要点
◆在过去几个月中，去中心化物理基础设施网络(“DePIN”)领域由于其庞大的潜在市场和广泛的潜力，已成为一个突出的焦点。
◆DePIN是指利用区块链技术和加密经济学的基础设施相关项目，旨在激励个人分配资本或未使用的资源，以创建一个更透明、更可验证的网络，目标是实现比中心化网络更有效的扩展轨迹。
◆DePIN是一个由几个部门组成的广泛领域，每个部门在实现网络基础设施的去中心化方面发挥着不同的作用。在本报告中，我们将介绍计算网络、无线网络、存储和传感器领域的发展。
◆随着该行业的不断发展，我们预计未来几年DePIN项目将会激增。然而，它们的长期生存能力和成功最终将取决于现实世界的适用性，并仍有待实战的考验。
概述
在最近几个月获得关注的各种说法中，去中心化物理基础设施网络（“DePIN”）领域已成为一个突出的焦点。由于其广泛的总潜在市场以及通过自下而上的增长战略以去中心化的方式扩展基础设施网络的能力，该行业被认为具有巨大的增长潜力。一些人甚至认为 DePIN 是全球资源分配（包括物理和数字）的范式转变，以及扩展大规模基础设施的变革性方法。
在本报告中，我们探讨了这种新兴的叙事方式。我们首先概述了 DePIN 的基础知识，以及它是如何工作的。然后，我们的分析过渡到自上而下的行业视图，提供生态系统地图并剖析各个子行业的景观。最后，我们研究了采用DePIN所面临的挑战，确定了关键的市场主题，并提供了对该行业未来前景的见解。
什么是DePIN？
DePIN 是指利用区块链技术和加密经济学的基础设施项目，激励个人分配资本或未充分利用的资源，以创建更透明、去中心化和可验证的基础设施网络。
这些项目可以大致分为物理或数字资源网络，每个网络都包含不同的领域。无论其重点如何，这些项目通常在类似的运营模式下运作，强调集体所有权，并优先考虑分布式系统而不是中心化市场结构。
图 1：中心化和去中心化的概念示意图
来源：Binance Research
DePIN的工作原理
DePIN 项目通常涉及几个关键组件：
1. 目标资源：项目旨在提供给消费者的特定资源。常见的资源类型包括存储容量和计算能力。
2. 硬件：网络贡献者用来为网络运行和产品收集数据或资源的必要设备。根据资源类型，这些设备的成本、制造商和使用情况可能会有所不同。
3. 激励机制：预先确定的机制，将代币奖励给供应方贡献者，从而激励他们贡献资源并提供可靠的服务。一些项目还可能实施处罚，以阻止恶意活动。
4. 供应方贡献者：向网络提供未使用或未充分利用资源的个人或实体。作为回报，他们通常会获得代币奖励。
5. 消费者：参与网络以使用DePIN项目提供的服务的最终用户。
DePIN 项目首先确定他们旨在提供的特定资源。这些资源差异很大，包括存储容量、计算能力、带宽、热点部署等。这些项目运营的核心是激励制度，旨在鼓励积极贡献并阻止有害行为。该系统主要使用原生代币奖励合规行为。
例如，Filecoin是云存储方面领先的DePIN项目，它用原生代币FIL补偿存储提供商。这些提供商通常必须抵押抵押品作为安全措施。如果他们未能提供可靠的服务或从事恶意活动，他们将面临扣留奖励、抵押品削减或从网络中删除等处罚。相反，消费者使用项目的代币来支付服务费用，例如使用FIL支付Filecoin上的存储费用。
供应方贡献者是DePIN项目不可或缺的一部分，因为网络依靠他们来提供服务。在Filecoin中，它们是存储提供者，在 Helium 和 Hivemapper 等项目中，他们是设置所需硬件设备以提供无线覆盖或映射数据的个人。
图2：DePIN项目旨在促进一个自我强化的循环，以维持其持续增长
来源：币安研究院
拥有自我强化的增长循环将有助于 DePIN 项目的可持续发展。代币奖励是克服供应方参与者采购的“冷启动”挑战的有用激励措施。随着网络规模的增加，随着消费者开始使用网络服务，需求应该会回升。鉴于服务支付通常以网络代币的形式进行，增加的采用应该转化为更高的代币价格，这将进一步激励贡献者。随着需求和供应的同步增长，这种良性循环可以持续下去，维持项目的持续增长。
按行业划分的DePIN
DePIN 的起源可以追溯到几年前，甚至在该术语正式创建之前。这并不奇怪，因为DePIN的基本原则与加密行业的精神密切相关。然而，该行业最初并没有像现在这样获得显着的关注或牵引力，受到基础设施发展不成熟、公众意识有限和加密用户群较小等因素的阻碍。尽管存在这些挑战，但与DePIN相关的项目多年来一直在稳步建设，导致该行业目前呈现多样化的格局，如下图3所示。
