2022年4月，我们发表了关于物理工作量证明 (PoPW) 网络（现在更通俗地称为“去中心化物理基础设施网络”，简称“DePIN”）的论文，文章写道：

“（PoPW 网络）激励人们进行可验证的工作，构建现实世界的基础设施。相对于用于建设实体基础设施的传统资本形成形式，这些无需许可且可信中立的协议：

1. 可以更快地构建基础设施——在许多情况下速度要快10-100倍
2. 更适应超本地市场的需求
3. 更具成本效益

我们是这篇论文的第一个主要投入者，从那以后，我们见证了 DePIN 网络在能源、物流、测绘、电信等广泛领域的寒武纪爆发。最近，我们观察到围绕特殊用途资源网络出现了更多利基类别，特别是数字商品，例如计算、存储、带宽和消费者数据聚合。每个网络的背后都有隐藏的结构成本或性能套利，而这些套利是由加密货币原生资本形成所独特实现的。

DePIN 网络的设计模式和最佳实践存在大量重叠。创始人和社区在思考网络设计时需要考虑几个重要问题。网络硬件应该面向消费者，还是应该作为专业安装人员网络的引导？需要多少个节点才能吸引第一个、第十个或千个付费客户？您应该让网络完全非许可化，还是应该通过可信中介机构进行管理？

在网络设计的早期就必须做出这些决策，并且这些决策必须是正确的；支点问题通常决定 DePIN 网络的成功或失败，硬件级别、代币级别、分发级别或需求激活层的微小变化可能会对网络的成功或失败产生巨大影响。

在 Multicoin，我们仍然看好 DePIN，并预计许多新的、定义类别的网络将在未来几年进入市场。这篇文章将探讨我们看到 DePIN 创始人和社区最常见考虑的权衡问题，希望帮助下一代 DePIN 创始人和社区更成功地设计网络。我们提出了构建 DePIN 的三个必要考虑因素：硬件、阈值规模和需求生成。在每个问题中，我们都探讨了为关键设计决策提供信息的主要问题，并概述了其广泛的代币设计含义。

硬件考虑因素

大多数 DePIN 网络都协调物理基础设施，即世界上真实的硬件。然而，情况并非总是如此。一些网络管理虚拟资源，例如计算、存储或带宽（这些网络有时称为“去中心化虚拟基础设施网络”或“DeVIN”）。但是，为了更好展开讨论，我们将假设您的网络具有真实世界的硬件，因此，您需要回答一些关键的网络设计问题。

硬件是谁制造的？

制造和分配自己的硬件的 DePIN 网络对网络的供应方拥有更多的控制权。他们还可以与贡献者建立直接关系（有时这会带来更强大的社区）。然而，随着时间的推移，这些公司面临着成为制造和分配过程中的瓶颈或单点故障的风险，这可能会限制网络的扩展能力。

制造和分配您自己的硬件的其它可行方法是开源您的硬件规格并要求社区为您构建它。这使得创始人和社区能够扩大网络的供应方，同时也分散许多公司的供应链风险。当然，这种方法的问题在于激励第三方制造商为新市场制造硬件既困难又成本高昂。您还必须考虑的另一个因素是硬件质量和支持。假设您成功构建了一个强大的硬件制造商生态系统，您还需要保持跨设备的质量和支持。

Helium去中心化无线网络是一个值得进行研究的案例。他们首先构建自己的热点来帮助引导网络，然后快速开源他们的硬件规范，并激励强大的第三方生态系统为他们构建硬件。尽管 Helium 拥有庞大的第三方硬件制造商网络，但在网络的关键增长阶段却遭遇了严重的供应链瓶颈，而且一些制造商提供的支持很差。

相反，去中心化地图网络Hivemapper选择构建和分配自己的硬件行车记录仪。这使他们能够完全控制硬件生产，从而能够快速迭代行车记录仪的固件并更快地实现视频被动上传，从而加速映射覆盖范围，并提高该数据的商业价值。作为一种权衡，它让一家公司控制硬件生产会对供应链产生中心化影响，从而使供应链更加脆弱。

要点——一般来说，我们观察到，当硬件规范开源且部署为非许可时，DePIN 网络的扩展速度会更快。当网络足够成熟时，开放硬件开发来去中心化并扩展网络当然是有意义的。然而，在早期，控制硬件以确保质量并得到支持会起作用。

您的硬件是有源还是无源的？

一些 DePIN 网络是无忧的，而其他网络则需要更持续的用户参与度。

例如，对于 Helium，从拆箱那一刻起建立热点的时间成本约为10分钟。然后，在那之后，盒子就待在那里，无源地为网络提供覆盖，而不需要主机做太多额外的工作。另一方面，像 Geobyte（使用智能手机对室内空间进行去中心化测绘）这样的网络要求用户积极做一些事情来创造价值（使用手机传感器捕获室内空间的视频）。对于供应方贡献者来说，投入有源网络的时间显然是牺牲了可能用于其他创收活动或其它生活的时间。因此，有源网络的贡献者必须赚取更多（在大多数情况下通过代币或网络设计）以证明他们的时间和机会成本是合理的。这也意味着有源网络由于其设计的原因，比无源网络更慢地达到阈值规模（我们将在下面详细讨论）。

