DePIN ネットワークのデザインスペースを探る

2022 年 4 月、私たちは、Proof of Physical Work（PoPW） ネットワークに関する論文を発表しました（現在は、より口語的に「Decentralized Physical Infrastructure Networks（分散型物理インフラストラクチャネットワーク）」、または略して「DePIN」と呼ばれています）。そのエッセイで、私たちは次のように書きました。

「"PoPW ネットワーク"は、現実世界のインフラストラクチャを構築する検証可能な作業を行うよう人々を奨励します。物理インフラストラクチャを構築するための従来の資本形成に比べ、許可が不要で、信頼性に優れた中立的なプロトコル：

1. インフラストラクチャをより速く構築できる—多くの場合、10~100 倍の速度
2. ハイパーローカル市場ニーズに合わせて
3. はるかにコスト効率に優れる

私たちは、このテーマへの最初の主要な投資家であり、それ以来、エネルギー、ロジスティクス、マッピング、通信など、幅広いカテゴリにわたって DePIN ネットワークのカンブリア爆発を見てきました。 最近では、コンピューティング、ストレージ、帯域幅、消費者データ集約などのデジタルコモディティ向けの、専用リソースネットワークを中心に、よりニッチなカテゴリが増えています。 これらのネットワークの背後には、暗号資産ネイティブの資本形成によって独自に実現される、隠された構造的コストまたはパフォーマンスアービトラージがあります。

DePIN ネットワーク全体で、デザインパターンとベストプラクティスには、大きな重複があります。 創設者とコミュニティには、ネットワーク設計を通して考えるべき重要な課題がいくつかあります。 ネットワークハードウェアは、消費者向けであるべきか、それとも、プロのインストーラのネットワークを立ち上げるべきか？お金を払ってくれる最初の顧客、10 番目、または1000 番目の顧客をオンボードするためにノード数は、どれくらい必要か？ネットワークを完全に許可不要にするべきか、それとも、信頼できる仲介業者を通じて管理すべきか？

これらの決定は、ネットワーク設計の初期段階で行われ、正しいものである必要があります。支点となる課題は、多くの場合、DePIN ネットワークの成功または失敗を決定し、ハードウェア段階、トークン段階、配布段階、または需要活性化層での小さな変更は、ネットワークの成功または失敗に大きく影響を及ぼす可能性があります。

Multicoin では、DePIN に引き続き強気であり、今後数年の間に、多くの新しいカテゴリを定義するネットワークが市場に登場すると予想しています。次世代の DePIN の創設者とコミュニティがネットワークデザインをより成功させる手助けとなることを期待して、この記事ではDePIN の創設者とコミュニティが考えている最も一般的なトレードオフについて説明します。 DePIN を構築するために必要な 3 つの考慮事項、すなわち、ハードウェア、閾値スケール、および需要生成を提示します。 それぞれ、重要なデザイン決定に役立つ主要な課題を探り、その広範なトークンデザインへの影響を概説します。

ハードウェアの考慮事項

ほとんどのDePIN ネットワークは、物理インフラストラクチャ、すなわち、世界の実際のハードウェアを調整します。 しかし、それは常にそうであるとは限りません。 一部のネットワークは、コンピューティング、ストレージ、帯域幅などの仮想リソースを管理します（これらのネットワークは、「分散型仮想インフラストラクチャネットワーク」または「DeVIN」と呼ばれることがあります）。 しかし、このセクションでの議論のために、あなたのネットワークには現実世界のハードウェアがあると仮定すると、あなた自身が答えなくてはいけない、いくつかの重要なネットワークデザインの問題があります。

誰がハードウェアを作っているか？

独自のハードウェアを製造および配布する DePIN ネットワークは、ネットワークの供給サイドをよりコントロールすることができます。また、貢献者と直接的な関係を作り出すという利点もあります（それは、時にコミュティをより強固なものにします）。 しかし、時間が経つにつれ、これらの企業は、製造および流通プロセスにおいてボトルネックまたは単一障害点になるリスクがあり、ネットワークの拡張能力を制限する可能性があります。