需要注意的是，该地图仅展示了 DePIN 项目的一小部分。根据 IOTeX 的 DePINscan 的数据，大约有 160 个 DePIN 项目被记录下来。这些项目的分类也可能因定义 DePIN 项目的方式而异。不管这些细微差别如何，仍然显而易见的是该行业的持续增长和扩张。
来源：IOTeX，币安研究院
如上面的生态系统地图所示，DePIN是一个由多个部门组成的广泛领域。每个部门在实现网络基础设施的去中心化和为不同的用例提供动力方面发挥着不同的作用。在本节中，我们将更详细地研究其中的每一个，分享它们的工作原理，并重点介绍相关的案例研究。
请注意，提及特定项目并不构成币安的认可。
相反，引用的项目仅用于说明概念用例。
计算网络
去中心化计算网络利用分布式计算资源来执行复杂的计算任务。这些可能包括分析大型数据集，运行复杂的人工智能（“AI”）算法，或任何其他需要计算能力的任务。通过将闲置系统连接到需要计算的系统，去中心化计算网络充当计算资源需求和供应之间的桥梁。
鉴于计算在当今数字时代的重要性，以及区块链和人工智能等新兴技术的兴起，对计算资源的需求一直在稳步增长。此外，人工智能发展的激增导致云计算公司对这些芯片的大量需求。这导致了漫长的等待名单，在某些情况下，等待时间长达近一年。这就是去中心化计算网络的用武之地。它们为由中心化云提供商和硬件制造商主导的现有解决方案提供了替代方案。在这方面，去中心化计算网络正在引领权力从中心化云提供商（例如亚马逊网络服务和谷歌云）转移，并通过众多提供商运营的开放市场引入竞争。
从广义上讲，去中心化计算网络通过建立一个双边市场来激励计算能力供应商向需要它们的人提供闲置的计算资源。此外，去中心化计算网络的价格也具有竞争力，因为供应商为网络提供计算能力没有显着的额外成本。
案例研究：Akash Network
Akash Network使用户能够部署自己的云基础设施，或将闲置的云资源出售给他人。Akash将自己比作服务器托管的Airbnb – 它建立了一个市场，允许用户从其他人那里租用具有备用容量的计算资源。这使得Akash能够进入全球估计有8.4M数据中心闲置的未充分利用资源市场。
目前，该网络提供超过 8.9K 的中央处理器 （“CPU”）、171 个图形处理单元 （“GPU”）、45 TB 的内存和超过 583 TB 的存储。实际上，Akash的用户可以将网络用于任何通用的计算功能。
Akash迎合了两个关键市场对计算的需求，以开放和无需许可的方式将未充分利用的计算资源推向市场：
◆ 高性能芯片：对于AI训练等复杂计算任务至关重要，但市场供应有限。
◆ 消费级芯片：用于通用任务，以及有大量未使用计算能力的地方。
值得注意的是，使用Akash服务的价格极具竞争力，通常只是其他中心化云提供商的一小部分。一个关键的贡献者是其“反向拍卖”系统，该系统允许客户提交他们想要的价格，并让供应商竞争业务。
图4：Akash Network的价格具有竞争力
来源：Cloudmos，截至 2024 年 1 月 25 日
注意：定价为 1 个 CPU、1GB RAM 和 1GB 磁盘
正如我们最近关于人工智能和加密货币交叉点的报告中所研究的那样，除了由竞争性定价推动的增长外，像Akash这样的去中心化计算网络也乘上了人工智能增长的浪潮，并在其平台上看到了活动的增加。高性能 GPU 在众多机器学习和 AI 应用中至关重要，大型语言模型的广泛采用导致对它们的需求激增。在过去的一年里，Akash网络上的活跃租约有所增加，与2023年初相比增加了两倍多。租约表示计算资源的租用。
图5：2023年第四季度Akash网络上的活跃租约激增
来源：Cloudmos，截至 2024 年 1 月 25 日
无线网络
去中心化无线 （“DeWi”） 网络支持使用加密激励来部署 5G、WiFi、低功耗广域网 （“LoRaWAN”） 和蓝牙等网络。
考虑到建设无线网络基础设施所需的大量资金，该领域主要由拥有必要规模和财务实力的大型电信公司主导。因此，该行业传统上由少数参与者控制。DeWi 网络提供了一种替代方案，其中许多独立实体或个人在加密激励的帮助下协调部署无线基础设施。
从广义上讲，目前有四种类型的去中心化无线网络：
◆ 蜂窝5G：5G具有高下载速度和低延迟。
◆ WiFi：WiFi 网络提供与某个区域的网络连接。
◆ LoRaWAN：LoRaWAN广泛用于物联网中的通信 （“IoT”）.
