Mạng Lưới Cơ Sở Hạ Tầng Vật Lý Phi Tập Trung (DePINs) đang thay đổi cách tiếp cận hạ tầng của chúng ta bằng cách tích hợp các thiết bị thông minh với công nghệ blockchain. Sự kết hợp này tạo ra một phương thức cách mạng để quản lý và bảo mật cả môi trường kỹ thuật số và vật lý. Tuy nhiên, kiến trúc chuẩn cho DePINs vẫn chưa được thiết lập. Hiện tại, hầu hết các dự án DePIN dựa vào kiến trúc Web2 truyền thống kích hoạt phần thưởng token blockchain. Mặc dù vậy, logic cốt lõi của DePIN vẫn mang tính tập trung, thường bị giới hạn trong các hệ thống dựa trên đám mây, điều này hạn chế tiềm năng phi tập trung thực sự của chúng.
Connor Lovely
Kiến Trúc Tham Chiếu IoT Tập Trung Đám Mây
Để thiết kế một hạ tầng phi tập trung cho DePINs, việc xem xét sự phát triển của các hạ tầng Cloud và IoT tập trung trong thập kỷ qua mang lại những hiểu biết quý giá. Các hệ thống này thể hiện lợi ích của thiết kế mô-đun, thích nghi để đáp ứng các nhu cầu công nghệ đa dạng. Kiến trúc IoT điển hình bao gồm nhiều thành phần:
- Thiết Bị Thông Minh: Một loạt các thiết bị thông minh, có độ phức tạp khác nhau, có thể kết nối với đám mây bằng cách cài đặt SDK thiết bị, hệ điều hành và thông tin xác thực thiết bị do nhà cung cấp dịch vụ đám mây cung cấp.
- Dịch Vụ Quản Lý Kết Nối: Dịch vụ quản lý kết nối xử lý sự phức tạp của các giao thức truyền thông khác nhau và đảm bảo giao tiếp hai chiều an toàn giữa thiết bị thông minh và dịch vụ đám mây.
- Dịch Vụ Quản Lý Danh Tính và Truy Cập: Dịch vụ quản lý danh tính quản lý vòng đời danh tính (tạo, onboard, giám sát, báo cáo, bảo trì và offboard) và mối quan hệ giữa thiết bị thông minh với chủ sở hữu của chúng.
- Dịch Vụ Quản Lý Thiết Bị: Dịch vụ quản lý thiết bị quản lý vòng đời (cung cấp, triển khai, bảo trì và ngừng hoạt động) của thiết bị thông minh.
- Dịch Vụ Lưu Trữ Dữ Liệu: Dịch vụ lưu trữ dữ liệu xử lý cả lưu trữ ngắn hạn và dài hạn dữ liệu thu thập từ thiết bị thông minh.
- Dịch Vụ Xử Lý Dữ Liệu: Dịch vụ xử lý dữ liệu xử lý dữ liệu thu thập từ thiết bị thông minh dựa trên các quy tắc cấu hình trước để thu thập thông tin về thế giới vật lý. Hạ tầng điện toán đám mây, mặc dù mang tính tập trung cao, cung cấp nhiều thành phần lý tưởng để xây dựng hạ tầng DePIN mô-đun.
Kiến Trúc DePIN Mô-đun
Bây giờ hãy khám phá kiến trúc mô-đun cho DePIN có thể trông như thế nào. Xây dựng một ứng dụng DePIN bao gồm một ngăn xếp công nghệ phức tạp, bao gồm các lớp có thể kết hợp và mô-đun, như minh họa trong hình dưới đây:
Lớp Trừu Tượng Phần Cứng (HAL)
Lớp Trừu Tượng Phần Cứng (HAL) nhằm đơn giản hóa sự phức tạp và đa dạng của nhiều loại thiết bị thông minh, cả lớn và nhỏ, và cho phép chúng kết nối an toàn với Lớp Kết Nối (CL) tập trung hoặc phi tập trung. Một SDK nhúng nhẹ, phổ quát hỗ trợ các dòng vi điều khiển phổ biến (ví dụ: ESP32, Arduino, STM32), máy tính một bo mạch (ví dụ: Raspberry Pi, ODROID, Rock Pi), và điện thoại thông minh (ví dụ: Android, iOS) là rất mong muốn.
