）证明了加密经济激励在协调全球资源的有效性。Messari的DePIN部门地图显示，Filecoin目前是最大的存储网络。

 

除了Filecoin，还有一些强有力的竞争对手提供去中心化存储解决方案，包括Arweave、BNB Greenfield、EthStorage和Storj等。

 

4.2 去中心无线网络

 

去中心化无线网络可以使互联网访问更加普及，特别是在传统电信公司因为基础设施部署的高成本和物流障碍而忽视的服务不足地区。

 

建立无线网络需要大量资本投入，因此通常被少数几家资金雄厚的大公司所垄断。在发展初期，来自订户的收入可能不足以维持运营。为了解决这个问题，DePIN协议采用了代币奖励来鼓励和支持提供者购买和部署设备，并维持运营。随着更多的提供者和消费者加入，规模经济效应会导致成本降低、提供者收入增加、网络服务覆盖范围扩大，最终形成一个可持续的经济系统。

 

Helium 于2019年推出了一种由全球各地个人运行的互连硬件设备支持的去中心化无线网络（DeWi）。Helium成立于2013年，旨在简化建立去中心化无线网络的过程。Helium网络代币（HNT）是Helium网络的协议代币。当热点主机和运营商部署网络覆盖时，可以使用HNT进行兑换。企业和开发者需要支付HNT以连接设备并在Helium网络上构建应用程序。

 

在电信行业中，有两种主要的模式：移动虚拟网络运营商和移动网络运营商。移动虚拟网络运营商管理客户关系，但缺少移动通信塔等必要的物理基础设施。他们向移动网络运营商支付费用以使用后者的基础设施。Helium的子项目Helium Mobile已成为去中心化的5G运营商，引入了一个称为移动混合网络运营商的新类别。$Mobile代币激励网络参与者部署和运营5G移动网络硬件，使客户能够在Helium网络内使用蜂窝和Wi-Fi热点。

 

设置和维护热点的贡献者可以获得$HNT补偿，其中一部分会被销毁。在Helium网络未覆盖的地区，Helium Mobile支付更高的T-Mobile费用，以便用户漫游到T-Mobile的移动通信塔，确保全国范围内的高质量覆盖。Helium Mobile用户可以通过贡献热点来改善覆盖不良地区的信号，也可以购买Helium Mobile热点设备成为提供者。提供者可以使用网络，当他人使用时就会获得奖励。

 

建设5G网络的主要成本是建造基站。Helium Mobile利用基于代币的经济激励措施鼓励个人购买热点设施，并在室内和室外部署它们。这个方法动员了大众的集体力量，用许多分散的小热点取代了大规模的基站。这导致了更低的建设成本、更广泛的网络覆盖以及更实惠的电信计划。根据J.D. Power（2023年）的数据，2023年美国用户的无线计划的平均月支出为157美元，而Helium Mobile每月只需20美元即可提供全国范围内无限的通话、数据和短信服务。在迈阿密，他们甚至提供了每月5美元的计划。

 

在许多方面，部署DePIN以获取互联网接入至关重要。在人口稀少的地区，由于基础设施开发的成本高昂，例如在地理位置复杂的地区建造无线电塔，传统建立连接的方法是昂贵且具有挑战性的。这些成本通常会转嫁给最终用户，增加了经济负担。此外，传统的连接方法通常依赖于集中式系统，这些系统容易出现单点故障，可能会影响到许多用户的服务。相比之下，DePIN提供了一种更具弹性和成本效益的解决方案，去中心化了互联网接入，并降低了普遍停机的风险。

 

4.3 可再生能源

 

随着我们朝着可持续和绿色的未来迈进，将安全可靠的碳信用记录在不可篡改的区块链上变得越来越重要。Arkreen网络就是这样一种解决方案的例子。Arkreen 可以经济地收集可信的分布式可再生能源生成数据，并将数据转换为可再生能源证书（REC），出售给任何想要达到碳中和的人。Arkreen网络利用物联网和区块链连接进行轻松访问，并专注于太阳能光伏（PV）以进行大规模采用。它提供了嵌入式和集成的物联网连接选项，以实现可扩展性。有了这些，可以建立起分布式的可再生能源基础设施。与所有DePIN解决方案类似，Arkreen在自下而上的方式中深度应用了一种通过代币激励的全球协调方法。

 

Starpower是一个在虚拟电厂工作流程中起关键作用的平台，充当全球分布式能源资源（DERs）和本地VPP服务提供商之间信息传递的枢纽。通过收集和仔细分析来自全球各地的DER数据，Starpower提高了虚拟电厂服务提供商的效率。分析指导服务提供商在其本地电网上交易和管理电力，优化资源配置，降低能源成本，并有助于推动更广泛的可再生能源采用。Starpower的作用有助于电力市场在更细粒度的水平上运作，实现经济和环境效益的双赢局面。利用去中心化的区块链技术，Starpower极大地增强了电力网络的安全性、稳定性和透明度，从而为用户提供了更安全、更可靠的服务。

 

4.4 去中心计算网络

 

人工智能发展最近的繁荣大大增加了对芯片的需求，导致芯片常常供不应求。

 

去中心化计算网络提供了一种替代方案。去中心化计算网络利用代币激励吸引计算能力提供者提供闲置的计算资源，以帮助用户执行复杂的计算任务，例如运行人工智能算法、分析大型数据集。通过消除供应商投资额外资金去购买GPU，降低了供应商进入市场的障碍，并提高了系统的包容性和韧性。去中心化计算网络通过一个开放、竞争性的供应商市场匹配高效的计算资源，降低了用户的访问成本，削弱了中心化云提供商的垄断地位。