独自のハードウェアを製造して配布する代替手段は、ハードウェア仕様をオープンソース化し、コミュニティにそれを構築するように頼むことです。これにより、創設者とコミュニティは、ネットワークの供給サイドを拡大し、多くの企業にサプライチェーンリスクを分散させることが可能になります。 このアプローチの問題は、もちろん、サードパーティの製造者に新しい市場向けのハードウェアを構築するよう奨励することが、困難でコストが高いことです。 考えなくてはいけないもう 1 つの考慮事項は、ハードウェアの品質とサポートです。 ハードウェアメーカーの頑強なエコシステムの構築に成功したと想定すると、デバイスとサポート全体にわたって品質を維持することも必要です。

分散型ワイヤレスネットワークである Helium は、この分野での興味深いケーススタディです。 Helium は、ネットワークの立ち上げに役立つ独自のホットスポットを構築することから始め、その後、ハードウェア仕様を迅速にオープンソース化し、ハードウェアを構築するための堅牢なサードパーティのエコシステムを奨励しました。 サードパーティのハードウェアメーカーの広大なネットワークにもかかわらず、Helium はネットワークの重要な成長段階でサプライチェーンの著しいボトルネックに苦しめられ、一部のメーカーのサポートは不十分でした。

一方、分散型マッピングネットワークである Hivemapper は、独自のハードウェアダッシュカムを構築して配布することを選択しました。 これにより、ハードウェア生産を完全に制御することができ、ダッシュカムのファームウェアをすばやくイテレートし、より速いペースでのビデオアップロードを可能にし、地図のカバー範囲が拡大が加速し、その結果、そのデータの商業的価値が向上しました。 しかし、1 つの企業でハードウェアの生産を管理することは、サプライチェーンに中央集権的な影響を及ぼし、サプライチェーンをより脆弱にする可能性があります。

重要なポイント — 私たちは、一般に、DePIN ハードウェア仕様がオープンソースで、展開が許可不要である場合に、DePIN ネットワークはより速く拡張することを発見しました。ネットワークが十分に成熟しているとき、ネットワークを分散化および拡張するためにハードウェア開発をオープンにすることは理にかなっています。 しかし、初期の段階では、品質とサポートを確保するためにハードウェアを制御することは理にかなっています。

ハードウェアはアクティブですか、パッシブですか？

DePIN ネットワークの中には、設定したきり忘れがちなものもありますが、より継続的なユーザーエンゲージメントを必要とするものもあります。

例えば、Helium の場合、ホットスポットを設置する時間コストは、ボックスを解除した瞬間から約10分です。 その後、ボックスはただそこにあり、ホストの追加の作業なしに、ゆっくりとネットワークカバレッジを提供します。 一方、Geobyte の様なネットワーク（スマートフォンを使用した屋内空間の分散マッピング）では、ユーザーは価値を生み出すために何かを積極的に行う必要があります（携帯電話センサーを使用して屋内空間をビデオ撮影する）。 供給サイドの貢献者にとって、アクティブなネットワークにコミットする時間は、他の収入を生み出す活動に専念できる時間を、あるいは生活に専念できる時間を明らかに犠牲にしています。 そのため、アクティブなネットワークに貢献する人は、時間と機会コストを正当化するために、より多くの収入を得る必要があります（ほとんどの場合、トークンまたはネットワークデザインによって）また、そのデザインの結果、アクティブネットワークは、パッシブネットワークよりも閾値スケール（以下で詳しく説明します）に到達する時間も遅くなります。

良い面としては、アクティブな DePIN ネットワークがある程度の継続的なエンゲージメントを必要とするため、たいていはネットワークにより関与する洗練された貢献者を有しています。逆に言えば、アクティブネットワークは、貢献したい人および/またはできる人の総数に制限されるということです。

重要なポイント — 一般に、継続的にコストを支払うのではなく、事前に 1 回限りのコスト（時間またはお金）を支払うスタイルの場合、DePIN ネットワークは、より簡単に拡張することがわかりました。パッシブネットワークは、セットアップがはるかに簡単であるため、拡張が容易です。

アクティブなネットワークであることは、死の宣告ということではなく、単に創造的な思考とインセンティブなデザインを必要とするだけです。 たとえば、Geobyte、Dronebase、FrodoBots、Verisなどのアクティブネットワークは、従来のインフラストラクチャネットワークよりも「永続的なゲーム」に似ています。