Lớp Kết Nối (CL)
Lớp Kết Nối (CL) có thể là dịch vụ tập trung, như cổng IoT dựa trên đám mây, hoặc mạng phi tập trung. Lớp này thường hỗ trợ các giao thức truyền thông khác nhau (ví dụ: HTTP(s), WebSocket, MQTT, CoAP) và chịu trách nhiệm truyền dữ liệu thu thập từ thiết bị thông minh đến Lớp Sắp Xếp (SL) một cách đáng tin cậy.
Lớp Sắp Xếp (SL)
Lớp Sắp Xếp (SL) có thể là dịch vụ tập trung hoặc mạng phi tập trung sắp xếp các gói dữ liệu từ thiết bị thông minh trước khi lưu trữ chúng trong Lớp Cung Cấp Dữ Liệu (DAL). SL cũng điều phối giữa DAL và Lớp Tính Toán Ngoài Chuỗi (OCCL), lấy các bộ dữ liệu từ DAL và xử lý chúng trong OCCL để tạo ra các bằng chứng hợp lệ tương ứng. Kết quả và bằng chứng sau đó có thể được gửi đến Lớp Blockchain (BL) bởi các nút trong SL.
Lớp Cung Cấp Dữ Liệu (DAL)
Lớp Cung Cấp Dữ Liệu (DAL) có thể là dịch vụ tập trung hoặc mạng phi tập trung lưu trữ tạm thời dữ liệu trong một khoảng thời gian do dự án DePIN xác định. Khi thời gian này hết hạn, dữ liệu có thể bị xóa ngay hoặc chuyển sang Lớp Lưu Trữ Dài Hạn (LTSL). Tùy theo cấu hình dự án, DAL cũng định kỳ cam kết các bộ dữ liệu (ví dụ: tính toán hàm băm) lên Lớp Blockchain (BL) để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu.
Lớp Lưu Trữ Dài Hạn (LTSL)
Lớp Lưu Trữ Dài Hạn (LTSL) có thể là dịch vụ tập trung hoặc mạng phi tập trung được thiết kế để lưu trữ dữ liệu lâu dài, phù hợp với nhu cầu của các dự án DePIN. Dữ liệu lưu trữ có thể được truy cập từ LTSL cho các mục đích khác nhau (ví dụ: chia sẻ với bên thứ ba) qua các API lưu trữ, theo các chính sách truy cập đã định trước.
Lớp Tính Toán Ngoài Chuỗi (OCCL)
Lớp Tính Toán Ngoài Chuỗi (OCCL) có thể hoạt động như dịch vụ tập trung hoặc nhóm tài nguyên tính toán phi tập trung có khả năng thực thi logic kinh doanh đặc thù dự án trên dữ liệu lưu trữ trong DAL và tạo ra các bằng chứng hợp lệ (ví dụ: bằng chứng không tiết lộ thông tin, xác nhận dựa trên TEE) cho các phép tính. Điều này đảm bảo các phép tính đã được thực hiện chính xác trên các đầu vào nhất định, cho phép kết quả được tin cậy và xác minh công khai.
Lớp Blockchain (BL)
Lớp Blockchain (BL) đóng vai trò là điểm tin cậy của ứng dụng DePIN, quản lý danh tính người tham gia, giao dịch, dữ liệu thiết bị và trạng thái, cùng các chức năng khác. Nó cũng xử lý các nhiệm vụ quan trọng như xác minh các phép tính ngoài chuỗi, điều phối mạng máy móc, phân phối phần thưởng token cho các thợ đào DePIN, và quản trị trên chuỗi.
