探索 DePIN 网络的设计空间

2022 年 4 月，我们发表了关于物理工作证明 (PoPW)网络（现在，更通俗地称为“分散式物理基础设施网络”，或简称“DePIN”）的论文。在这篇文章中，我们写道：

“[PoPW 网络] 激励人们做一些可验证的工作，以构建现实世界的基础结构。 与有形基础设施建设的传统资本形成形式相比，这些不受限制、可信和中立的协议具有以下特征：

1. 可以更快地建设基础设施——速度往往要快10到100倍
2. 更符合超本地化市场需求
3. 更具成本效益

我们是该论文的第一位主要投资者，并且，在此后的时间里，我们已经看到 DePIN 网络在各种类别（如能源、物流、地图、电信等）中实现了寒武纪式的大爆发。最近，我们观察到更多特殊用途资源网络利基类别的出现，特别是针对数字商品，如计算、存储、带宽和消费者数据聚合。每个网络的背后都有隐藏的结构成本或绩效套利，只有加密原生资本形成才能实现。

DePIN网络中的设计模式和最佳实践存在大量重叠。创始人和社区在思考网络设计时有几个关键问题需要考虑。网络硬件应该面向消费者，还是应该面向专业安装人员？需要多少个节点才能吸引第一个、第十个或千个付费客户？您应该让网络完全无需许可，还是应该通过可信中介机构进行管理？

这些决策必须在网络设计的早期就做出，并且这些决策必须是正确的； 支点问题通常决定 DePIN 网络的成功或失败，硬件级别、代币级别、分发级别或需求激活层的微小变化可能会对网络的成功或失败产生巨大影响。

在 Multicoin，我们仍然看好 DePIN，并预计许多新的、定义类别的网络将在未来几年进入市场。本文将探讨 DePIN 创始人和社区正在考虑的最常见的权衡，希望帮助下一代 DePIN 创始人和社区更成功地设计网络。我们提出了构建 DePIN 的三个必要考虑因素：硬件、阈值规模和需求生成。在每个 DePIN，我们都探讨了为关键设计决策提供信息的主要问题，并概述了其广泛的代币设计含义。

硬件考虑

大多数 DePIN 网络协调物理基础架构 — 即世界上的真实硬件。然而，情况并非总是如此。某些网络管理虚拟资源，例如计算、存储或带宽（这些网络有时称为“分散式虚拟基础设施网络”或“DeVIN”）。但是，为了服务于本节的讨论，我们将假设您的网络具有真实世界的硬件，因此，您需要回答一些关键的网络设计问题。

谁制造的硬件？

制造和分销自己的硬件的 DePIN 网络对网络的供应方拥有更多的控制权。他们还可以与贡献者建立直接关系（有时会形成更强大的社区）。然而，随着时间的推移，这些公司面临着成为制造和分销流程的瓶颈或单点故障的风险，这可能会限制网络的扩展能力。

制造和分销您自己的硬件的替代方法是开源您的硬件规格，并要求社区为您构建它。这使得创始人和社区能够扩大网络的供应方，同时也分散许多公司的供应链风险。当然，这种方法的问题在于，激励第三方制造商为新市场构建硬件既困难又昂贵。另一个您还必须考虑的因素是硬件质量和支持。假设您成功构建了一个强大的硬件制造商生态系统，您还需要保持跨设备和支持的质量。

Helium，一个分散式无线网络，是一个有趣的案例研究。他们首先构建自己的热点以帮助引导网络，然后快速开源他们的硬件规格，并激励强大的第三方生态系统为他们构建硬件。尽管其庞大的第三方硬件制造商网络，Helium 在网络的关键增长阶段却遭遇了严重的供应链瓶颈，而且一些制造商提供的支持很差。

另一方面，Hivemapper, 一个分散化地图网络，选择构建和分发自己的硬件行车记录仪。这使他们能够完全控制硬件生产，这使他们能够快速迭代仪表盘的固件，并更快被动视频上传，这反过来加速了地图覆盖率，从而提高了数据的商业价值。从权衡而言，让一家公司控制硬件的生产对供应链来说是一种集中影响，可以使供应链变得更加脆弱。

要点—通常，我们已经观察到，当硬件规格是开源的并且部署是无许可的时，DePIN 网络的扩展速度要快得多。当网络足够成熟时，开放硬件开发以分散和扩展网络当然是有意义的。然而，在早期，控制硬件以确保质量和支持是有意义的。