ハードウェアをインストールするのはどのくらい難しいですか？

ハードウェアのインストールプロセスという点でみると、さまざまな DePIN ネットワークの難易度には幅があります。 ボックスを壁に接続するようなシンプルなものがある一方で、プロフェッショナルなインストーラーを必要とするものもあります。

難易度スペクトルの簡単なものとしては、ゲーマーがbashスクリプトを実行するだけで、GPUを分散型コンピューティングネットワークである Render Network に接続することができるものであり、これは、コンピューティングネットワークがデータセンターオフロードを適切に実施するためには、パフォーマンスと帯域幅プロファイルにまたがる何万もの地理的に分散したGPUを必要とするため、理想的です。

難易度スペクトルの真ん中のものとしては、Hivemapper ダッシュカムで、インストールするのに15〜30分かかります。 強固でリアルタイムのマップを構築するために、特定の地理的エリアに何百台も車両が存在する必要があり、そのような導入は、事前に時間をかけて、その後簡単に操作できるシンプルな投資でなければならない。

対照的に、難易度スペクトルの難しいものでは、XNET がキャリアグレードの CBRS ワイヤレスネットワークを構築しています。 XNET のネットワークのラジオは、ローカル ISP からのプロフェッショナルなインストールと、商業用土地所有者からのオプトインを必要とします。 しかし、そのような配置のほとんどが、都市部やサービスキャリアのオフロード、データローミングのユースケースを完全にカバーする必要がないため、ネットワークは拡張します。

重要なポイント ネットワークが拡張できる速度は、ハードウェアをインストールするのがどれほど簡単または困難であるかに直接影響を受けます。 ネットワークが世界中で何十万ものデバイスを必要とする場合、ハードウェアのインストールをできるだけ簡単にする必要があります。 ネットワークが少数のノードだけで急速に拡張する場合は、小売業者の代わりにプロフェッショナルな貢献者をネットワークに参加させることに焦点を当てるという選択肢をとることができます。一般的に、DePIN ネットワークは、一般の人が気軽に参加できるくらいインストールが簡単な場合に、最も速く拡張します。

トークンデザインの重要性

初期の供給サイドの貢献者は、ネットワークの構築を考えるときに特に考慮すべき最も重要なステークホルダーです。 ハードウェアの決定に応じて、供給サイドの貢献者のプロフィールは、スペクトルの真ん中にいる平均的な人、専門家、または「プロシューマー」に偏っている可能性があります。

私たちは、プロの貢献者が、収益を即時ドル建てのリターンで考える傾向があり、ネットワークの初期段階でトークンを収益化する可能性が高いことを傾向が強いことを見てきました。 一方、初期段階に参加している平均的な小売業者は、長期的な成果に焦点を当て、短期的な価格変動に関係なく、できるだけ多くのトークンを貯めたいと考える傾向があります。

プロフェッショナルな貢献者の基盤が大きいネットワークは、ロックアップトークンや、先付、ドル建ての収益シェア契約など、従来のスポットトークンインセンティブに代わるものを試すことができます。

供給サイドの貢献者のコホートにかかわらず、成熟時には、ネットワークの供給サイドは、設備投資と運用コストの両方をドル建てでカバーする必要があります。 ネットワーク成熟の後期段階でトークンで貢献者に報酬を与えることを保証する一方で、初期の導入者のためのブートストラップインセンティブとのバランスを取ることは、難しいが重要なバランスです。

閾値スケールの考慮事項

「閾値」という用語は、ネットワークの供給サイドがネットワークの需要サイドにとって商業的に実現可能になり始めたときのことを言い表すときに使用します。DePIN ネットワークは、トークンはインフラストラクチャを閾値スケールに展開する初期の貢献者への報酬として使用することができるため、本質的に破壊的です。

１ つまたは少数のノードで、初日から需要にサービスを提供できるネットワーク（ストレージおよびコンピューティング市場など）があり、需要にサービスを提供するために最小限の規模を必要とする他のネットワーク（ワイヤレスネットワーク、ロジスティクス、フルフィルメントネットワークなど）があります。 需要の規模が桁違いに拡大するにつれて、需要の増加に対応するための最低限の実行可能なノードセットも拡大します。