◆蓝牙：蓝牙可以在短距离内传输数据。
在机制方面，DeWi网络通常使用代币引导初始阶段，以激励运营商投资和部署硬件。这些代币奖励为运营商提供了货币支持和少量投资回报，即使网络尚未从用户那里产生足够的费用，也会激励他们继续运营。随着时间的推移，随着网络规模的增长和规模经济的实现，理论上，较低的单位经济效益和更好的覆盖范围的结合将有助于吸引更多的用户加入网络，为运营商创造更多的收入。最终目标是实现一个自我维持的网络，其中用户产生的费用可以超过运营费用和发展网络所需的任何额外投资。
案例研究：Helium
Helium 是一个全球性的去中心化无线基础设施项目，为支持 LoRaWan 的物联网设备和蜂窝设备提供无线覆盖。其旗舰产品Helium
Hotspot于2019年推出，为物联网设备提供无线接入。从那时起，Helium 还扩大了其产品范围，包括 5G 覆盖范围。
1. Helium IoT Network
Helium IoT Network 是一个去中心化网络，它使用 LoRaWAN 协议为“物联网”设备提供互联网连接。用例示例包括汽车诊断工具、环境监测和能源使用监测等。
2. Helium 5G 网络
Helium 5G 网络由数千个用户操作的节点提供支持。Helium设想移动网络的未来是大型运营商和众包5G热点的结合。这是由于消费者对更高带宽和更低延迟需求的期望，以及相应地需要更密集的网络和更多的节点，这增加了站点获取成本。Helium 5G 网络的众包模式消除了站点获取成本，使用户能够参与提供高带宽覆盖。要参与网络，感兴趣的运营商可以购买 FreedomFi 网关硬件，使他们能够提供蜂窝覆盖。
运营商将获得MOBILE代币作为回报。
继 Helium Mobile 在全国范围内推出每月 20 美元的无限数据、短信和通话电话计划，以及 Solana Saga 智能手机销量激增（免费订阅 Helium Mobile 的 30 天）之后，Helium Network 见证了近几个月新热点的激增。
图 6：近几个月来，新加入的 Helium 热点数量有所增加
资料来源：Dune Analytics （@helium-foundation），Binance Research，截至 2024 年 1 月 25 日
Helium 的生态系统由几个代币提供支持：
● HNT：这是 Helium 的原生代币，是促进网络使用的关键，因为它被用于数据传输的“数据积分”被烧毁。热点主机还可以将网络代币（例如，IOT、MOBILE）兑换为 HNT。
● IOT：这是 Helium IoT 网络的协议代币，由 LoRaWAN Hotspots 通过数据传输收益和覆盖证明进行挖掘。
● MOBILE：这是 Helium 5G 网络的协议代币，奖励给提供 5G 无线覆盖和 Helium 网络验证的人
此外，数据积分 （“DC”） 是 Helium 网络上数据传输唯一可接受的支付方式，价格为 0.00001 美元。例如，在物联网网络上，用户为每传输 24 字节数据包支付 1 个 DC。随着更多的数据传输和更多的数据积分被销毁，子网（例如，物联网网络）将获得更多的HNT代币，奖励和激励他们的活动。
总体而言，上述代币充当网络中服务的实用代币，并为运营商维护和运营必要的基础设施提供激励。自推出以来，Helium 已将其网络发展到超过 970K 个热点，使其能够以去中心化的方式覆盖无数物联网和移动设备。
存储
去中心化存储系统在点对点（“P2P”）网络模型上运行，用户驱动的存储提供商（“SP”）或矿工分配未使用的计算机资源，并以项目的原生代币赚取报酬。与中心化系统不同，在中心化系统中，单个实体管理数据，去中心化存储对数据进行加密和分片，分散数据跨网络。此过程增强了可访问性并确保了数据冗余。
图 7：中心化和去中心化存储系统的概念图示
资料来源：币安研究院
