DePIN：區塊鏈驅動的基礎設施革命

當區塊鏈技術與日俱增的影響力，與全球化資訊科技的快速發展相結合時，一個全新的競賽場景被揭開了序幕，就是 DePIN (中文：去中心化物理基礎設施網路，英文： Decentralized Physical Infrastructure Network)，這是一種在現實世界中建立和維護基礎設施的方式，進而催生了航空業的進步，現在就讓馬克帶大家探究 DePIN 的潛力與挑戰吧！

＃發展狀況

在區塊鏈和去中心化技術不斷發展的格局中，一個新的概念正在出現：去中心化實體基礎設施網路（DePIN），DePIN 代表一種典範移轉，以 dApp 概念使用代幣來促進社區建立和維護實體基礎設施網路，這種創新方法有望透過利用區塊鏈和去中心化原則的力量，改變傳統上思考和管理電信與實體基礎設施的方式，根據幣安研究院稱，DePIN 被確定為 2024 年主要加密貨幣趨勢之一，凸顯其在區塊鏈生態系統中日益成長的重要性。同時，全球創投家業者已經發現 DePIN 的潛力，並向該領域投資數十億美元，有些人甚至將全部資金專門用於 DePIN 協議，以突顯對這項新興技術的信心，Multicoin、Borderless、A16Z 和 HTX Ventures 等創投公司在 DePIN 領域進行了大量投資，重點是實用性強且投機成分最少的項目，不過，儘管如此，DePIN 仍然只佔其投資組合的一小部分。

圖、DePIN當前格局

資料來源：IoTeX

根據 DepIn Scan 的數據， DePIN 目前的市值約為 270 億美元，每日交易量為 18 億美元；同時，根據CoinMarketCap（CMC）數據，已有 60 個 DePIN 項目發行了代幣，總市值達 13.3 億美元。市值排名前 100 名的項目包括 FIL、RNDR、HNT、THETA、BTT、AKT 和 AR。其他值得注意的例子包括 IOTX 和 ANKR，以及 TAO 等人工智慧相關項目。排名前 10 名的項目大部分集中在人工智慧、儲存和運算領域。然而，DePIN 目前在加密貨幣市場中所佔份額很小，落後於 Meme、DeFi 和 NFT 等領域。而與傳統物聯網領域相比，DePIN 市值超過1億美元的專案僅 21 個，超過 10 億美元的專案僅有 4 個，據此預計，DePIN產業的潛在獲利能力中短期可達 243 倍，中長期可達 400 倍以上。

＃運作原理與機制

DePIN 的運作遵循去中心化的核心原則，即建設和維護基礎設施的責任和獎勵分配給參與者網路，而不是由中央控制，該模型透過消除單點故障並鼓勵社群參與和所有權帶來更具彈性和效率的系統，透過利用區塊鏈技術、智慧合約，特別是代幣化資產，DePIN 為去中心化基礎設施開發一個的框架，這種方法不僅提高效率，還使社群在建立和維護關鍵基礎設施、推動各個部門的創新和進步方面發揮積極作用。

一般而言，可分成三種使用的科技：

1. 區塊鏈技術： DePIN 的核心是區塊鏈技術，為記錄交易和活動提供安全、透明且不可變更的分類帳，這確保所有貢獻和獎勵都是可驗證和不可篡改的，從而促進參與者之間的信任。

2. 智慧合約：智慧合約透過自動執行協議和流程，在 DePIN 中發揮重要作用，這些自動執行的合約經過編碼，可在滿足預定義條件時觸發操作，例如付款或服務提供。這減少了對中介機構的需求，並提高網路的效率和可靠性。

3. 代幣：代幣被用作激勵參與者為網路做出貢獻的激勵形式，這些數位資產可以透過向網路提供服務、基礎設施或資源來獲得，代幣還可以在生態系統內交易或使用，增加支持網路成長和永續性的經濟活動。

\( \begin{array}{|c|c|c|c|} \hline \text{場域} & \text{場域說明} & \text{應用案例} & \text{案例說明} \\ \hline \text{電信} & 使用社區硬體開發分散式無線網路。 & Helium Network & 參與者提供天線來建立去中心化的物聯網網路。 \\ \hline \text{能源} & 利用社區資源支持分散式再生能源電網。 & LO3 Energy & 社群成員向當地電網提供太陽能並賺取代幣。 \\ \hline \text{運輸} & 透過去中心化平台強化物流能力。 & DOVU & 數據共享的代幣化獎勵可改善運輸物流效率。 \\ \hline \text{保健} & 提供安全、分散的健康資料存取和協作。 & Medicalchain & 使用區塊鏈進行安全且可驗證的數據使用。 \\ \hline \end{array} \)