您的硬件是主动的还是被动的？

一些 DePIN 网络是设置然后忘记，而另一些则需要更持续的用户参与度。

例如，在氦的情况下，设置热点的时间成本约为从拆箱时刻开始的10分钟。然后，在那之后，该框只是坐在那里，并且被动地为网络提供覆盖，而不需要主机太多额外的工作。另一方面，像 Geobyte（使用智能手机对室内空间进行分散映射）这样的网络要求用户积极做一些事情来创造价值（使用手机传感器捕获室内空间的视频）。对于供应方贡献者来说，投入活跃网络的时间显然是牺牲了可能用于其他创收活动或更广泛的生活的时间。因此，活跃网络的贡献者必须赚取更多（在大多数情况下通过代币或网络设计）来证明他们的时间和机会成本是合理的。这也意味着主动网络由于其设计的原因，比被动网络更慢地达到阈值规模（我们将在下面详细讨论）。

从积极的角度来看，由于活跃的 DePIN 网络需要一定程度的持续参与，因此通常有更多参与度和经验丰富的网络贡献者。另一方面是活跃网络也受到愿意和/或能够贡献的总人数的限制。

要点 — 一般来说，我们观察到，如果贡献者预先支付一次性成本（时间或金钱），而不是持续、不间断的成本，那么 DePIN 网络更容易扩展； 无源网络更容易建立，因此更容易扩展。

成为一个活跃的网络并不是丧钟，它们只是需要创造性思维和激励设计。例如，与传统基础设施网络相比，Geobyte、Dronebase、FrodoBots 及 Veris 等活跃网络看起来更像”永续游戏“。

安装硬件有多困难？

各种 DePIN 网络的硬件安装难度有所不同。硬件可以像将盒子插入墙一样简单，或者需要专业安装人员。

在难度范围的简单方面，游戏玩家可以将他们的 GPU 连接到 Render Network，一种分布式计算网络，只需运行一个 bash 脚本即可，这是理想的选择，因为计算网络需要数以万计的地理分布的 GPU，涵盖性能和带宽配置文件，才能正确服务于数据中心卸载。

在难度范围的中段，Hivemapper 仪表盘需要 15-30 分钟才能安装。在给定的地理区域需要数百辆这样的车辆来构建一个强大的实时地图，因此安装必须是一个简单的预先投资，并在此后易于操作。

相比之下，在难度范围方面，XNET 正在构建运营商级 CBRS 无线网络。他们的网络的无线电需要本地互联网服务提供商（ISP）的专业安装，以及商业土地所有人的选择；然而，他们的网络仍在扩展，因为只需要少数这样的安排就可以完全覆盖城市地区和服务运营商卸载和数据漫游用例。

要点 — 网络扩展的速度直接受到安装硬件的难易程度的影响。如果您的网络需要世界各地数十万台设备，那么您需要使硬件尽可能容易安装。如果您的网络仅通过几个节点即可快速扩展，那么您可以选择专注于将专业贡献者引入网络，而不是零售贡献者。一般来说，当安装复杂度足够低时，DePIN网络扩展速度最快，普通人可以轻松地成为贡献者。

代币设计影响

在考虑建立网络时，早期的供应方贡献者是需要考虑的最重要的利益相关者之一。根据您做出的硬件决策，供应方贡献者的概况可能会偏向该范围中间的普通人、专业人士或某些“产消者”。

我们已经观察到，专业贡献者倾向于以美元计价的回报来考虑他们的收益，并且更有可能在网络生命周期的早期将他们的代币货币化。另一方面，早期的普通零售贡献者更有可能关注长期结果，并且更有可能希望积累尽可能多的代币，而不管短期价格波动如何。

拥有更多专业贡献者的网络可以尝试传统现货代币激励的替代方案，例如锁定代币或远期、以美元计价的收入分成协议。

无论供应方贡献者群体如何，在成熟时，网络的供应方必须以美元计价支付资本投资和运营成本。确保代币可以在网络成熟度后期阶段用于奖励贡献者，同时平衡早期采用者的自立激励，这是一个棘手但重要的平衡。

阈值规模考虑

我们使用术语“阈值规模”来描述网络的供应方何时开始对网络的需求方变得商业上可行。DePIN 网络本质上具有颠覆性，因为代币可用于奖励早期贡献者，以将基础设施部署到阈值规模。

有些网络可以从一个或几个节点（例如：存储和计算市场）的第一天开始服务需求，还有一些网络需要最小规模来满足其需求（例如：无线网络，物流和履行网络）。随着需求发生跨越数量级的扩展，满足增量需求所需的最小可行节点集也会跟着扩展。

位置有多重要？

一些 DePIN 网络不能从物理分布中受益，而另一些则绝对需要它。在大多数情况下，如果一个网络需要协调物理资源，那么它是对位置敏感的，因此，在确定何时参与需求生成时，关于最小可行覆盖的推理成为一个重要因素。