 

HPChain 通过使用去中心、点对点的“云+链”协议，提供可访问和经济高效的高性能GPU计算服务。其模块化的区块链基础设施旨在降低用户成本，并实现灵活的可扩展性以满足不断增长的需求，而不牺牲资源分配的安全性或透明度。

 

HPChain生态系统目前包括一个人工智能云计算平台，用于GPU租赁、图像创建和算法共享，以及一个云游戏平台，利用HPChain的GPU网络在低配置设备上实现游戏。HPChain将边缘计算与竞争性、透明的定价相结合，以减少延迟。

 

其他DePIN项目，如io.net、Akash Network、Render Network和Aethir 也是领先去中心化计算基础设施。由于人工智能的巨大增长，对计算的需求正在增加。但是，随着许多去中心化GPU协议的出现以及A100和H100等高性能GPU持续短缺，提供商将GPU转移到能够获得最丰厚代币激励的计算网络。来自代币激励的通货膨胀压力可能会损害代币持有者。如何创建差异化的服务并保留消费者是这些GPU协议需要考虑的。此外，高性能GPU需求旺盛，很少有空闲时间。因此，利用空闲资源的假设可能不可行。只有在空闲时间内才有计算能力可用，这使得去中心化计算的性能不稳定 (Sami et al., 2024)。除了成本之外，稳定的性能也是用户考虑的关键因素。

4.5 去中心化人工智能体

 

大语言模型产生后，算法、算力和数据涉及到的高昂成本带来了市场的过度集中和垄断，在训练数据的过程中，虽然大模型的训练依靠的是公开数据，但是根据大模型的参数增长，公开数据很快将会耗尽，因此大模型的继续增长依赖于私有数据。虽然数量众多的小企业拥有的绝对数据量巨大，但是孤立存在难以利用，因此大企业仍然对数据具有垄断优势，这扼杀了潜在创新。私有数据耗尽和算力短缺是主要问题，同时低资源语种语料的匮乏制约了大语言模型在发展中国家的有效应用，同时影响企业全球化的进程；大语言模型在专业领域，特定语言和文化适应上也存在挑战；现有的闭源模型过度中心化会带来个人数据泄露与滥用风险。

 

面对以上问题，LingoAI推出的LingoPod是一个实用的跨语言翻译器，同时也是一个可以保护用户数据隐私的、真正为用户自己服务并可以用语料挖矿的去中心化AI智能体。DePINs行业通过代币激励人们按照感应器，共享来自物理世界的真实的、实时的数据，用以各种模型训练。LingoPod通过代币激励机制在保护个人隐私的前提下可汇集大语言模型训练与微调所需的全球各种语音语料，包括濒危的语种和没有文字的语种语料。LingoAI是AI民主化与可持续发展的一个AI x DePIN基础项目。

 

LingoPod是一个以自然语言操作系统为表征、可以与用户手机用蓝牙或WIFI相连形成分布式AI网络的智能耳机硬件。每一个持有LingoPod的用户可以构成一个节点，用户可以贡献自己母语包括方言语料，通过语音或文字及其翻译内容的形式上传到ReviewDAO节点做评审验证，验证后通过区块链下发奖励。同时每一个节点都可以收到默认任务信息，用户通过完成更多的任务可以获得更多的收入。LingoPod通过AI和DePIN构建的低资源语种语料库可大幅改善LLM的应用效果，LingoPod用户的母语口音与方言及其翻译内容在经过校对后录入语料库，这不仅有助于提高低资源语种语料的丰富度和质量，也为AI在专业领域、特定语言和文化的适应性提供了更广阔的可能。

 

LingoPod的大规模采用将构建分布式模型训练网络与去中心化算力与数据存储网络，通过联邦学习和分布式计算实现数据和模型的去中心化，以分布式数据并行模式实现数据管理和训练，以分布式模型并行模式协助大语言模型推理，微调，与训练。随着人工智能体的发展，人工智能体一定是为用户个人服务，而不是被商家诱导操控，所以涉及到隐私数据时，让数据和运算结果不出设备就可被用于大模型的训练和推理，在本地运行离线的小参数大模型与超大模型结合，构建混合式人工智能，让人工智能体只为用户自己服务，而不是成为商家安插的间谍，同时保证用户数据的隐私与安全。

 

LingoPod只是LingoAI的冰山一角，LingoAI开创性的从根部融合了Web3.0与AI的MetaGraph技术协议栈。MetaGraph使AI大语言模型LLM与知识图谱RAG结合体在更底层的语义网层面通过SOLID和MetaLife的数据与应用分离、点到点通讯与区块链账本技术实现价值互联网，彻底解决人工智能数据短缺和数据确权的瓶颈问题，实现A Web of Data的构想，让AI可持续发展。

5. 总结

 

DePIN利用区块链技术提供透明度，并利用加密货币扩展其网络。DePIN代表了虚拟和实体经济的融合。它是一个向大众介绍加密货币好处的重要渠道，通过提供成本效益的服务来改善社会。利用加密货币的融资功能，DePIN降低了项目启动的门槛，并有望通过改进现有产品和服务来改变各个行业。DePIN可能与现有的行业巨头竞争，也可能形成互补或合作伙伴关系。代币经济的智能设计和服务质量将对DePIN项目的成功至关重要。 我们预计DePIN项目将在2024年和2025年出现并蓬勃发展。

 

当然，DePIN也有其未在此处涵盖的缺点和风险，因为我们专注于其能力。这些问题超出了本文的范围，但它们也不应被忽视。

 

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