＃DePIN 的優勢

首先是去中心化， DePIN 透過在參與者網路中分配控制權來消除對中央機構的依賴。這種去中心化降低單點故障的風險，這在集中式系統中很常見，例如，在傳統的能源網路中，中央發電廠的故障可能會導致大規模停電，相較之下，分散式能源網將發電分佈在多個來源，從而提升整體系統韌性；第二是安全性，透過在去中心化網路中分發資料和控制，DePIN 使惡意行為者更難破壞系統。這是因為沒有可以針對的單點漏洞，支援 DePIN 的區塊鏈技術提供一個不可變更的分類賬本，透明地記錄所有交易，進一步提升安全性。

在獎勵制度上有二，第一個是代幣的獎勵，DePIN 使用實用代幣來激勵參與者為網路做出貢獻。這些代幣可以透過提供服務、基礎設施或資源來獲得，確保有持續的參與動機。例如，在 Helium 網路等去中心化無線網路中，個人透過使用自己的硬體（例如天線和路由器）提供覆蓋來賺取平台代幣。第二是經濟參與，平台代幣的使用不僅可以激勵參與，而且可以在網路內建立一個經濟生態系，參與者可以在網路內交易或使用這些實用代幣，從而推動經濟活動，該模型將個人參與者的利益與網路的整體成功結合起來，提供一個共創與協作的環境。

在透明度部分優勢也有兩個，第一為不可變記錄，區塊鏈技術確保 DePIN 內的所有交易和活動都記錄在不可變的分類帳中這種透明度允許即時審核和驗證，減少詐欺和錯誤的可能性。例如，在去中心化的能源網路中，用電記錄可以透明地記錄和驗證，以確保不會被竄改。這保證準確性並在參與者之間建立了信任，因為他們可以獨立確認數據的真實性；第二是開放取用，DePIN 的去中心化性質意味著所有參與者都可以存取相同的資訊，促進平等並減少資訊不對稱，這種開放性對於在網路內建立信任相當重要。

最後是效率與彈性，在效率部分，智慧合約自動化 DePIN 內的許多流程。當滿足預定義條件時，這些合約會觸發操作，例如付款或服務提供，這種自動化減少了對中介機構的需求，減少管理開銷並提升交易速度；同時，透過消除中介機構和自動化流程，DePIN 可以大幅降低與基礎設施開發和維護相關的成本。例如，在分散的能源網路中，智慧合約可以實現能源分配和計費的自動化，從而減少對複雜管理系統的需求。而在彈性上，由於其分散式特性，DePIN 本質上具有更大的彈性。在分散式網路中，即使某些節點發生故障，多個節點也可以繼續運作，這確保持續的服務可用性並降低大範圍中斷的風險；另外，DePIN 可以比傳統的集中式系統更有效地擴展，隨著越來越多的參與者加入網路並貢獻資源，網路的容量和彈性會增加，這種可擴展性在電信和能源等領域尤其重要，因為這些領域的需求可能會大幅波動。

圖、DePIN未來或能產生飛輪效應

資料來源：Hacken

＃DePIN 的分類：PRN 和 DRN

一、實體資源網路 (PRN)
實體資源網路（PRN）涉及使用實體資產在去中心化網路內提供服務。這些網路依賴硬體、基礎設施和實體等有形資源來運作。 PRN 旨在利用社區擁有的實體資產，激勵個人為網路貢獻資源。

PRN 應用在電信領域較有名的例子為：Helium 網路，它巧妙地利用社區成員擁有的硬體設備「熱點主機」來建立廣泛的物聯網連接。「熱點主機」的參與者在自己的位置部署實體設備，即所謂的「熱點」。這些熱點不僅提供網路覆蓋，還負責中繼重要的網路數據。而根據他們提供服務的質量和覆蓋範圍，
熱點主機會提供 Helium 代幣（HNT）作為獎勵。這種獨特的模式使 Helium Network 能夠建立一個強大、分散且遍布全球的無線基礎設施，為傳統電信網路提供了一個極具競爭力的替代方案，從而創造了一個真正去中心化且高效的無線生態系統。

圖片連結：https://www.blocktempo.com/what-did-helium-do-wrong/

另外，Filecoin 也在運作模式中使用了 PRN 的原理，像是 Filecoin 讓使用者能夠將電腦上閒置的儲存空間出租給他人。作為回報，他們獲得Filecoin (FIL)代幣作為提供儲存空間和檢索服務的補償。不僅實現了資料儲存的去中心化，減少了對傳統集中式資料中心的依賴，還顯著提高了資料儲存解決方案的彈性和效率。更重要的是，Filecoin 開創了一個更加民主化的資料儲存市場，讓任何擁有多餘儲存容量的個人都能參與其中並獲得獎勵，從而為資料儲存領域帶來了前所未有的包容性和機會。

