可验证的去中心化物理基础设施的模块化架构

“不要相信，验证。”这句话捕捉了去中心化为何如此强大的本质。与其相信他人，任何人都可以自行验证区块链的状态（即用户、资产、交易的历史）是否真实可信。验证的能力也扩展到在区块链上推出的Dapps，只要交易和计算通过智能合约在“链上”进行。然而，如今一些最受欢迎的Dapps（例如，DeFi，GameFi）由于高成本、可扩展性限制以及需要链外数据，选择不完全在链上。相反，许多采用混合链上/链外架构，在链外进行使用真实世界数据的重计算，同时将这些计算的结果在链上结算。但正如我们所知，Dapp的链外活动并没有保证与它们的链上对应物相同的安全性和可验证性水平。

在去中心化物理基础设施网络（DePINs）的世界中，用户拥有的硬件通过基于区块链的协议进行协调，以创建生成数据、数字资源、现实世界服务等效用的设备网络。对于DePINs而言，使用“链外”数据和计算不仅仅是设计决策，而是必要性，因为价值链起源于将物理现象转化为数字洞察以推动链上代币经济的现实世界。虽然现实世界与区块链世界之间的联系开辟了激动人心的用例宇宙，但它也使DePIN建设者面临一套独特的挑战，这些挑战围绕着：

自2017年以来，IoTeX通过建立首个此类基础设施并定义标准，开创了DePIN领域，以可验证的方式连接现实世界和区块链世界。不幸的是，目前在将可验证性纳入DePIN方面缺乏关注和优先级，许多项目选择使用不可验证的集中基础设施进行快速上市策略，而不是构建能够经得起时间考验的、使用可验证的去中心化基础设施的DePINs。我们呼吁所有DePIN利益相关者——建设者、用户、投资者——共同倡导在DePIN中实现可验证性，不仅为了推动DePIN今天的合法性和需求侧增长，也为了在未来开启围绕可组合性和互操作性的令人难以置信的机会。在这篇博客文章中，我们分享了我们对DePIN可验证性重要性的看法，赋能可验证DePIN所需的基础设施，以及可验证DePIN的当前和未来用例。

DePIN可验证性的重要性

在我们日益数字化的世界中，你信任谁和为什么信任变得比以往任何时候都重要。当涉及到人类时，验证某人的可信度时最相关的事项是a) 你是否如你所称的那样（即，身份） 和b) 你是否正在做你所说的事情（即，效用）? 一个现实世界场景是求职申请——潜在雇主将对任何未来员工进行背景调查，以验证他们是否如他们所称的那样，然后进行面试以验证他们是否能够完成他们所说的事情。这些关于个人身份和效用的基本验证构成了建立现实世界中人类之间信任的基础。

对于DePINs来说，验证设备的身份和效用同样至关重要。就像公司中的人类工人一样，设备可以被视为DePIN的“工人”。设备的身份和属性（“身份/规格证明”）以及设备完成指定工作的能力（“工作/效用证明”）是DePIN“供给侧”的核心组成部分。就像传统公司的员工和产品一样，DePIN的供给侧（即设备/工人的数量、产品的质量）与DePIN本身的价值和潜力直接相关。因此，任何消费DePIN（即“需求侧”）数据、资源和/或服务的消费者或企业，都应该能够在与他们不认识或不信任的设备工人组成的DePIN交易之前，自行验证供给侧。这种需求侧能够验证DePIN的设备是它们所是的 和 是它们所说的那样正在做的 的能力，对于推动DePIN的需求至关重要。

除了执行实际工作物理设备的DePIN外，还有许多其他模块参与了DePIN端到端过程中的下游工作。我们将其称为DePIN价值链。从高层次来看，这些模块负责处理DePIN设备的输出（例如，数据、资源、服务）、计算“现实世界活动的证明”，将该证明结算到Dapp或智能合约，并在区块链上向设备的所有者发行代币。端到端过程将根据DePIN的使用案例有所不同，但所有过程都将涉及某种形式的数据传输（数据在传输中）、数据存储（数据静止时）和数据计算（数据在使用中）。就像DePIN的物理设备一样，参与整个DePIN价值链的服务器和节点也必须是可验证的——价值链的强度和可信度仅与其最薄弱的环节成正比。

