Bài viết khách mời: Về Mạng lưới Cơ sở Hạ tầng Vật lý Phi tập trung (DePIN)

Được viết bởi Vương Phổ Dũ và Tào Xuyên Vi của Hashkey Tokenisation, bản dịch bởi Andrew Law từ IoTeX

Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thể mua những thiết bị nhỏ tiêu chuẩn (như bộ định tuyến không dây) với chi phí cực thấp, và các thiết bị này có thể giao tiếp, kết nối với các thiết bị tương tự ở gần — kể cả những thiết bị được mua bởi người dùng ở các quốc gia hay khu vực khác — từ đó hình thành nên những mạng lưới cơ sở hạ tầng vật lý khổng lồ (như mạng lưu trữ, truyền thông, dữ liệu, v.v.)? Điều này sẽ mang lại những thay đổi gì cho ngành công nghiệp?

Với một thiết bị nhỏ tiêu chuẩn, bất kỳ ai cũng có thể trở thành người đồng xây dựng mạng lưới, đồng thời sở hữu quyền hưởng lợi và quyền quản trị mạng. Đối với người dùng, họ có thể truy cập các dịch vụ mạng hoặc dữ liệu mọi lúc, mọi nơi, không cần xin phép và với chi phí cực thấp. Tần suất sử dụng cao từ phía người dùng cũng có thể mang lại thu nhập thụ động đều đặn cho người xây dựng mạng lưới.

Không cần đến các tổ chức tập trung để điều phối hay các quy trình phê duyệt phức tạp, một mạng lưới hạ tầng khổng lồ thuộc sở hữu của cộng đồng đang dần được hình thành. Điều tưởng chừng khó tin này lại đang diễn ra nhanh chóng xung quanh chúng ta. Hình thái hoạt động kinh tế mới mẻ này có tên gọi: Mạng lưới Cơ sở Hạ tầng Vật lý Phi tập trung (DePIN).

I. DePIN là gì?

DePIN là một thuật ngữ Web3 mới, được phát triển từ các khái niệm như PoPW (Proof of Physical Work), MachineFi và các mô hình tương tự. DePIN (Mạng lưới cơ sở hạ tầng vật lý phi tập trung) dùng cơ chế token để khuyến khích và điều phối cộng đồng cùng xây dựng các mạng lưới cơ sở hạ tầng vật lý, theo nguyên tắc "đóng góp càng nhiều, nhận thưởng càng lớn".

Tìm hiểu thêm: Decentralized Physical Infrastructure Networks (DePIN) là gì?

Theo Messari, lĩnh vực DePIN được chia thành hai nhóm chính:

1. Mạng tài nguyên vật lý gồm các mạng không dây, định vị không gian, di chuyển và năng lượng;
2. Mạng tài nguyên số bao gồm lưu trữ, điện toán và băng thông.

II. Tại sao lại là DePIN?

Trong quá trình xây dựng hạ tầng số, DePIN tận dụng tối đa lợi thế của tiền mã hóa và tổ chức phi tập trung, áp dụng mô hình vận hành từ dưới lên (bottom-up) với chi phí thấp và hiệu quả cao, giúp mạng lưới mở rộng nhanh chóng. Mô hình này vượt qua những hạn chế cố hữu của phương pháp từ trên xuống (top-down) vốn tốn kém và kém hiệu quả.

1. Hạ tầng vật lý tập trung truyền thống (CePIN)

Việc xây dựng hạ tầng thường yêu cầu chi phí rất lớn và kéo dài nhiều năm. Chẳng hạn, từ năm 2017 đến cuối năm 2021, Trung Quốc đã xây dựng và đưa vào vận hành tổng cộng 1,425 triệu trạm phát sóng 5G, với tổng chi phí lên tới 184,9 tỷ nhân dân tệ.

2. Hạ tầng vật lý phi tập trung (DePIN)

Chỉ trong vòng 31 tháng, Helium đã triển khai 833.000 trạm phát sóng nhỏ (hotspot) theo cách phân tán, phủ sóng tới 175 quốc gia và duy trì tốc độ tăng trưởng 30.000 thiết bị mỗi tháng. So với CePIN, chi phí xây dựng ban đầu của DePIN gần như không đáng kể.