有些网络非常依赖于位置，而网络则与位置无关。例如，能源市场（如 Anode和地图网络（如 Hivemapper）都非常依赖于位置。Helium IOT 等无线网络与位置相关，但由于热点的范围很广，因此位置相关性较小。带宽市场，例如 Filecoin Saturn、Fleek 或 Wynd 对位置的敏感度甚至更低，因为它们只需要一般的地理覆盖范围，而不是特定位置的节点。

另一方面，计算市场的 DeVIN，例如 Render Network，或存储市场，例如 Filecoin，对位置毫不敏感。在这些网络中，将供应方贡献者资源引导到阈值规模变得更容易，因为漏斗顶部不受地理位置的限制。

要点 —一般来说，我们观察到，如果网络对位置敏感，则应激励供应方贡献者为目标区域做出贡献，这些目标区域将达到阈值规模，以释放可用的市场。一旦实现，网络应采取“土地和扩大”的方法，并在其他不同领域重复这一战略。

网络密度有多重要？

基于以上关于最小可行覆盖的观点，一些DePIN网络有一个“网络密度”的概念，通常以硬件（或节点）单位或特定区域特定资源的总聚合单位来定义。

Helium Mobile 是一家 web3 移动运营商，将其网络覆盖定义为每个社区的移动热点。对于 Helium Mobile 而言，超局域密度非常重要，因为网络需要显著密度的移动热点，才能在一个区域提供连续覆盖。

Teleport 是一种无许可的乘车共享协议，将密度定义为市区热点 5-10 英里半径范围内可用的活跃驾驶员数量。密度对于 Teleport 非常重要，因为没有人想等待 10 分钟以上的出租车。然而，超局域密度对于 Teleport 来说并不重要，因为司机显然可以开车来接收一个乘客，而氦移动热点无法移动来接收用户蜂窝流量。

Hivemapper 将网络密度定义为给定城市中的映射器数量，因为网络需要在城市中拥有足够的映射器以提供不断更新的映射数据。但 Hivemapper 不需要与 Teleport 相同的密度水平，因为地图刷新可以承受比出租车接送更大的延迟。

阈值规模的背景下考虑密度的一个简单方法是考虑，在某个地理区域中贡献者的阈值是多少时，网络可以进行首次销售或吸引第一个需求方客户？那第十个呢？那第一百个呢？

例如，XNET 是一家去中心化、经过伪许可的移动运营商，可能只需要 100 个经过专业安装的大型无线电来为市区提供服务；然而，Helium Mobile 的无线电设备较小且由零售供应商安装，需要更多数量的无线电设备才能覆盖同一城市区域 - 具有 100 个小型基站的 Helium 移动网络价值很小，但具有 10 万个基站的 Helium 移动网络则值得 非常多。由于他们的硬件设计决策，氦移动的阈值规模高于 XNET 的阈值规模。

要点 — 一般来说，我们观察到密度要求更高的网络需要更多的贡献者才能实现阈值规模。相比之下，低密度网络可以利用更复杂的硬件和/或专业贡献者。

代币设计影响

我们已经观察到，具有更高阈值规模的网络（由于位置敏感度或网络密度要求的某种组合）需要更多的代币激励来构建网络的供应方。相比之下，阈值规模相对较低的网络可以通过代币激励措施灵活地变得更加保守，并且可以将它们分散到后期阶段的阈值规模里程碑。

一般来说，代币分发有两个共同的策略：基于时间的策略和基于利用率的策略。基于时间的策略最适合具有高阈值规模的网络，而基于利用率的策略最适合具有相对较低阈值规模的网络。Helium 采用基于时间的代币排放计划，而 Hivemapper 采用基于网络利用率的排放计划。

基于时间的策略涉及创建代币，并在给定的时间段内按照其网络贡献的某种程度按比例发放给贡献者。如果上市时间对基础设施建设很重要，那么这些产品就更适合，并且比竞争对手更快地达到阈值规模至关重要。如果网络不是赢家通吃市场的先行者，那么基于时间的策略是一个值得考虑的强而有力的选择。（请注意，这种方法通常要求网络具有清晰的视线，以便通过弹性供应链分配硬件。）

基于网络利用率的代币分发是一种更灵活的机制，允许代币基于网络增长进行分发。奖励机制包括用于特定位置、特定时间或提供给网络的特定类型的网络构建的超大代币。这里的代价是，虽然这样可保留网络向最有价值的增值参与者分发代币的选项，但它为供应方带来了收益不安全性，从而可能导致更低的转化率和更高的流失率。