圖片連結：https://www.makeuseof.com/what-is-filecoin-how-does-it-work/
二、數位資源網路 (DRN)
數位資源網路 (DRN) 是基於數位資產和服務，而不是實體資產和服務。這些網路利用數據、運算能力和數位服務等數位資源來運作， DRN 的目的為利用去中心化數位資源的潛力，激勵參與者將其數位資產貢獻給網路。

其中典型的代表之一為：Golem 網路，它允許參與者（這裡稱為「提供者」）將未使用的運算資源貢獻給網路。這些提供者通過向需要執行科學計算和機器學習等高強度運算任務的用戶提供運算能力來賺取 Golem 代幣（GLM）。它實現了運算能力的民主化，使用戶能夠利用一個去中心化的「超級電腦」網路，這不僅顯著降低了高效能運算的成本，還大大提高了這類資源的可用性。

圖片連結：https://www.gate.io/zh-tw/learn/articles/what-is-golem-all-you-need-to-know-about-glm/1845

另一個突出的例子是去中心化的視訊串流網路（Livepeer），利用社區提供的運算資源來進行視訊轉碼。在 Livepeer 網路中，參與者被稱為「轉碼器」，他們提供運算能力來處理網路上的視訊串流。作為回報，這些轉碼器獲得Livepeer代幣（LPT）作為其服務的補償。Livepeer 的創新之處在於它成功地分散了視訊串流的基礎設施，不僅降低了相關成本，還顯著提高了視訊內容交付的效率和可擴展性。

圖片連結：https://www.businesswire.com/news/home/20220105005154/zh-HK/

\( \begin{array}{|c|p{8cm}|} \hline \text{兩者差異} & \text{說明} \\ \hline \text{資源類型} & PRN 使用實體資源（硬體、基礎設施），而 DRN 使用數位資源（資料、運算能力）。 \\ \hline \text{貢獻方式} & PRN 貢獻實體資產，DRN 貢獻數位資產。 \\ \hline \text{實際例子} & PRN 涵蓋無線（5G、物聯網、WiFi）、地理空間（定位、地圖）、移動性（共乘、送貨）、能源。 \\ & DRN 包括儲存、資料庫、運算（AI、機器學習）、頻寬（CDN、VPN）。 \\ \hline \end{array} \)

＃DePIN 在航空業的應用

圖片連結：https://www.blocktempo.com/blockchain-shipping-industry-revolution-catalyst/

以下以航空業作為案例， DePIN 可以透過整合區塊鏈和去中心化網路來發揮變革性作用，以提高航空基礎設施和服務的效率。

一、物理基礎設施的代幣化

區塊鏈技術允許將航空基礎設施，如垂直起落場、直升機停機坪、機庫和機場，轉化為由代幣表示的數位資產。每個代幣不僅代表了對實體基礎設施的部分所有權或使用權，還開啟了全新的所有權和收益模式。通過智慧合約，個人或實體可以擁有機場或直升機停機坪的一部分，並通過各種方式獲得收入，如收取著陸費、倉儲費，或將設施租賃給電動垂直起降飛機和其他飛機營運商。

更重要的是，這種系統實現了自動化的收益共享。當飛機使用設施進行降落、起飛或停泊時，網路會自動計算使用費，並通過智慧合約即時將收益分配給代幣持有者。這種模式甚至允許一群投資者通過持有代幣共同擁有一個去中心化的垂直起降場，每個代幣代表特定比例的所有權，而營運產生的收入，如加油或著陸費，則按比例分配給所有代幣持有者。這種創新的所有權和收益模式不僅提高了效率，還為航空基礎設施的投資和管理開闢了新的可能性。

二、 航空服務的去中心化市場

區塊鏈有助於為各種航空服務創建去中心化市場，允許各種航空服務提供者和用戶直接互動，無需中介機構參與。在這個新興的生態系統中，飛機運營商可以利用去中心化市場來進行多項關鍵操作，如採購燃料、安排維護或訂購備件。這些交易全部由智慧合約管理，確保了前所未有的透明度和公平定價。同時，服務提供者，如維修人員和飛行教練，能夠在去中心化網路上自由投標工作。所有交易都被記錄在公共分類帳上，這不僅確保了服務歷史的透明度，還保證了服務品質的可追溯性。

一個具體的例子是，維修提供者可以在去中心化平台上提供他們的服務，而飛機所有者則可以在同一平台上競標這些服務。付款過程也變得更加安全和高效，資金被鎖定在智能合約中，只有在服務完成並經過驗證後才會釋出。這種模式不僅提高了效率，還為航空服務市場帶來了前所未有的透明度和公平性。