Không xét đến việc mô hình kinh doanh của Helium có thành công hay không, tốc độ tăng trưởng đều đặn 30.000 thiết bị hotspot mỗi tháng trong suốt 3 năm với chi phí vận hành gần như không đáng kể đã chứng minh tính khả thi của mô hình DePIN.

III. Làm thế nào để triển khai một DePIN?

Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu sâu hơn về cách triển khai một mạng lưới DePIN qua hai khía cạnh: các thành phần cấu thành hệ sinh thái DePIN và mô hình kinh tế đằng sau nó.

Các thành phần cốt lõi của hệ sinh thái DePIN
Hệ sinh thái DePIN bao gồm 6 thành phần chính: phần cứng vật lý, cơ chế khuyến khích, cơ chế đồng thuận, người đóng góp, token và cộng đồng DAO.

A. Phần cứng vật lý

Phần cứng vật lý – còn gọi là Đơn vị DePIN (DU) – thường là thiết bị IoT kết nối thế giới vật lý với thế giới số trong mạng lưới DePIN.
Một số ví dụ thực tế:

• Với Hivemapper – mạng lưới bản đồ dạng street view phân tán – thì DU là camera hành trình chuẩn hóa.
• Với Helium – mạng LoraWAN – thì DU là thiết bị hotspot.
• Với Arkreen – mạng lưới năng lượng tái tạo – thì DU là tấm pin năng lượng mặt trời.

Để đảm bảo mọi người ở nhiều khu vực và bối cảnh khác nhau có thể dễ dàng tham gia vào việc xây dựng mạng lưới DePIN một cách phân tán, DU cần đáp ứng các tiêu chí sau:

• Thiết kế tiêu chuẩn, dễ lắp đặt và “cắm là chạy” (plug-and-play).
• Người dùng không cần bảo trì thường xuyên.
• Chi phí DU càng thấp càng tốt, lý tưởng nhất là giảm theo quy mô mạng. Hiện tại, chi phí DU được duy trì trong khoảng $200–$500 tuỳ dự án.

B. Cơ chế khuyến khích

Cơ chế thưởng là yếu tố then chốt giúp DePIN phát triển nhanh. Dự án cần thiết kế hệ thống phần thưởng phù hợp với hành vi của người tham gia, để thúc đẩy tăng trưởng hạ tầng mạng lưới theo hướng có thể mở rộng.

Ví dụ: Helium thưởng nhiều hơn cho các khu vực có mật độ phủ sóng thấp và hạn chế hoặc không thưởng ở nơi mật độ quá thấp, giúp người dùng tự cân nhắc triển khai thiết bị ở các khu vực tối ưu.
Tương tự, Arkreen thưởng dựa trên hiệu suất tạo điện, nên người dùng sẽ chọn nơi có nắng tốt để đặt thiết bị.

Nguyên tắc thiết kế cơ chế khuyến khích:

• Dự án cần có mục tiêu tổng thể rõ ràng và có thể chia nhỏ thành các mục tiêu phụ. Tuy nhiên, mỗi mục tiêu phụ được thêm vào sẽ làm tăng đáng kể độ phức tạp.
• Mỗi loại người đóng góp cần có tiêu chí thưởng riêng rõ ràng (X to Earn), và không nên có quá nhiều loại, tránh khiến hệ thống quá rối.
• Lượng token phát hành cần được giới hạn và phân phối hợp lý theo quy tắc thị trường để tránh lạm phát gây mất giá token.

C. Cơ chế đồng thuận

Trong CePIN, các tổ chức trung ương toàn quyền kiểm soát việc triển khai hạ tầng. Trong khi đó, DePIN là một mạng lưới phi tập trung, không có tổ chức trung gian điều phối – vì vậy cần một cơ chế đồng thuận để:

• Đảm bảo các thiết bị có thể kết nối và vận hành mạng lưới một cách an toàn, ổn định (tầng kỹ thuật).
• Đảm bảo tính minh bạch và độ tin cậy của dữ liệu khi đưa lên blockchain (tầng kinh tế số).