现在我们了解了DePIN中必须验证的各种组件——设备身份/实用性和数据在传输/静止/使用中——让我们探讨一下实现DePIN端到端可验证性所需的基础设施。

DePIN基础设施概述

基础设施是应用程序构建的技术基础。与其他类别的Dapps（例如，DeFi、NFTs）相比，DePIN需要更广泛和更复杂的基础设施组合，这使得构建者和团队在创新、成长和扩展方面面临困难。这是因为需要使用物理硬件，并且需要从现实世界传输、存储和计算信息。此外，DePIN目前是一组孤立网络，缺乏相互之间的组合性，限制了创新。从设计原则的角度来看，DePIN蓬勃发展所需的基础设施必须是模块化、可组合和可验证的。

• 模块化：系统应当由具有明确定义功能的不同、可互换的模块构建，以方便开发者的灵活性和可扩展性。模块化系统允许将最佳协议集成到一个端到端的系统中。对于DePIN，这些模块可能包括设备身份、连接性、数据排序/存储、链外计算等，它们以无缝的方式结合在一起，形成端到端的DePIN价值链。
• 可组合性：系统应设计为使不同模块能够与其他模块无缝连接和交互，从而通过允许开发者在现有基础设施上构建来促进创新。尽管个别DePIN可能针对特定垂直领域（例如，能源、运输、连接性），但它们在所有垂直领域中都需要共同的水平基础设施。可组合性促进基础设施构建者之间的合作，而不是为每个DePIN重新创建每个模块，以创建一个互联的系统。
• 可验证性：系统应优先考虑端到端的可验证性，因为一个系统的可信程度仅与其最薄弱的环节有关。通过采用利用开源和可验证技术（例如，零知识证明）的设计，并限制黑箱的使用，基础设施可以“通过设计可验证”，使任何人都能验证每个单独模块的输出和活动，进而验证整个系统的可信度。选择在可验证基础设施上构建的DePIN将无需重复验证工作，而可以专注于培养其项目的特定需求。

在过去的7年里，IoTeX建立了一个最先进的DePIN技术栈，该栈是模块化、可组合且可验证的。该栈由内部模块（例如，ioID用于设备身份，ioConnect用于传输，W3bstream用于可验证计算，L1用于智能合约）和与领先基础设施合作伙伴的集成（例如，Streamr用于连接，Espresso用于排序，Nuffle用于数据可用性，Filecoin/Irys用于存储）组成，IoTeX技术栈提供了覆盖整个DePIN价值链的基础设施，并且在设计上就是可验证的。这使得DePIN构建者可以利用市场上最复杂的基础设施，并构建在设计上也可验证的DePIN。有关IoTeX模块化技术栈的更多信息，请参见这里。

与ioID和W3bstream一起展望DePIN的未来

模块化基础设施是构建者在解决启动DePIN的复杂性、降低进入门槛和更快识别产品与市场契合度时所必需的。在形成端到端DePIN技术栈的各种模块中，IoTeX将推出两款旗舰产品，彻底改变DePIN行业：ioID于2024年11月推出，W3bstream于2024年12月推出。

ioID是首个在链上发行去中心化身份（DID）和可验证凭证（VC）的身份解决方案，使得物理硬件成为链上实体。最终，利用ioID的DePIN设备使任何人都可以验证“你说你是谁”并信任DePIN的供应方面是真实的。此外，ioID将在DePIN的资本形成中发挥重要作用，新的矿工和社区成员可以作为初始设备发行（IDO）的一部分先购买ioID，以启动DePIN网络。一旦设备被发放了链上DID，该设备的DID可以绑定到其所有者的链上身份，从而确立物理矿工的所有权。此外，在设备完成各种挑战/响应测试证明设备具有特定属性（例如，身份、能力、配置）和/或认证（例如，制造商、监管者、维护）后，可以将一组可验证凭证分配给DID。$IOTX代币将用于ioID的创建和管理，设备所有者将燃烧并质押$IOTX以获取ioID并将其硬件注册到IoTeX L1区块链。有关ioID的更多信息，请参见这里。