場所がどれほど重要であるか？

DePIN ネットワークの中には、物理的な配布から意味のある利益を得ないものもありますが、それを絶対的に必要とするものもあります。 ほとんどの場合、ネットワークが物理リソースの調整を必要とする場合、場所が重要であるため、需要生成にいつ取り組むかを決定するうえで、最小限の実現可能なカバレッジについての推論が重要な要素になります。

極度に場所に依存するネットワークと、場所に依存しないネットワークがあります。 たとえば、Anodeなどのエネルギー市場や、Hivemapper などのマッピングネットワークは、場所に大きく依存します。 Helium IOT などのワイヤレスネットワークは、場所に依存しますが、ホットスポットが大きな範囲を有するため、それほど大きく依存しません。 Filecoin Saturn、Fleek、Wynd などの帯域幅市場は、特定の場所のノードではなく、一般的な地理的カバレッジを必要とするため、場所に依存しません。

一方、Render Network などのコンピューティング市場や、Filecoin などのストレージ市場などの DeVIN は、場所に依存しません。 これらのネットワークでは、トップオブファネルが地理的に制約されないため、供給サイドの貢献者リソースを閾値スケールまでブートストラップすることが容易になります。

重要なポイント 一般的に、ネットワークが場所に依存する場合、供給サイドの貢献者は、サービス可能な市場のロックを解除することを目標として、閾値スケールまで構築されたターゲット地域に貢献するように奨励されるべきであると私たちは考えます。 いったん達成されると、ネットワークは「土地と拡張」アプローチを追求し、他の異なる分野で戦略を繰り返す必要があります。

ネットワーク密度がいかに重要であるか？

最小限の実現可能なカバレッジについての上記の点を踏まえて、DePIN ネットワークの中には、「ネットワーク密度」という概念があり、一般的にハードウェア（またはノード）の単位、または特定のエリアの特定のリソースの総集計単位の観点から定義されています。

Web 3 モバイルキャリアである Helium Mobile は、ネットワークカバレッジを近隣ごとのモバイルホットスポットと定義しています。 ハイパーローカル密度は、Helium モバイルにとって非常に重要です。なぜなら、ネットワークが地域で継続的なカバレッジを提供するためには、モバイルホットスポットのかなりの密度を必要とするからです。

許可の不要なライドシェアリングプロトコルである Teleport は、都市部のホットスポットから半径 8〜16 キロの場所で利用可能なアクティブドライバの数として密度を定義します。 タクシーを10分以上待つことを誰も望んでいないため、密度はテレポートにとって重要です。 しかし、ハイパーローカル密度は、Teleport にとって重要性が低いです。なぜなら、Helium モバイルホットスポットは、ユーザーのセルラートラフィックを拾うために移動することができませんが、ドライバーは乗客を乗せるために運転して移動することができるからです。

Hivemapper は、ネットワーク密度を特定の都市におけるマッパーの数と定義しています。なぜなら、ネットワークは、常に更新されたマッピングデータを提供するために、都市に十分なマッパーがいる必要があるからです。 しかし、Hivemapper は、Teleport と同じレベルの密度を必要としません。なぜなら、マップの更新はタクシーのピックアップよりも大きな待ち時間が発生する可能性があるからです。

閾値スケールの文脈で密度について考える簡単な方法は、地理的エリアの貢献者のどの閾値で、ネットワークが、最初の販売または最初の需要サイドの顧客をオンボードすることができるかを考慮することです。 10 番目の顧客はどうでしょう？100 番目は？

たとえば、分散型で許可制のモバイルキャリアである XNET は、都市部にサービスを提供するために、100 個の大規模で専門的に設置されたラジオのみを必要とする場合があります。 しかし、ラジオが小さく、小売業者が設置されている Helium Mobile は、同じ都市部をカバーするために、より多くのラジオを必要とします。Helium Mobile Network は、100 個の小さなセルではほとんど価値がありませんが、10 万個のセルを有する場合は、かなりの価値があります。 ハードウェアデザインの決定により、Helium Mobile の閾値スケールは、XNET の閾値スケールよりも高くなっています。

重要なポイント — 一般的に、より多くの密度要件を持つネットワークは、閾値スケールを達成するために、より多くの貢献者が必要であることがわかりました。対照的に、低密度ネットワークは、より複雑なハードウェアおよび/またはプロフェッショナルな貢献者を活用することができます。