中心化存储和分散式存储之间的区别主要取决于两个方面：安全性和成本。
中心化存储系统通过使用一台或几台服务器的单个机构存储数据，这带来了潜在的单点故障风险。这可能会导致数据泄露和潜在的系统瘫痪等问题，从而危及客户数据。此外，用户隐私也面临风险。臭名昭著的“Facebook-Cambridge Analytica数据丑闻”清楚地提醒了人们这些担忧。相比之下，通过将数据分散到全球节点网络中，分散式存储系统可以降低安全风险并增强数据弹性。
成本是比较中的另一个关键因素。2023 年 5 月发布的一项分析强调，去中心化存储平均比中心化存储便宜约 78%。这种价格差异在企业级数据存储中更为明显，其成本可能高出 121 倍。这种差异可归因于中心化存储基础架构所需的大量资本投资和相关的间接费用等因素。相反，去中心化存储利用了全球剩余计算资源的可用性。此外，虽然中心化存储市场是寡头垄断的——少数科技巨头影响定价——但去中心化存储市场在很大程度上是由开放市场力量推动的。
尽管存在潜在的安全漏洞和更高的成本，但中心化存储在某些领域仍然表现出色，特别是用户体验和产品成熟度。这些系统通常为普通用户提供更人性化的界面，并辅以全面的产品套件，以满足各种计算需求，而不仅仅是存储。用户友好的设计和包罗万象的解决方案的融合促成了其持续的主导地位。
图 8：中心化存储与去中心化存储
案例研究：BNB Greenfield
BNB Greenfield 是 BNB Chain 生态系统中的第三个区块链，是一个以存储为中心的区块链，由一系列 SP 支持。 Greenfield 旨在作为 BNB 生态系统和 EVM 兼容地址的基础存储，通过与 BNB 链的固有集成而与众不同。这种独特的联系使其能够利用 BNB Chain 庞大的 DeFi 生态系统及其庞大的开发者社区。
BNB Greenfield 在双层架构上运行：由 BNB 质押验证者保护的基于 PoS 的区块链和由存储节点维护的存储网络。验证者的作用是将元数据存储在链上，验证数据可用性，并保护Greenfield。相比之下，SP 处理数据的实际存储并提供各种存储服务。
BNB Greenfield的一个关键特点是其跨链可编程性，允许用户将他们的数据与BSC生态系统中的金融应用程序集成。这种跨链功能的基石是原生的跨链桥，再加上中继器系统，桥接了Greenfield和BNB Chain。这些组成部分共同促进了两个生态系统之间的相互作用。
图9：BNB Greenfield的跨链架构
来源：BNB Greenfield
像BNB Greenfield这样的去中心化存储服务具有广泛的应用范围。
它们的用例不仅限于与区块链相关的场景，还扩展到包括各种实际应用。示例包括：
◆ 区块链数据存储：Layer-1 区块链包含大量历史数据。
这些数据可以有效地存储在 BNB Greenfield 上，以减少 L1 上的延迟并增强数据可访问性。此外，BNB Greenfield 为存储第 2 层交易数据提供了具有成本效益的解决方案。
◆ 去中心化社交：去中心化社交网络可以利用 BNB Greenfield，允许创作者保持对其内容和数据的所有权。
◆ 个人云存储：用户可以跨设备传输加密的文档、图像和视频。对这些文件的访问是通过个人私钥维护的。
◆ 网站托管：BNB Greenfield 可以被用户用作其网站部署工具包中的工具。
展望未来，BNB Greenfield正在进行几项开发，计划改善用户体验并推进去中心化存储的效用。在最近发布的路线图中，用户可以期待增强的性能、跨链支持和人工智能采用等。
图 10：BNB Greenfield路线图
资料来源：BNB Greenfield、币安研究院
有关去中心化存储网络和 BNB Greenfield 的更多信息，请查看我们之前的报告“Traversing Decentralized Storage”。
