DePIN の構成要素

現在、ほとんどの DePIN プロジェクトは、ブロックチェーントークンの報酬を有効にする従来の Web2 アーキテクチャに依存しています。ここでは、DePIN のモジュラーアーキテクチャがどのようなものかを検討します。 DePIN アプリケーションの構築には、コンポーザブルなモジュール層で構成される複雑な技術スタックが必要です。

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May 4, 2024 • 5 min read

分散型物理インフラストラクチャネットワーク (DePIN) は、スマートデバイスとブロックチェーンテクノロジーを統合することにより、インフラストラクチャへのアプローチを変革しています。この組み合わせにより、デジタル環境と物理環境の両方を管理および保護する革新的な方法が可能になります。ただし、DePIN の標準化されたアーキテクチャはまだ確立されていません。現在、ほとんどの DePIN プロジェクトは、ブロックチェーントークンの報酬を有効にする従来の Web2 アーキテクチャに依存しています。それにもかかわらず、DePIN の中核ロジックは依然として集中化されており、多くの場合クラウドベースのシステムに限定されているため、真の分散化の可能性が制限されています。

クラウド中心の IoT リファレンスアーキテクチャ

DePIN の分散型インフラストラクチャを設計するには、過去 10 年間の集中型クラウドおよび IoT インフラストラクチャの進化を調べることで、貴重な洞察が得られます。これらのシステムは、多様な技術的ニーズに適応するモジュール設計の利点を実証しています。一般的な IoT アーキテクチャには、いくつかのコンポーネントが含まれています。

スマートデバイス: クラウドサービスプロバイダーが提供するデバイス SDK、オペレーティングシステム、およびデバイス資格情報をインストールすることで、多かれ少なかれ複雑なさまざまなスマートデバイスをクラウドに接続できます。
接続管理サービス: 接続管理サービスは、さまざまな通信プロトコルの複雑さを処理し、スマートデバイスとクラウドサービス間の安全な双方向通信を保証します。
ID およびアクセス管理サービス: ID 管理サービスは、ID ライフサイクル (つまり、作成、オンボーディング、監視、レポート、メンテナンス、オフボーディング) とスマートデバイスとその所有者との関係を管理します。
デバイス管理サービス: デバイス管理サービスは、スマートデバイスのライフサイクル (つまり、プロビジョニング、展開、メンテナンス、廃止) を管理します。
データストレージサービス: データストレージサービスは、スマートデバイスから収集されたデータの短期および長期の両方の保存を処理します。
データ処理サービス: データ処理サービスは、物理世界に関する洞察を得るために、事前設定されたルールに基づいてスマートデバイスから収集されたデータを処理します。クラウドコンピューティングインフラストラクチャは、その高度に集中化された性質にもかかわらず、モジュラー DePIN の構築に最適な多数のコンポーネントを提供します。インフラストラクチャー。

モジュラー DePIN アーキテクチャ

ここで、DePIN のモジュラーアーキテクチャがどのようなものかを見てみましょう。 DePIN アプリケーションの構築には、以下の図に示すように、コンポーザブルレイヤーとモジュラーレイヤーで構成される複雑な技術スタックが必要です。

ハードウェア抽象化レイヤー (HAL)

ハードウェア抽象化レイヤー (HAL) は、大小を問わず幅広いスマートデバイスの複雑さと多様性を簡素化し、集中型または分散型の接続レイヤー (CL) に安全に接続できるようにすることを目的としています。一般的なマイクロコントローラーファミリ (ESP32、Arduino、STM32 など)、シングルボードコンピューター (Raspberry Pi、ODROID、Rock Pi など)、スマートフォン (Android、iOS など) をサポートする、ユニバーサルで軽量の組み込み SDK が非常に望まれています。

接続層 (CL)

接続層 (CL) は、クラウドベースの IoT ゲートウェイなどの集中型サービス、または分散型ネットワークのいずれかになります。この層は通常、さまざまな通信プロトコル (HTTP(s)、WebSocket、MQTT、CoAP など) をサポートし、スマートデバイスから収集されたデータをシーケンサー層 (SL) に確実に送信する役割を果たします。

シーケンサー層 (SL)

シーケンサーレイヤー (SL) は、スマートデバイスからのデータパケットをデータアベイラビリティレイヤー (DAL) に保存する前に分類する集中型サービスまたは分散型ネットワークのいずれかになります。また、SL は DAL とオフチェーンコンピューティングレイヤー (OCCL) の間で調整を行い、DAL からデータセットを取得し、OCCL で処理して、対応する有効性証明を生成します。結果と証明は、SL 内のノードによってブロックチェーン層 (BL) に送信される可能性があります。

データ可用性レイヤー (DAL)