三、分散的航班營運和調度

去中心化網路允許多個營運商在無需依賴中央機構的情況下，共同分享和管理航班時刻表、維護日誌以及空域使用情況。區塊鏈技術支持的去中心化調度系統使得多個營運商能夠以透明且無衝突的方式協調其航班。飛行員可以使用這個分散式系統來註冊航班、預訂空域或安排維護，而其他使用者則可以即時查看這些信息。

此外，這種分散式系統在空中交通管理方面也展現出巨大潛力，尤其是在管理電動垂直起降飛機和無人機操作時。每架飛機的位置、速度和飛行路徑都被記錄在區塊鏈上，不僅確保了透明度，還減少了對集中式空中交通管制的依賴。在城市空中交通（UAM）領域，這種技術的應用更為突出。多個電動垂直起降飛機（eVTOL）運營商利用去中心化網路來協調他們在擁擠城市地區的航班，並在區塊鏈上預留空域和垂直起降時段。這種創新的方法不僅提高了效率，還為未來的城市空中交通管理開闢了新的可能性。

＃ 未來的潛在機會與挑戰

一、機會
DePIN（去中心化實體基礎設施網路）的發展為未來帶來了巨大的機遇，通過區塊鏈和智慧合約技術推動了創新和技術進步，形成了更高效、透明和靈活的基礎設施系統。這不僅降低了運營成本，提高了效率，還為過去受限於中心化模式的應用和服務開闢了新的可能性。

DePIN 還促進了社區參與和賦權。通過激勵機制，鼓勵當地居民為基礎設施項目做出貢獻，例如安裝再生能源設備來賺取代幣，從而為分散式能源網路貢獻力量。這種模式不僅賦予了社區權力，還促進了可持續和定制化的解決方案的發展。

在經濟方面，DePIN 的代幣激勵模式創造了新的經濟機會。參與者可以通過提供服務賺取和交易代幣，刺激經濟活動並促進金融包容性。例如，在去中心化無線網路中，個人可以通過提供網路覆蓋來賺取代幣，從而建立一個自我維持的經濟生態系統。

此外，DePIN 對環境可持續性也有積極影響。通過促進再生能源的使用和減少對化石燃料的依賴，DePIN 支持了全球應對氣候變化和推動可持續發展的努力。分散式能源網路能夠整合各種再生能源，為環境保護做出貢獻。

二、挑戰

而 DePIN 的發展也面臨著一些挑戰。首先是監管障礙，在保持去中心化的同時確保合規性需要仔細管理能源分配、數據隱私等方面的法律要求。其次是可擴展性問題，隨著參與者數量的增加，維護整個網路的性能、安全性和效率變得越來越複雜。另外，確保去中心化網路免受51%攻擊和智能合約漏洞等威脅至關重要，需要持續監控、定期審計和先進的安全協議來維護網路完整性。

互通性也是另一個需要克服的部分。實現不同 DePIN 項目和中心化系統之間的無縫通信和數據交換對於更廣泛的採用至關重要，需要開發可互操作的解決方案來整合不同的技術和標準。

最後，在用戶採用和教育方面，許多潛在參與者可能不熟悉區塊鏈和去中心化模型，這構成了一個進入障礙。因此，提供教育措施和用戶友好的界面對於促進理解和參與是必要的。

馬克碎念

DePIN 的崛起，為未來的全球基礎設施發展提供了新的思路和機會。其核心理念在於透過區塊鏈技術和去中心化模型，將原本掌控在中心化機構手中的實體資源，轉交給更廣泛的社區網路來管理和運營，這種變革為能源、電信、航空等傳統基礎設施領域帶來了前所未有的創新潛力。

然而，這並不是一條毫無挑戰的道路。儘管 DePIN 展現出顯著的優勢，特別是在效率、彈性和透明度方面，但如何在持續推動技術發展的同時，平衡監管需求、提升系統的可擴展性與安全性，將是未來成功的關鍵所在。面對這些挑戰，DePIN 不僅需要在技術層面持續進步，還需與現有的中心化基礎設施進行互補合作，尋求共同發展的契機。

從長遠來看，DePIN 不僅可能改變全球基礎設施的運營方式，更能透過分散化的經濟模式促進金融包容性，尤其是在欠發達地區提供新的經濟機會。因此，DePIN 的潛力並不僅限於技術層面，它更是一種能夠重塑經濟和社會參與的創新模式。無論是對於投資者、企業還是公共部門，抓住這一機會，將成為在數位經濟浪潮中佔據優勢的關鍵。

首圖連結：https://www.fil.org/blog/filecoin-as-a-depin-prototype