Như minh họa ở Hình 3: blockchain chỉ đảm bảo tính bất biến của dữ liệu sau khi đã được ghi nhận, chứ không thể xác minh dữ liệu đó có bị làm giả trước đó không.
Do đó, cần có các “trình xác thực” (verifier) để kiểm chứng tính xác thực của dữ liệu từ thiết bị trước khi ghi lên chuỗi. Chỉ khi dữ liệu được nhiều người tham gia xác nhận, nó mới nên được đưa lên chuỗi để bảo vệ tính bền vững của hệ sinh thái.

Cơ chế đồng thuận được đề cập ở đây chỉ áp dụng cho tầng thứ hai, cụ thể là bảo mật mạng và tính bền vững tại lớp hoạt động kinh tế của blockchain, bao gồm hai khía cạnh sau:

Thứ nhất, tính công bằng và chính xác của việc ghi sổ trên chuỗi, đây là nền tảng và là mạch sống của sự hợp tác phi tập trung. Thứ hai, tính xác thực của các node hoặc dữ liệu trên mạng, nhằm ngăn chặn những kẻ xấu thay đổi vị trí node hoặc gửi dữ liệu giả để lừa đảo phần thưởng trong hệ sinh thái.

Khía cạnh thứ nhất là vấn đề mà các bên phát triển dự án cần cân nhắc khi xây dựng blockchain riêng, chẳng hạn như lựa chọn cơ chế đồng thuận PoW hay PoS. Khía cạnh thứ hai là điều mà tất cả các bên tham gia dự án DePIN cần xem xét trong quá trình thiết kế cơ chế đồng thuận từ góc độ kỹ thuật và thuật toán. Ví dụ, dự án Arkreen áp dụng cơ chế đồng thuận PoGG (Proof of Green Energy Generation – Bằng chứng phát điện xanh), với quy trình sơ lược như sau:

1. Tất cả các thiết bị DU (Device Unit) lấy mẫu dữ liệu PoGG cứ mỗi 5 phút và lưu trữ cục bộ, sau đó gửi 12 bản ghi cho Arkreen Network mỗi giờ.
2. Sau khi kết thúc chu kỳ phần thưởng trước đó, Arkreen Network sử dụng hàm ngẫu nhiên có thể xác minh (VRF – verifiable random function) để tạo ra một giá trị ngẫu nhiên, kết hợp với các thuộc tính của DU trong chu kỳ hiện tại để chọn ra những miner có cơ hội nhận phần thưởng trong chu kỳ này.
3. Tiếp theo, Arkreen Network xác minh độ tin cậy của dữ liệu PoGG và loại bỏ những DU bị cho là làm giả dữ liệu.
4. Cuối cùng, phần thưởng của chu kỳ sẽ được phân bổ dựa trên trọng số của các DU đủ điều kiện.

Thông qua cơ chế PoGG này, Arkreen đảm bảo tính xác thực và độ tin cậy của dữ liệu mạng. Nhìn chung, việc thiết kế cơ chế đồng thuận trong DePIN cần tuân theo các nguyên tắc sau:

• Cơ chế đồng thuận DePIN cần tuân thủ nguyên tắc "Proof of Physical Work" (Bằng chứng công việc vật lý).
• “Proof” là phương pháp đồng thuận, còn “Physical Work” là đối tượng đồng thuận, ví dụ: công việc vật lý của Helium là vùng phủ sóng (Coverage), của Filecoin là sao lưu và không-thời gian (Replication và Spacetime).
• Để đạt được tổ chức tự vận hành và duy trì tính bền vững của hệ thống, các công việc vật lý cần thiết cho dự án DePIN cần được xác minh nhiều lần.
• Không có phương án tối ưu tuyệt đối trong việc thiết kế cơ chế Proof. Cần thiết kế ở cấp độ kỹ thuật và thuật toán, và các phương pháp xác minh công việc vật lý cần trải qua nhiều vòng lặp và xác thực lâu dài.
• Tất cả các quy tắc đồng thuận đều được nhúng vào chip của DU và quy trình đồng thuận được hoàn thành hoàn toàn tự động, không cần sự can thiệp của chủ sở hữu DU. Tuy nhiên, bất kỳ ai cũng có thể xác minh tính chân thực và độ tin cậy của quy trình đồng thuận này.