トークンデザインの重要性

場所依存性またはネットワーク密度要件の組み合わせにより、より高い閾値スケールを持つネットワークは、ネットワークの供給サイドを構築するために、より多くのトークンインセンティブを必要とすることがわかりました。 対照的に、比較的低い閾値スケールを持つネットワークは、より保守的にトークンインセンティブを持つ柔軟性を持ち、後期の閾値スケールのマイルストーンにわたってそれらを広げることができます。

トークン配布には、大まかに、時間ベース戦略と利用ベース戦略の 2 つの一般的な戦略があります。 時間ベースの戦略は、高い閾値スケールを持つネットワークに最適であり、使用率ベースの戦略は、比較的低い閾値スケールを持つネットワークに最適です。 Helium は時間ベースのトークン発行スケジュールを採用し、Hivemapper はネットワーク利用ベースの発行スケジュールを採用しています。

時間ベースの戦略は、特定の期間に貢献者に発行されるトークンを、ネットワーク貢献の尺度に比例して配分することを含みます。 これらは、インフラストラクチャの構築にとって市場進出までの時間が重要な場合に最適であり、競争相手よりも速く閾値スケールに到達することが重要です。 勝者総取りの市場で、そのネットワークが先発ではない場合、時間ベース戦略は、考慮すべき強力な選択肢です。 （このアプローチは、一般的に、ネットワークが活発なサプライチェーンを通じてハードウェアを配布することに対して明確なラインを持っていなければならないという点に注意してください。）

ネットワーク利用ベースのトークン配布は、ネットワークの成長に基づいてトークンを配布することを可能にする、より柔軟なメカニズムです。 報酬メカニズムには、特定の場所、特定の時間、またはネットワークに提供される特定の種類のリソースにおいてのネットワーク構築のための大きなトークンが含まれます。 ここでのトレードオフは、ネットワークが最も価値の高いアクターにトークンを配布するためのオプションを維持する一方で、供給サイドの収益不安を生み、コンバージョン率の低下と解約率の上昇につながる可能性があることです。

たとえば、Hivemapper は、マッピング貢献者への報酬の総トークン発行量の 2% 未満で、米国の 10% をマッピングしました。 その結果、現在では、特定のエリアで閾値スケールに到達するためのボーナスチャレンジを作成し、マップを構築し続け、戦略的な地域での密度を向上させることに、フォーカスすることができます。

需要生成の考慮事項

DePIN ネットワークが閾値スケールに達すると、ネットワークの需要側に本格的に販売を開始することができます。 これは、誰が販売を行うべきか、という疑問を提起します。

DePIN ネットワークは、最終的には、顧客がネットワークが集約するリソースに簡単にアクセスできる場合にのみ価値があります。消費者と企業は、通常、許可不要のネットワークから直接購入することを望まず、従来の企業から購入することを好みます。 これにより、付加価値再販業者（VAR）が、ネットワークリソースを、顧客が理解し、購入しやすい製品やサービスにパッケージングする機会が生まれます。

ネットワーク作成者は、ネットワーク VAR を運用するオプションもあります。 この会社は、ネットワークの上に構築され、顧客関係とそれに付随するすべてのもの、すなわち、製品開発、販売、顧客獲得と保持、継続的なサポートとサービスの法的契約などを所有する。ネットワークに VAR を構築する利点は、 (顧客への) 製品販売コストと、ネットワークによって提供される原材料コストとの間の完全なスプレッドを捉えられることである。このアプローチは、ネットワークをフルスタックにし、需要サイドの顧客から一定のフィードバックがあるため、より厳しい製品ループを可能にします。

あるいはまた、必ずしも VAR である必要はなく、ネットワークの上に構築する必要もありません。代わりに、需要サイドの関係をネットワークエコシステムにアウトソーシングすることができます。 このアプローチは、コアプロトコル開発に専念することを可能にしますが、顧客との接触を少なくすることは、製品のフィードバックと反復を妨げる可能性があります。