传感器
去中心化传感器网络有助于以安全透明的方式监控和捕获来自不同环境的数据。这些网络由装有传感器的设备网格组成，这些传感器可以收集一系列数据，从交通和天气状况到当地街道地图。通过采用去中心化和自下而上的方法，去中心化传感器网络增强了数据的完整性和可靠性，并减少了数据操纵或审查的可能性。
在我们周围无数设备不断生成数据的世界中，去中心化的传感器网络通过收集此类数据来优化我们数据丰富的环境的利用。
该领域有几个子领域，每个子领域都涉及不同形式的数据收集：
◆ 环境：监测和分析空气质量、天气状况、水位等环境条件。
◆ 能源：测量生产、消费量等能源相关数据。
◆ 位置和地图绘制：收集可用于城市规划、导航和其他基于位置的服务的地理信息。
◆ 供应链：收集和验证可持续性声明、生产材料来源等信息，以提高供应链的透明度。
◆ 智能环境：监控交通模式、污染程度或人流量等数据。
◆ 移动性：收集交通相关或车辆相关数据。
案例研究：Hivemapper
Hivemapper 正在构建一个全球去中心化的地图网络，该网络以无需许可的方式收集最新的高分辨率数据。Hivemapper 依靠贡献者社区使用车辆行车记录仪收集 4K 街道级图像。这些范围从拼车司机到送货司机和业余爱好者。此外，一群被称为“AI 培训师”的人使用 Hivemapper 的 Map AI 引擎参与图像分析，并将其转化为客户所需的有价值信息。
作为数据消费的支付，网络的原生 HONEY 代币由地图数据的消费者（例如公司）使用。贡献者还因其服务而获得 HONEY 代币奖励，从而激励他们扩展网络。实际上，贡献者分享了对地图数据的需求所创造的价值。
图 11：贡献者如何参与 Hivemapper 的图示
资料来源：Hivemapper，币安研究院
Hivemapper 覆盖了 1,920 多个地区，绘制了除南极洲以外的所有大陆的道路。具体来说，它绘制了超过 112M 的道路公里，其中包括超过 7.2M 的独特道路公里。总道路公里数与唯一道路公里数的比率表示覆盖频率，并由于重复收集数据而转化为更高的准确性。Hivemapper 声称，该网络查看位置的频率是 Google 街景等其他服务的 24 到 100 倍。
Hivemapper 的广泛覆盖得益于遍布不同国家/地区的 38.5K 贡献者的全球网络。与其他 DePIN 项目的趋势类似，我们也观察到最近几个月 Hivemapper 上的活动有所增加。例如，最近每周新贡献者的数量有所增加。
图12：近几个月来每周新增贡献者的数量有所增加
资料来源：Dune Analytics （@murathan），截至 2024 年 1 月 17 日
数字地图市场的机会是巨大的——据估计，2023 年将达到 18.3B 美元，预计到 2033 年将达到 73.1B 美元。
通过提供最新的地图，Hivemapper 还解锁了现有解决方案无法实现的新用例。这包括使用
Hivemapper 为家庭保险公司访问有关外部房屋状况的最新数据，以及为自动驾驶汽车开发人员获取最新的道路信息和施工区域意识。Hivemapper 的 Bursts 功能还允许地图数据的使用者按需请求新数据，从而进一步提高网络的效用。
关键主题和挑战
在本节中，我们将探讨 DePIN 项目的潜在未来轨迹，并讨论它们为实现更广泛采用而必须克服的一些挑战。
关键主题
展望未来，我们预计会有几项值得关注的发展。
◆ DePIN与传统基础设施参与者共存：考虑到后者拥有大量的资本资源和成熟的基础设施，DePIN在短期内不太可能取代传统网络。尽管如此，DePIN能够实现由闲置资源驱动的共享经济，并允许在传统参与者在财务上不可行的情况下实现最后一英里的覆盖，DePIN提供了一种可行的解决方案，可以扩大当前的格局。因此，更有可能的情况是DePIN网络与传统基础设施参与者共存，补充任何最后一英里的覆盖范围，并提供允许较小的实体或个人参与基础设施建设的解决方案。