D. Các bên đóng góp

Thông thường các bên đóng góp được chia thành 6 loại sau:

1. Người khởi xướng dự án DePIN: Thường là một tổ chức hoặc một nhóm người chịu trách nhiệm phát triển công nghệ DU giai đoạn đầu, xây dựng hệ thống, triển khai hợp đồng on-chain, phát triển cộng đồng DePIN, v.v. Trong phân phối token, họ thường giữ lại một phần token nhất định để làm phần thưởng.

2. Chủ sở hữu DU: DU là một thiết bị nhỏ được tiêu chuẩn hóa, được mua qua các kênh chỉ định trong cộng đồng. Chủ sở hữu DU còn được gọi là miner. Theo mục tiêu chung, họ sẽ lắp đặt thiết bị ở những vị trí mang lại lợi nhuận cao để tham gia xây dựng mạng lưới – quá trình này được gọi là khai thác DePIN (DePIN mining).

3. Người xác minh tính xác thực của DU: Trong một môi trường không tin cậy, rất quan trọng để đảm bảo các thiết bị được vận hành đúng theo quy định. Việc chỉ đưa dữ liệu lên chuỗi không thể đảm bảo tính xác thực của dữ liệu. Vì vậy, cần có những người xác minh để đảm bảo dữ liệu thiết bị là thật, chỉ khi được tất cả các bên xác nhận thì dữ liệu mới được phép lên chuỗi nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững của hệ sinh thái.

4. Người quản trị cộng đồng: Công bằng, công khai và minh bạch là yếu tố quan trọng trong quản trị phi tập trung. Để ngăn chặn hành vi quản trị sai lệch, người quản trị thường phải thế chấp một lượng token nhất định. Quyền quản trị thường gắn liền với số lượng và thời gian staking token, từ đó tạo ra sự gắn kết lợi ích giữa người quản trị và hệ sinh thái.

5. Nhà đầu tư dự án: Cũng giống như các doanh nghiệp truyền thống, trong giai đoạn đầu khi chưa phát hành token, dự án vẫn cần có vốn từ các tổ chức đầu tư để chi trả cho phát triển công nghệ và kinh doanh. Các tổ chức đầu tư thường nhận lại cổ phần hoặc token của dự án. Nếu nhận cổ phần, họ sẽ thoái vốn sau IPO, hoặc bằng cách mã hóa cổ phần để bán qua STO. Nếu nhận token, chúng sẽ được mở khóa tuyến tính trong 2–4 năm.

6. Khác: Dự án thường giữ lại 3–5% token để thưởng cho các cố vấn hệ sinh thái, hoặc trao thưởng cho cá nhân/tổ chức phát hiện lỗ hổng kỹ thuật. Các loại người đóng góp có thể khác nhau tùy vào loại hình dự án.

E. Token

Nếu cơ chế đồng thuận là nền tảng của dự án on-chain, thì token chính là huyết mạch của hệ thống kinh tế. Từ ý tưởng dự án Web3, phát triển kỹ thuật cho đến vận hành và mở rộng cộng đồng, toàn bộ giá trị đều được phản ánh thông qua token. Dựa theo mô hình “ba thế hệ token” của Tiến sĩ Tiêu Phong (Xiao Feng):

• NFT là minh chứng số cho DU.
• Utility token đại diện cho quyền sử dụng trong hệ sinh thái DePIN.
• Security token đại diện cho cổ phần của thực thể ngoài đời thật (tổ chức sáng lập, nhà sản xuất DU hoặc bên khác).

Thông thường, các dự án DePIN sẽ có 1–2 utility token dùng để tích lũy giá trị hệ sinh thái, với các đặc điểm:

• Token thường được phân phát miễn phí cho người đóng góp thông qua phần thưởng hoặc airdrop.
• Tốc độ phát hành token cần phù hợp với tốc độ tăng trưởng hoạt động kinh tế.
• Token được sử dụng làm công cụ thanh toán hoặc xác nhận quyền quản trị trong hệ sinh thái.
• Token quay trở lại hệ thống thông qua phí giao dịch, hoạt động mua lại của đội sáng lập, v.v. Một phần token quay lại sẽ bị đốt theo quy định, khiến tổng cung giảm dần, duy trì tính giảm phát cho hệ thống.
• Giá trị của token đến từ tài sản trong thế giới thực (RWA). Giá token biến động do giao dịch thứ cấp tần suất cao. Để người tham gia tập trung vào hoạt động kinh tế thay vì biến động giá, chức năng tài sản và chức năng tiền tệ thường được tách biệt. Phổ biến là gắn với stablecoin (ví dụ USD) để thanh toán, và stablecoin này chỉ có thể được tạo ra bằng cách đốt utility token có chức năng tài sản.