W3bstream是一种专为DePIN量身定制的可验证计算系统，利用零知识证明（ZKP）来验证其在设备提供的真实数据/元数据上执行的计算。W3bstream被设计为一个无权限和链无关的计算引擎，为DePIN构建者提供组合基础，使他们能够证明其设备“正在做他们所说的事情”。例如，对于可再生能源DePIN，W3bstream将直接从太阳能电池板或其他能源硬件中获取数据，并使用ZKP生成关于所生产的能量量的有效性证明，使任何人都可以自行验证每个单独设备及整个DePIN的“效用证明”。除了验证DePIN设备的效用外，W3bstream还将用于通过ioID验证DePIN设备的身份，其中零知识证明将通过W3bstream处理，以向各种ioID颁发可验证凭证（VC）。$IOTX代币将纳入W3bstream的设计中，去中心化节点运营商将质押$IOTX，DePIN项目将花费$IOTX以推动W3bstream的代币经济学。有关W3bstream的更多信息，请参见这里。

可验证的DePIN应用案例

DePIN领域多年来经历了巨大的发展，但由于缺乏可验证性，还有大量潜力未被开发。截至2024年第三季度，数百万个设备已经“集成”到DePIN中，然而，对于大多数DePIN，企业和主流消费者的需求几乎为零。为什么？答案很简单——目前DePIN的供给侧是不可验证的，因此无法获得加密圈外人和企业的信任。如果AI模型训练师无法验证数据的来源，他们不会利用DePIN的数据。如果企业无法验证其24/7的可用性，他们不会急于采用DePIN的数字资源（例如，CPU、GPU、存储）。如果大众无法验证成功的概率，他们不会购买DePIN的服务（例如，共享出行、配送）。严酷的事实是：如果没有能够无权限地验证DePIN的供给侧，需求侧将永远无法繁荣。

因此，可验证的DePIN的第一个也是最重要的应用案例就是可验证性本身。DePIN行业必须认识到，唯一可以抵御非加密原生者怀疑的方式是毫无疑问地证明DePIN的效用是可验证的真实。一个实现可验证性的DePIN将建立跨不同利益相关者的合法性和信任：

• 矿工（供给侧）：矿工希望将设备接入真实网络
• 终端用户（需求侧）：终端用户希望使用真实的效用
• 投资者：风险投资和零售需要供给侧增长和效用的证明
• 交易所：中心化交易所希望列出具有可信指标的代币
• 监管机构：合规性始于验证DePIN活动的能力
• 企业：服务水平协议（SLA）依赖于可验证的服务交付

一旦DePIN是可验证的，围绕可组合性和互操作性展开的激动人心的应用案例宇宙将被打开，从而大幅增加DePIN行业的总可寻址市场（TAM）。在前面的部分中，我们探讨了基础设施的可组合性利益，它使不同的基础设施模块能够无缝连接和交互。应用层也是如此——针对特定垂直领域或地理区域的可验证DePIN可以与覆盖其他垂直领域或区域的其他可验证DePIN无缝且无权限地相互作用。然而，这些DePIN之间的相互作用只有在相互作用的所有DePIN都是可验证的情况下才能实现。这是因为DePIN之间不会盲目信任彼此——一个互连的DePIN网络的可信度仅与其最薄弱的环节相同。