◆ 为 Web2 前端提供动力的 DePIN：不可否认，对于普通大众来说，直接与 DePIN 交互在技术上可能过于复杂，并且与现有的 Web2 服务相比，这可能是采用速度相对较慢的一个因素。除了专注于改善用户体验和用户界面外，我们还希望 DePIN 项目能够与传统玩家或 web2 公司合作，以扩大其影响力。实际上，用户可能会与 Web2 前端进行交互，而不知道底层后端利用了 DePIN 和区块链技术。这可以降低陡峭的学习曲线和与加密货币相关的感知风险，使 DePIN 产品的使用与 Web2 领域的产品一样用户友好，但具有成本效益和透明度的额外优势。
◆ 提高代币效用和可组合性：大多数 DePIN 代币主要用作访问项目服务的付款媒介。虽然这提供了基本的实用性，但区块链技术最引人注目的方面之一是它在更广泛的链上生态系统中的可组合性，尤其是在 DeFi 中。用户能够获得额外的收益或使用他们获得的代币探索不同的用例，可以进一步增强参与 DePIN 项目的吸引力。
Filecoin的Filecoin虚拟机和BNB GreenField与BNB Chain的内在集成就说明了这种潜力。这些项目超出了仅使用 FIL 和 BNB 进行数据存储的基本效用，
为用户提供在更广泛的生态系统中参与其代币的机会。尽管这些扩展用途还处于早期阶段，但它们暗示了潜在的未来方向，可以刺激 DePIN 项目的增长和普及。
挑战
尽管 DePIN 项目具有透明且可验证的系统，但并非没有影响其大规模采用的挑战。
◆ 价格波动影响供需动态：代币固有的价格波动可能会阻止一些人参与 DePIN 项目。鉴于供应方贡献者以项目原生代币的形式获得补偿，价格波动引入了可能影响其盈利能力的不确定性因素。尽管对冲策略可能会缓解这个问题，但对于不太复杂的网络参与者或市值较小的代币来说，这可能不可行。
这也影响了等式的需求方，考虑到代币用于支付网络服务。代币价格的快速飙升，而服务价格没有相应的调整，可能会阻止潜在用户。因此，精心设计的代币经济学和运营模式对于降低价格波动至关重要。
◆ 用户主要受利润驱动：尽管DePIN项目有明确的价值主张，但其原生代币的性能在吸引和留住用户方面仍然起着至关重要的作用。当代币价格处于上升轨道时，通常更容易吸引更多有兴趣参与上涨的用户。相反，在熊市中，代币价格和盈利能力的下降可能会导致网络参与者退出项目。对于市值较小、流动性较薄的代币来说，这种情况尤其具有挑战性，可能导致恶性螺旋式下降。
克服这一挑战并非易事，但能够提供有价值的服务并符合产品市场需求的项目将吸引更广泛的受众，而不是那些以利润为导向的受众。
◆ 缺乏公众意识：意识对于采用DePIN产品至关重要。虽然这些项目通常提供的服务比中心化替代方案更透明，有时更具成本效益，但它们在加密行业之外并不为人所知。这种有限的意识可以归因于普通民众对区块链技术的不熟悉和数字资产的复杂性。因此，目前只有一小部分人欣赏这些去中心化服务的优点。
结束语
DePIN 项目利用分布式和透明的系统来增强基础设施的可扩展性和效率。这种方法符合加密行业的原则。通过利用代币经济学，DePIN可以预测存储容量和计算能力等众包资源，从而消除了对大量初始资本投资的需求。它们在各个领域的潜在应用预示着一个巨大的潜在市场。
然而，在实现广泛采用方面仍然存在挑战。在短期内，完全取代中心化对应物的可能性不大，我们很可能会看到一个中间地带，即DePIN和传统基础设施提供商共存。展望未来，实现更无缝的用户体验和扩展 DePIN 代币的链上用例是需要监控的关键趋势。虽然我们预计随着行业的发展，DePIN项目的数量会增加，但其最终的长期可行性和成功取决于现实世界的适用性，尚未经过彻底的实战测试。
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