F. Cộng đồng DAO

Trong mô hình DAO tự tổ chức phi tập trung, bất kỳ ai cũng có thể khởi xướng đề xuất phát triển dự án DePIN hoặc tham gia bỏ phiếu vào bất kỳ thời điểm nào. Để ngăn chặn các cuộc tấn công quản trị, những người tham gia quản trị thường được ràng buộc chặt chẽ với dự án DePIN, nghĩa là bất kỳ hành động sai lệch nào dẫn đến thiệt hại sẽ do người quản trị chịu trách nhiệm. Một cách phổ biến là xác định quyền quản trị dựa trên số lượng và thời gian staking token tiện ích.

Cộng đồng DAO trong DePIN thường sẽ quản trị các nội dung sau:

• Bỏ phiếu danh sách các nhà cung cấp DU đủ điều kiện
• Đề xuất và bỏ phiếu các phương án kỹ thuật DePIN
• Đề xuất và bỏ phiếu các tham số ảnh hưởng đến mô hình kinh tế DePIN
• Đề xuất và bỏ phiếu việc điều chỉnh mô hình kinh tế

Mô hình kinh tế

Trong nền kinh tế nền tảng Internet, người ta thường bàn về mô hình kinh doanh mà ít nói đến mô hình kinh tế. Nhiều người thậm chí còn nhầm lẫn hai khái niệm này. Tuy nhiên, trong hệ thống Web3, sự khác biệt giữa mô hình kinh tế và mô hình kinh doanh là rõ ràng, bởi mỗi dự án Web3 đều có hệ thống tiền tệ riêng.

• Mô hình kinh doanh mô tả cách dự án tạo ra, cung cấp và thu giá trị.
• Mô hình kinh tế mô tả quy luật cung cầu của token và chính sách tiền tệ.

Hai mô hình này không độc lập, bởi mô hình kinh tế cần mô hình kinh doanh làm nền tảng, còn mô hình kinh doanh quyết định cách điều tiết mô hình kinh tế.

Theo Tiến sĩ Tả Xuyên Vi (Zou Chuanwei) – Kinh tế trưởng của Ontology, thiết kế mô hình kinh tế Web3 bao gồm các bước:

1. Xây dựng câu chuyện kinh tế của dự án
2. Hoàn thiện “khung sườn” của mô hình kinh tế
3. Xác định đối tượng token hóa và các tình huống sử dụng (bao gồm thanh toán)
4. Thiết lập cơ chế tài trợ cho hàng hóa công
5. Thiết lập cơ chế khuyến khích trong môi trường phi tập trung và không tin cậy
6. Đảm bảo khả năng tích lũy giá trị
7. Chọn thị trường thứ cấp phù hợp và đánh giá ảnh hưởng
8. Tinh chỉnh chi tiết mô hình và liên tục lặp lại theo nhu cầu và kiểm soát rủi ro

Trong thiết kế mô hình kinh tế DePIN, 9 câu hỏi sau giúp đội ngũ và chuyên gia suy nghĩ đúng hướng:

1. Lộ trình phát triển của dự án là gì?
2. Mạng hỗ trợ lưu thông loại hàng hóa nào?
3. Ai là bên cung, ai là bên cầu? Mục tiêu tối ưu lợi ích của họ là gì?
4. Vai trò của token trong lưu thông hàng hóa?
5. Token được phát hành như thế nào? Làm sao để phản ánh nguyên tắc Proof of Physical Work?
6. Token dùng để làm gì và quay trở lại hệ thống ra sao?
7. Làm sao để khuyến khích người đóng góp sớm?
8. DAO kỳ vọng đạt được mục tiêu gì?
9. Những yếu tố gây bất ổn cho mạng là gì?