• 垂直间的可组合性：天气DePIN提供的天气预报数据，可以告知来自可再生能源DePIN的未来能源成本，而这又决定了由共享出行DePIN协调的电动车数量，这促使更多的供给侧参与者提供停车位作为智能城市DePIN的一部分，等等……
• 区域间的可组合性：在南美部署热点的连接DePIN可以为集中在非洲、东南亚和其他市场的DePIN用户提供漫游连接服务，这将扩大之前孤立的微型DePIN的全球受众。
• 资源聚合的可组合性：提供数字资源作为商品的DePIN（例如，数据存储、GPU功率、可验证计算）可以与其他数字资源提供商聚合其供应，以创建更大的供给侧以吸引更多的需求。这类似于DeFi中聚合多个DEX流动性以提供更好的交易体验的DEX聚合器。
• 设备间的可组合性：具有验证属性/能力的设备可以同时贡献给多个DePIN；例如，一个能验证自身具有环境传感器、5G连接、GPU功率等的全功能DePIN设备，可以同时贡献给多个DePIN，或者一个顶级天气站可以被授权同时与多个天气聚焦的DePIN共享其天气数据——这一概念我们称之为“设备抽象”。

DePIN到DePIN的可组合性将为开发者开辟一个新的设计空间，构建互联服务和产品，将所有DePIN统一在一个可组合系统下，并推动所有参与DePIN的新收入和需求形式。然而，甚至更大的机会在于DePIN领域与其他领域的互操作性，包括人工智能（AI）、去中心化金融（DeFi）、真实世界资产（RWA）、预测市场等。使未来数万亿美金的DePIN行业与其他数万亿美金市场之间实现互操作性，将形成不可想象的网络效应，并将DePIN巩固为现实经济中不可或缺的一部分。

• DePIN到AI：随着更多的物理世界上链，设备将生成大量传感器数据、元数据和其他可以反馈给AI模型的数据；然而，如果这些数据不可验证且不可信，则无法使用。通过验证生成这些数据的设备及其数据本身的质量，我们将使DePIN数据可以在AI中使用（并货币化），以建立集体的现实世界智能。
• DePIN到DeFi：DePIN网络以数据、服务和资源的形式产生效用，这可以作为各种DeFi用例的输入。来自DePIN的可验证数据（例如，天气数据、摄像头视频、无人机图像）可以为链上保险市场提供信息。来自DePIN的可验证资源（例如，GPU/CPU、GB的存储、MB/s的带宽）可以被代币化为可在链上交易的商品，就像实物商品一样。
• DePIN到RWA：生成可验证现金流的DePIN设备可以被代币化为可交易/可借贷的真实世界资产。类似于固定收益产品，DePIN设备的本金价值和以加密货币形式的固定收益可以成为投资者独特的投资工具，同时也是物理基础设施建设者的一种创新资本形成/融资工具。
• DePIN到预测市场：DePIN设备可以作为“预言机”来测量现实世界现象，并为预测市场提供可验证的见解。链上关于天气、交通、连接速度等的预测市场可以通过DePIN设备进行可验证的测量，并在未来用于结算预测市场。

结论

DePIN是未来。随着DePIN的快速增长，我们必须花时间评估并批判我们迄今为止的进展，确保所有参与DePIN的资本、工程小时和思维分享确实使我们更接近广泛采用的终极目标。DePIN行业的实验正在蓬勃发展，每天都有新类型的设备和新类别的DePIN诞生。这种好奇心和面向增长的心态推动了创新向前发展，但我们还必须认识到，创新必须与标准相结合，以产生现实世界的需求。为了这一目标，可验证性是DePIN的下一个伟大前沿，而IoTeX自豪地将DePIN利益相关者聚集在一起，以建立将我们提升到下一个水平的标准。可验证性不仅将使大众信任个别DePIN，还将使DePIN之间的可组合性和DePIN与其他领域之间的互操作性得以实现，开启一个激动人心的新用例宇宙。如果您有兴趣了解更多关于IoTeX在可验证DePIN的模块化基础设施方面的技术和愿景，请访问我们的官方网站 iotex.io 和我们的详细文档 docs.iotex.io – 我们期待与您一起构建DePIN的未来！