データ可用性レイヤー (DAL) は、集中型サービス、または DePIN プロジェクトによって決定された指定期間のデータを一時的に保存する分散型ネットワークのいずれかになります。この期間が終了すると、データは直ちに削除されるか、長期記憶層 (LTSL) に転送される場合があります。プロジェクトの構成に応じて、DAL はデータの整合性を確保するために、データセット (ハッシュの計算など) をブロックチェーンレイヤー (BL) に定期的にコミットします。

長期ストレージ層 (LTSL)

Long-Term Storage Layer (LTSL) は、DePIN プロジェクトのニーズに合わせて長期データ保持用に設計された集中型サービスまたは分散型ネットワークのいずれかです。保存されたデータは、事前定義されたアクセスポリシーに従って、ストレージ API を介してさまざまな目的 (サードパーティとの共有など) で LTSL からアクセスできます。

オフチェーンコンピューティング層 (OCCL)

オフチェーンコンピューティングレイヤー (OCCL) は、集中型サービスまたは分散型コンピューティングリソースプールとして機能し、DAL に保存されたデータに対してプロジェクト固有のビジネスロジックを実行し、有効性証明 (ゼロ知識証明、TEE など) を生成できます。 -ベースの証明書) を計算に使用します。これにより、指定された計算が特定の入力に対して正確に実行されたことが保証され、結果が信頼され、公的に検証されることが可能になります。

ブロックチェーン層 (BL)

ブロックチェーンレイヤー (BL) は、DePIN アプリケーションのトラストアンカーとして機能し、参加者の ID、トランザクション、デバイスデータ、ステータスなどを管理します。また、オフチェーン計算の検証、マシンネットワークのオーケストレーション、DePIN マイナーへのトークン報酬の配布、オンチェーンガバナンスなどの重要なタスクも処理します。

アイデンティティ層 (IL)

ID レイヤー (IL) は、スマートデバイス、ユーザー、サーバーなど、DePIN に関与するすべてのエンティティのオンチェーンとオフチェーンの両方の ID (アカウント抽象化 (AA) ウォレット、分散型識別子 (DID) など) を管理します。オンチェーン ID (例: 外部所有アカウント (EOA) または AA ウォレット) によりユーザーは DePIN 資産を管理できますが、オフチェーン ID (例: DID または X.509 証明書) によりマシン間の安全な対話が可能になります。

ガバナンス層 (GL)

ガバナンス層 (GL) は、オンチェーン、オフチェーン、またはハイブリッド方式で動作することができ、DePIN 技術スタック内の他の層のポリシーと手順を定義および強制する責任を負います。特に、GL により、トークン所有者は、通常はコミュニティベースの投票プロセスを通じて、DePIN プロジェクトのさまざまな側面 (プロジェクト財務省の使用、プロトコルのアップグレードなど) に関する意思決定を行うことができます。

結論

上で説明したモジュラーインフラストラクチャは、DePIN アプリケーションの開発に最適な、多用途かつ包括的なアーキテクチャフレームワークを提供します。この汎用ブループリントは適応性があるように設計されているため、開発者は特定のプロジェクト固有の要件を満たすようにアーキテクチャを調整できます。プロジェクトの範囲と目的に応じて、開発者は提案されたレイヤーのサブセットのみを利用することを選択することも、機能とパフォーマンスを強化するために複数のレイヤーを統合することもできます。

今後の記事では、このインフラストラクチャの各モジュール層をさらに詳しく掘り下げていきます。各レイヤーを定義する具体的な設計上の考慮事項と技術的なニュアンスを探っていきます。各コンポーネントがシステム全体にどのように寄与するかを分析することで、実際のアプリケーションでこれらの層を最適化および実装する方法をより明確に理解できるようにすることを目指しています。これらの詳細な調査は、開発者やエンジニアがプロジェクトの目標や技術的要求に沿った情報に基づいた意思決定を行うのに役立ちます。 DePIN システムを導入して成功するための洞察と実践的なアドバイスが満載の、各レイヤーの詳細な説明にご期待ください。

IoTeXについて

IoTeX は、スマートデバイスと実世界のデータをブロックチェーンに接続する DePIN の唯一のモジュラーインフラストラクチャプラットフォームです。 IoTeX のミドルウェアソリューション W3bstreamは、現実世界のデータの計算と検証を提供し、それをオンチェーンに持ち込むと同時に、ビルダーが大量導入を促進するために必要なモジュール性とカスタマイズ性を提供します。 DePIN インフラストラクチャの主要プロバイダーとして、IoTeX はデバイスやユーザーのオン/オフチェーンアクティビティからの新たな報酬を促進し、個人のデバイスを共同経済に変え、「すべてのデータ」をトークン化します。 60 人以上の研究科学者とエンジニアからなるグローバルチームの支援を受けた IoTeX は、EVM 互換の L1 ブロックチェーン、オフチェーンコンピューティングミドルウェア、オープンハードウェアを組み合わせて、物理世界とデジタル世界全体で数十億のスマートデバイス、マシン、センサー、dApp を接続します。

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