例如，Hivemapper 绘制了美国 10% 的地图，并用不到总代币排放量 2% 的奖励来奖励地图贡献者。因此，他们现在可以非常周密地构建奖励挑战，以在特定领域达到阈值规模，以继续构建地图并提高战略区域的密度。

需求生成考虑

当 DePIN 网络达到阈值规模时，它们可以开始认真地向网络的需求方销售。这就引出了一个问题，谁应该做销售？

只有当客户能够轻松访问网络聚合的资源时，DePIN 网络最终才有价值。消费者和企业通常不想直接从未经许可的网络购买，而是更愿意从传统公司购买。这为增值经销商（VAR）创造了机会，将网络资源打包成客户理解并愿意购买的产品和服务。

网络创建者还可以选择运营一个网络经销商（VAR）。该公司建立在网络之上，并拥有客户关系及其附带的一切 — 即产品开发、销售、客户获取和保留、持续支持和服务法律协议等。在网络上构建经销商（VAR）的优势是捕获产品销售成本（对客户）和网络提供的原材料成本之间的全部差价。这种方法使网络成为全栈，并实现更严格的产品迭代，因为需求方客户会不断提供反馈。

或者，您不必成为经销商（VAR）或在网络之上构建。您可以将需求方关系外包给网络生态系统。通过这种方法，您可以专注于核心协议的开发，但减少与客户的接触点可能不利于产品的反馈和迭代。

您应该成为网络增值经销商还是外包？

不同的 DePIN 团队从许多角度解决这个问题。

例如，今天的 Hivemapper Inc. 是 Hivemapper 网络的主要经销商（VAR）。它们建立在网络映射数据之上，并通过商业 API 提供企业级物流和映射数据。

在 Helium 的情况下，Helium 移动网络由单一的经销商（VAR）（Helium Mobile）提供服务，该经销商（VAR）从 Helium Systems Inc. 分离出来，而 Helium 的物联网网络由经销商（VAR）生态系统（例如Senet 商业化，其中包括从帮助客户部署热点，购买传感器和覆盖范围，到验证数据包传输的所有内容。

与 Hivemapper 或 Helium 不同，Render Network 将网络资源商业化外包给开放计算客户端，然后将这些资源转售给从事渲染和机器学习工作的机构和艺术家。Render Network 本身不提供计算完整性、隐私保证或处理包或库特定工作负载的不同编排层的证明； 相反，这些都是由第三方客户端提供的。

要点 — 一般来说，我们观察到分层服务或信任保证可以推动需求。网络可以选择自己提供这些服务，但过早投资这些服务（在达到某个临界规模阈值之前）将导致时间、精力和金钱的浪费。从规模上看，这些服务最好由第三方来处理，这些第三方可以根据他们寻求服务的客户定制他们的产品。

我们还观察到，当网络开始扩展和商业化网络资源时，网络通常会呈现以下形式：

• 第一阶段：在第一个阈值规模里程碑或前后，核心团队管理需求方关系的所有方面。这是为了确保早期客户获得尽可能高质量的产品。
• 第二阶段： 除了第一组阈值规模里程碑之外，网络可以开始开放第三方生态系统，以转售网络的聚合资源。处理管理的第三方可以利用网络并调解需求和供应之间的关系。
• 第三阶段：在某种稳定状态下，许多参与者会打包资源，出售给各类网络参与者。在此阶段，网络是其他服务企业直接利用和服务客户的平台，纯粹充当资源层。

代币设计影响

如果您的网络依赖于特定方来扩展需求生成，那么为这些网络参与者指定协议激励措施可能会有所帮助。第三方需求生成活动的代币通常是基于里程碑，而当网络和第三方实现某些共同目标时，代币将被创建以奖励各方。您应该始终深思熟虑地构建向合作伙伴的排放量，以便他们为网络带来的价值与他们最终获得的代币相称。

展望未来

本文探讨了我们在探索新 DePIN 网络时，与创始人讨论的最常见问题和考虑因素。

我们预计未来几年会出现新的、定义类别的 DePIN，并认为代币分发、硬件、阈值规模和需求生成等核心特征至关重要，应该充分探索，以便有效地构建供应方资源并为需求方客户提供服务。这些网络本质上是市场，每种权衡都会产生连锁反应，要么增强其固有的网络效应，要么为新进入者创造竞争差距。

最终，我们将 DePIN 视为通过加密原生资本形成来降低构建有价值基础设施网络成本的一种方式。我们相信，需要进行独特权衡，并为电信、能源、数据聚合、碳去除、物理存储、物流和交付等广阔市场之下的细分行业提供服务的网络拥有巨大的设计空间。如果您对于各种 DePIN 想法感到迷惑，我们很乐意帮助您理清思维。