Lớp Danh Tính (IL)
Lớp Danh Tính (IL) quản lý cả danh tính trên chuỗi và ngoài chuỗi (ví dụ: ví trừu tượng tài khoản (AA), định danh phi tập trung (DID)) cho tất cả các thực thể tham gia DePIN, như thiết bị thông minh, người dùng và máy chủ. Trong khi danh tính trên chuỗi (ví dụ: Tài Khoản Sở Hữu Ngoài (EOA) hoặc ví AA) cho phép người dùng quản lý tài sản DePIN, danh tính ngoài chuỗi (ví dụ: DID hoặc chứng chỉ X.509) cho phép tương tác an toàn giữa các máy.
Lớp Quản Trị (GL)
Lớp Quản Trị (GL), có thể hoạt động trên chuỗi, ngoài chuỗi hoặc kết hợp, chịu trách nhiệm định nghĩa và thực thi các chính sách và quy trình của các lớp khác trong ngăn xếp công nghệ DePIN. Đặc biệt, GL cho phép các chủ sở hữu token đưa ra quyết định về nhiều khía cạnh của dự án DePIN (ví dụ: sử dụng quỹ dự án, nâng cấp giao thức), thường thông qua quá trình bỏ phiếu cộng đồng.
Kết Luận
Cơ sở hạ tầng mô-đun được mô tả ở trên cung cấp một khung kiến trúc đa năng và toàn diện, lý tưởng để phát triển các ứng dụng DePIN. Bản thiết kế chung này được thiết kế để dễ dàng thích nghi, cho phép các nhà phát triển tùy chỉnh kiến trúc đáp ứng yêu cầu riêng biệt của từng dự án. Tùy thuộc vào phạm vi và mục tiêu dự án, các nhà phát triển có thể chỉ sử dụng một phần các lớp đề xuất hoặc tích hợp nhiều lớp để nâng cao chức năng và hiệu suất.
Trong các bài viết tương lai, chúng tôi sẽ đi sâu hơn vào từng lớp mô-đun của cơ sở hạ tầng này. Chúng tôi sẽ khám phá các cân nhắc thiết kế cụ thể và các chi tiết kỹ thuật định hình từng lớp. Bằng cách phân tích cách mỗi thành phần đóng góp vào hệ thống tổng thể, chúng tôi nhằm cung cấp hiểu biết rõ ràng hơn về cách tối ưu hóa và triển khai các lớp này trong các ứng dụng thực tế. Những phân tích chi tiết này sẽ hỗ trợ các nhà phát triển và kỹ sư đưa ra quyết định sáng suốt phù hợp với mục tiêu dự án và yêu cầu kỹ thuật của họ. Hãy đón chờ phần phân tích chi tiết từng lớp, đầy những kiến thức và lời khuyên thực tiễn để triển khai hệ thống DePIN thành công.
Về IoTeX
IoTeX là nền tảng hạ tầng mô-đun duy nhất của DePIN kết nối các thiết bị thông minh và dữ liệu thực tế với blockchain. Giải pháp middleware của IoTeX W3bstream cung cấp tính toán và xác minh dữ liệu thực tế, đưa dữ liệu lên chuỗi đồng thời mang lại tính mô-đun và khả năng tùy chỉnh mà các nhà phát triển cần để thúc đẩy sự chấp nhận rộng rãi. Là nhà cung cấp hàng đầu về hạ tầng DePIN, IoTeX tạo điều kiện cho phần thưởng mới từ thiết bị và hoạt động trên/ngoài chuỗi cho người dùng, biến thiết bị cá nhân thành nền kinh tế cộng đồng, và mã hóa "dữ liệu của mọi thứ." Được hỗ trợ bởi đội ngũ toàn cầu gồm hơn 60 nhà khoa học và kỹ sư nghiên cứu, IoTeX kết hợp blockchain L1 tương thích EVM, middleware tính toán ngoài chuỗi và phần cứng mở để kết nối hàng tỷ thiết bị thông minh, máy móc, cảm biến và dApp trên thế giới vật lý và kỹ thuật số.
Trang web | Twitter | Twitter Nhà Phát Triển | Cổng Thông Tin Nhà Phát Triển | Reddit | Discord | YouTube | DePINScan