IV. Tóm tắt

DePIN thu giá trị từ cơ sở hạ tầng vật lý dưới dạng tài sản trong thế giới thực (RWA) thông qua token. Với cách tổ chức tự phát từ dưới lên, DePIN thu hút người dùng bằng cơ chế kinh tế và khai thác tối đa hiệu ứng quy mô của nền kinh tế phân tán. Tuy nhiên, DePIN vẫn đang ở giai đoạn rất sớm, và mô hình kinh doanh cũng như mô hình kinh tế của nó dự kiến sẽ phát triển nhanh chóng. Dù mở ra nhiều khả năng mới, DePIN không phải là giải pháp vạn năng. Qua việc nghiên cứu các dự án tiên phong như Helium và Filecoin, ta có thể thấy rằng vẫn còn nhiều thách thức về mô hình kinh doanh và rào cản kỹ thuật cần được vượt qua, và DePIN không thể áp dụng trong mọi hoàn cảnh. Tóm lại:

• DePIN phù hợp với các kịch bản hạ tầng đơn lẻ, cần tránh áp dụng cho nhiều kịch bản cùng lúc hay “ôm đồm”. Do DePIN liên quan đến tương tác giữa các thiết bị vật lý, nên mục tiêu dự án và quy tắc tham gia cần được đơn giản hóa tối đa nhằm giảm rào cản nhận thức, tránh hiểu sai do quy tắc phức tạp và tránh hành vi của người đóng góp đi ngược lại với mục tiêu chung.

• Nếu việc xây dựng mạng lưới hạ tầng vật lý cần đến sự vận hành và quản lý thủ công, thì mô hình DePIN không còn phù hợp. Xét trên bốn luồng chính trong chuỗi cung ứng (giao dịch, logistics, dòng tiền và thông tin), chỉ có logistics trong khâu mua-bán DU có thể đưa lên chuỗi nhằm giảm ma sát khi xây dựng mạng lưới phân tán. Mỗi hoạt động ngoài chuỗi được thêm vào sẽ tạo ra ma sát cần giải quyết theo cách tập trung, từ đó làm suy yếu lợi thế về quy mô của mô hình kinh doanh phân tán.

• Trong giai đoạn đầu phát triển, rất khó để chứng minh hiệu ứng quy mô của mô hình phân tán. Chỉ khi mạng lưới đạt đến một ngưỡng nhất định (gọi là "khối lượng tới hạn"), thì mới có thể phát huy lợi thế của tổ chức phân tán trong việc mở rộng quy mô và tạo ra giá trị. Như minh họa trong Hình 4, chỉ sau khi vượt qua điểm giao thứ hai mới có thể hiện rõ ưu thế về mở rộng và giá trị. Do đó, trước khi đạt đến khối lượng tới hạn, các dự án DePIN vẫn cần dựa vào đội ngũ cốt lõi để triển khai các node và quảng bá mạng lưới theo cách tập trung nhẹ. Sau khi đạt tới khối lượng tới hạn, đội ngũ cốt lõi sẽ chuyển giao quyền lực cho cộng đồng, để quản trị mạng lưới và thúc đẩy tăng trưởng theo hướng phân tán, từ đó tạo ra hiệu ứng mạng lưới ngày càng mạnh.

Ngoài ra, sự phát triển hiện tại của DePIN vẫn đang giới hạn ở giai đoạn xây dựng mạng lưới, và chưa kích hoạt được ứng dụng phổ quát từ phía nhu cầu. Trong tương lai, vẫn cần theo dõi để thấy được DePIN sẽ gặp phải những vấn đề và nút thắt gì khi thúc đẩy phía nhu cầu, trước khi chuỗi liên kết giữa mô hình kinh doanh và mô hình kinh tế trong hệ sinh thái DePIN có thể thực sự được kết nối.

Nguồn: Foresight News

Nếu bạn quan tâm đến DePIN, bạn có thể tìm hiểu thêm về các diễn biến mới nhất trong lĩnh vực này và so sánh các dự án bằng cách truy cập DePINscan. DePINscan được vận hành bởi W3bstream và IoTeX, được thiết kế nhằm hỗ trợ các nhà đầu tư thông minh trong lĩnh vực DePIN.