DePIN의 구성 요소

IoTeX Team

30 Apr 2024• 6 min read

탈중앙화 물리 인프라 네트워크(DePIN)는 스마트 기기와 블록체인 기술을 통합함으로써 인프라에 대한 우리의 접근 방식을 바꾸고 있습니다. 이러한 결합은 디지털 환경과 물리적 환경을 모두 관리하고 보호하는 혁신적인 방법을 가능하게 합니다. 그러나 DePIN을 위한 표준화된 아키텍처는 아직 확립되지 않았습니다. 현재 대부분의 DePIN 프로젝트는 블록체인 토큰 보상을 활성화하는 전통적인 Web2 아키텍처에 의존하고 있습니다. 그럼에도 불구하고 DePIN의 핵심 로직은 여전히 중앙화되어 있으며, 종종 클라우드 기반 시스템에 국한되어 있어 진정한 탈중앙화의 잠재력을 제한하고 있습니다.

클라우드 중심 IoT 참조 아키텍처

DePIN을 위한 탈중앙화 인프라를 설계하려면, 지난 10년간 중앙화된 클라우드 및 IoT 인프라가 어떻게 발전해 왔는지 살펴보는 것이 귀중한 통찰을 제공합니다. 이러한 시스템은 다양한 기술적 요구를 수용하도록 적응하는 모듈형 설계의 이점을 보여줍니다. 일반적인 IoT 아키텍처는 다음과 같은 여러 구성 요소를 포함합니다:

스마트 기기: 복잡도의 차이는 있지만 다양한 스마트 기기가 클라우드 서비스 제공업체가 제공하는 기기 SDK, 운영 체제, 기기 자격 증명을 설치함으로써 클라우드에 연결될 수 있습니다.
연결 관리 서비스: 연결 관리 서비스는 다양한 통신 프로토콜의 복잡성을 처리하고, 스마트 기기와 클라우드 서비스 간의 안전한 양방향 통신을 보장합니다.
ID 및 접근 관리 서비스: ID 관리 서비스는 ID 수명 주기(즉, 생성, 온보딩, 모니터링, 보고, 유지 관리, 오프보딩)와 스마트 기기와 소유자 간의 관계를 관리합니다.
기기 관리 서비스: 기기 관리 서비스는 스마트 기기의 수명 주기(즉, 프로비저닝, 배포, 유지 관리, 폐기)를 관리합니다.
데이터 저장 서비스: 데이터 저장 서비스는 스마트 기기에서 수집된 데이터의 단기 및 장기 저장을 모두 처리합니다.
데이터 처리 서비스: 데이터 처리 서비스는 사전 구성된 규칙에 따라 스마트 기기에서 수집된 데이터를 처리하여 물리적 세계에 대한 인사이트를 얻습니다. 클라우드 컴퓨팅 인프라는 고도로 중앙화된 특성에도 불구하고, 모듈형 DePIN 인프라를 구축하는 데 이상적인 수많은 구성 요소를 제공합니다.

모듈형 DePIN 아키텍처

이제 DePIN을 위한 모듈형 아키텍처가 어떤 모습일 수 있는지 살펴보겠습니다. DePIN 애플리케이션을 구축하려면 아래 그림과 같이 조합 가능한 모듈형 레이어들로 구성된 복잡한 기술 스택이 필요합니다:

하드웨어 추상화 레이어(HAL)

하드웨어 추상화 레이어(HAL)는 크고 작은 다양한 스마트 기기의 복잡성과 다양성을 단순화하고, 이들이 중앙화 또는 탈중앙화 연결 레이어(CL)에 안전하게 연결될 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다. 널리 쓰이는 마이크로컨트롤러 제품군(예: ESP32, Arduino, STM32), 싱글 보드 컴퓨터(예: Raspberry Pi, ODROID, Rock Pi), 스마트폰(예: Android, iOS)을 지원하는 범용 경량 임베디드 SDK가 매우 바람직합니다.

연결 레이어(CL)

연결 레이어(CL)는 클라우드 기반 IoT 게이트웨이와 같은 중앙화된 서비스일 수도 있고, 탈중앙화 네트워크일 수도 있습니다. 이 레이어는 일반적으로 다양한 통신 프로토콜(예: HTTP(s), WebSocket, MQTT, CoAP)을 지원하며, 스마트 기기에서 수집된 데이터를 시퀀서 레이어(SL)로 안정적으로 전송하는 역할을 합니다.

시퀀서 레이어(SL)

시퀀서 레이어(SL)는 중앙화된 서비스 또는 탈중앙화 네트워크일 수 있으며, 스마트 기기에서 온 데이터 패킷을 데이터 가용성 레이어(DAL)에 저장하기 전에 정렬합니다. SL은 또한 DAL과 오프체인 컴퓨팅 레이어(OCCL) 사이를 조율하여, DAL에서 데이터 세트를 가져와 OCCL에서 처리하고 그에 상응하는 유효성 증명을 생성합니다. 그 결과와 증명은 이후 SL의 노드들에 의해 블록체인 레이어(BL)로 전송될 수 있습니다.

데이터 가용성 레이어(DAL)

데이터 가용성 레이어(DAL)는 중앙화된 서비스 또는 탈중앙화 네트워크일 수 있으며, DePIN 프로젝트가 정한 특정 기간 동안 데이터를 임시로 저장합니다. 이 기간이 만료되면 데이터는 즉시 삭제되거나 장기 저장 레이어(LTSL)로 이전될 수 있습니다. 프로젝트 구성에 따라 DAL은 데이터 무결성을 보장하기 위해 데이터 세트를 주기적으로 블록체인 레이어(BL)에 커밋(예: 해시 계산)하기도 합니다.