ネットワーク VAR であるべきか、アウトソーシングであるべきか？

異なる DePIN チームが、多くの角度からこの問題に取り組んできました。

例えば、Hivemapper Inc. は、現在、Hivemapper Network の主要 VAR です。 ネットワークマッピングデータの上に構築し、商用 API を介してエンタープライズグレードのロジスティクスとマッピングデータを提供します。

Helium の場合、Helium Mobile Network は、Helium Systems Inc. からスピンアウトした単一の VAR である Helium Mobile によってサービスを提供されますが、Helium の IoT Network は、Senet のような VAR のエコシステムによって商用化されています。このエコシステムには、ホットスポットの展開の支援から、センサーとカバレッジの購入、パケット転送の検証に至るまで、あらゆるものが含まれています。

Hivemapper や Helium とは異なり、Render Network は、ネットワーク リソースの商業化をアウトソーシングして、コンピューティング クライアントをオープンにし、それらのリソースをレンダリングや機械学習の仕事をしているエージェンシーやアーティストに再販しています。 Render Network 自体は、計算の完全性の証明、プライバシー保証、パッケージやライブラリ固有のワークロードを処理する異なるオーケストレーションレイヤーの証明を提供しません。

重要なポイント — 一般的に、サービスや信頼保証を積み重ねることが、需要を促進するということがわかりました。ネットワークは、これらのサービスを選択することができますが、それらのサービスに、重要なスケールの閾値に達する前に、あまりにも早く投資してしまうと、時間、労力、お金が無駄になってしまいます。規模が拡大したときには、これらのサービスは、サービスしようとする顧客に合わせて、サービス提供をカスタムしてくれるサードパーティによって扱われるのが最適です。

また、ネットワークは、通常、ネットワークのリソースを拡張し、商業化し始めているときに、次の形をとることがわかりました。

• 段階 I：閾値スケールの最初の節目、またはその前後で、コアチームは、需要サイドの関係のすべての側面を管理する。 これは、初期の顧客が、できるだけ高品質の製品を受け取ることを保証する目的です。
• 段階 II：閾値スケールの最初の節目を超えて、ネットワークは、サードパーティのエコシステムをオープンにして、ネットワークの集約リソースを再販し始めることができます。キュレーションを扱うサードパーティは、ネットワークを活用し、需要と供給の関係を仲介することができます。
• 段階 III：安定した状態であれば、リソースをパッケージ化して、幅広いネットワーク参加者に販売する多くのアクターがいます。 この段階では、ネットワークは、他のサービス企業が、顧客と直接関係を築き、サービスを提供するためのプラットフォームであり、純粋にリソースレイヤーとして機能します。

トークンデザインの重要性

ネットワークが需要生成の拡大を特定のパーティーに依存している場合は、これらのネットワーク参加者のためにプロトコルインセンティブを指定すると便利です。 サードパーティの需要生成活動のためのトークンは、多くの場合、節目に基づいており、ネットワークとサードパーティの両方が、いくつかの共有目標を達成したときに、これらのパーティーに報酬を与えるためのトークンが作成されます。 パートナーがネットワークにもたらす価値が、最終的に獲得するトークンに見合うように、常に慎重に、トークン発行量を設定する必要があります。

楽しみにしています

このエッセイでは、新しい DePIN ネットワークを検討する際に、創設者と議論する最も一般的な課題と考慮事項について説明しました。

私たちは、新しい、カテゴリを定義する DePIN が今後数年間で出現することを期待しており、トークン配布、ハードウェア、閾値スケール、需要生成のコアプロパティが重要であり、供給サイドのリソースを効果的に構築し、需要サイドの顧客にサービスを提供するために、十分に検討されるべきであると考えています。これらのネットワークは、基本的に市場であり、それぞれのトレードオフは、固有のネットワーク効果を強化するか、新規参入者が競争するためのギャップを生み出すリップル効果を有します。

私たちは、DePIN は、暗号通貨ネイティブの資本形成を通じて、貴重なインフラストラクチャネットワークを構築するコストを削減する方法であると見ています。 明確なトレードオフを作り、通信、エネルギー、データ集約、カーボン除去、物理ストレージ、ロジスティクス、配送など、巨大な市場のサブセットを提供するネットワークには、広大なデザインの余地があると考えています。DePIN でアイデアの迷路にいるのであれば、私たちにぜひ、プロセスを通して考えるお手伝いをさせてください。