장기 저장 레이어(LTSL)

장기 저장 레이어(LTSL)는 DePIN 프로젝트의 필요에 맞춰 장기적인 데이터 보존을 위해 설계된 중앙화된 서비스 또는 탈중앙화 네트워크일 수 있습니다. 저장된 데이터는 사전에 정의된 접근 정책에 따라 스토리지 API를 통해 다양한 목적(예: 제3자와의 공유)으로 LTSL에서 접근할 수 있습니다.

오프체인 컴퓨팅 레이어(OCCL)

오프체인 컴퓨팅 레이어(OCCL)는 중앙화된 서비스 또는 탈중앙화 컴퓨팅 리소스 풀로 기능할 수 있으며, DAL에 저장된 데이터에 대해 프로젝트별 비즈니스 로직을 실행하고 해당 연산에 대한 유효성 증명(예: 영지식 증명, TEE 기반 증명)을 생성할 수 있습니다. 이를 통해 특정 입력에 대해 지정된 연산이 정확하게 수행되었음을 보장하여, 그 결과를 신뢰하고 공개적으로 검증할 수 있게 합니다.

블록체인 레이어(BL)

블록체인 레이어(BL)는 DePIN 애플리케이션의 신뢰 앵커 역할을 하며, 참여자 ID, 트랜잭션, 기기 데이터 및 상태 등을 관리합니다. 또한 오프체인 연산 검증, 머신 네트워크 오케스트레이션, DePIN 채굴자에 대한 토큰 보상 분배, 온체인 거버넌스와 같은 핵심 작업을 처리합니다.

ID 레이어(IL)

ID 레이어(IL)는 스마트 기기, 사용자, 서버 등 DePIN에 참여하는 모든 주체의 온체인 및 오프체인 ID(예: 계정 추상화(AA) 지갑, 탈중앙화 식별자(DID))를 관리합니다. 온체인 ID(예: 외부 소유 계정(EOA) 또는 AA 지갑)는 사용자가 DePIN 자산을 관리할 수 있게 해 주며, 오프체인 ID(예: DID 또는 X.509 인증서)는 머신 간의 안전한 상호작용을 가능하게 합니다.

거버넌스 레이어(GL)

거버넌스 레이어(GL)는 온체인, 오프체인 또는 하이브리드 방식으로 운영될 수 있으며, DePIN 기술 스택 내 다른 레이어들의 정책과 절차를 정의하고 집행하는 역할을 합니다. 특히 GL은 토큰 보유자가 일반적으로 커뮤니티 기반 투표 절차를 통해 DePIN 프로젝트의 다양한 측면(예: 프로젝트 트레저리 사용, 프로토콜 업그레이드)에 대한 결정을 내릴 수 있도록 합니다.

결론

위에서 설명한 모듈형 인프라는 DePIN 애플리케이션 개발에 이상적인, 다재다능하고 포괄적인 아키텍처 프레임워크를 제공합니다. 이 범용 청사진은 유연하게 설계되어 개발자가 특정 프로젝트의 고유한 요구 사항에 맞게 아키텍처를 조정할 수 있습니다. 프로젝트의 범위와 목표에 따라 개발자는 제안된 레이어 중 일부만 활용할 수도 있고, 여러 레이어를 통합하여 기능과 성능을 강화할 수도 있습니다.

향후 글에서는 이 인프라의 각 모듈형 레이어를 더욱 자세히 살펴볼 예정입니다. 각 레이어를 정의하는 구체적인 설계 고려 사항과 기술적 세부 사항을 탐구할 것입니다. 각 구성 요소가 전체 시스템에 어떻게 기여하는지 분석함으로써, 실제 애플리케이션에서 이러한 레이어를 최적화하고 구현하는 방법에 대한 보다 명확한 이해를 제공하고자 합니다. 이러한 상세한 탐구는 개발자와 엔지니어가 프로젝트 목표와 기술적 요구에 부합하는 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 될 것입니다. 성공적인 DePIN 시스템 배포를 위한 인사이트와 실용적인 조언으로 가득한 각 레이어의 철저한 분석을 기대해 주세요.

IoTeX 소개

IoTeX는 스마트 기기와 실제 데이터를 블록체인에 연결하는 DePIN 유일의 모듈형 인프라 플랫폼입니다. IoTeX의 미들웨어 솔루션 W3bstream은 실제 데이터의 연산과 검증을 제공하여 이를 온체인으로 가져오는 동시에, 빌더들이 대중적 채택을 촉진하는 데 필요한 모듈성과 맞춤화 기능을 제공합니다. DePIN 인프라의 선도적인 제공업체로서 IoTeX는 사용자에게 기기 및 온/오프체인 활동으로부터 새로운 보상을 제공하고, 개인 기기를 공동체 경제로 전환하며, “모든 것의 데이터”를 토큰화합니다. 60명 이상의 연구 과학자와 엔지니어로 구성된 글로벌 팀의 지원을 받는 IoTeX는 EVM 호환 L1 블록체인, 오프체인 컴퓨팅 미들웨어, 오픈 하드웨어를 결합하여 물리적 세계와 디지털 세계 전반에 걸쳐 수십억 개의 스마트 기기, 머신, 센서, dApp을 연결합니다.