从积极的角度来看，由于无源的 DePIN 网络需要一定程度的持续参与，因此它们通常拥有更高的参与度和经验更丰富的网络贡献者。相反，有源网络也受到愿意或能够贡献的总人数的限制。

要点——一般来说，我们观察到，如果贡献者预先支付一次性成本（时间或金钱），而不是持续支出成本，那么 DePIN 网络就更容易扩展；无源网络更容易建立，因此也更容易扩展。

成为一个有源的网络并不就会导致失败，它们只是需要创造性思维和激励设计。例如，Geobyte、Dronebase、FrodoBots 和 Veris 等有源网络看起来更像是“永久游戏”，而不是传统的基础设施网络。

安装硬件的困难有多大？

各种 DePIN 网络在硬件安装过程方面都有不同的难度，有的如同将盒子插入墙壁一样简单；相反，有需要专业安装人员安装。

在只需简单安装的硬件中，游戏玩家只需运行 bash 脚本即可将其 GPU 连接到Render Network（分布式计算网络），这是最佳的选择，因为计算网络需要数以万计的地理分布的 GPU，涵盖性能和带宽配置文件的需求，以正确为数据中心卸载提供服务。

在安装难度为中等级别的硬件方面，Hivemapper 行车记录仪的安装需要15-30分钟。需要在给定地理区域内使用数百辆此类车辆来构建强大的实时地图，因此这种安装必须是简单的前期时段投资，并且之后是易于操作的。

相比之下，对于安装难度高的硬件，XNET 正在构建电信运营商级 CBRS 无线网络。他们的网络无线电需要当地 ISP 的专业安装，并由商业房产所有者选择加入；然而，尽管如此，他们的网络仍然可以扩展，因为只需要少量的此类安排即可完全覆盖城市地区和服务运营商卸载和数据漫游用例。

要点 — 网络扩展的速度直接受到安装硬件的难易程度的影响。如果您的网络需要全球数十万台设备，那么您需要使用尽可能易于安装的硬件。如果您的网络仅通过几个节点即可快速扩展，那么您可选择着重将专业贡献者引入网络，而不是零售贡献者。一般来说，当安装难度足够低以至于普通人也能轻松成为贡献者时，DePIN 网络的扩展速度最快。

代币设计的影响

在考虑建立网络时，早期的供应方贡献者是需要考虑的最重要的利益相关者之一。根据您做出的硬件决策，供应方贡献者的情况可能会偏向普通人、专业人士或中间的一些“产消者”。

我们观察到，专业贡献者倾向于将他们的收入视为以美元计价的即时回报，并且更有可能在网络生命周期的早期将其代币货币化。相反，早期的普通零售贡献者更有可能关注长期结果，并且更有可能希望积累尽可能多的代币，而不管短期价格波动如何。

拥有更多专业贡献者的网络可以尝试传统现货代币激励的替代方案，例如锁定代币或远期、以美元计价的收入分成协议。

无论供应方贡献者是谁，在到期时，网络的供应方必须以美元计算资本投资和运营成本。确保代币可用于奖励网络成熟后期的贡献者，同时平衡对早期采用者的引导激励，这是一个棘手但重要的平衡。

阈值规模考虑因素

我们使用术语“阈值规模”来描述网络的供应方何时开始在商业上对网络的需求方变得可行。 DePIN 网络本质上具有颠覆性，因为代币可用于奖励早期贡献者，刺激他们将基础设施部署到阈值规模。

有些网络可以从一开始就通过一个或几个节点来满足需求（例如，存储和计算市场），还有其他网络需要最小的规模来满足其需求（例如，无线网络、物流和履行网络）。随着需求在数量级上扩展，满足增量需求所需的最小可行节点集也会扩展。

位置有多重要？

一些 DePIN 网络并不能从物理分配中获益，而其他网络则绝对需这种物理分配利益。在大多数情况下，如果网络需要协调物理资源，那么它是位置敏感的，因此在确定何时参与需求生成时，推理最小可行覆盖范围将是一个重要因素。

有些网络极其依赖于位置，有些网络则与位置无关。例如，能源市场（如 Anode）和地图网络（如 Hivemapper）都非常依赖于位置。Helium IOT 等无线网络与位置相关，但由于热点的范围很广，因此位置相关性较小。Filecoin Saturn、Fleek 或 Wynd 等带宽市场对位置的敏感度更低，因为它们只需要一般的地理覆盖范围，而不需要任何特定位置的节点。

相反，DeVIN（例如 Render Network 等算力市场或 Filecoin 等存储市场）对位置不敏感。在这些网络中，由于漏斗顶部不受地理限制，因此将供应方贡献者资源引导至阈值规模变得更加容易。

要点——一般来说，我们观察到，如果网络对位置敏感，则应激励供应方贡献者为目标区域做出贡献，这些目标区域将达到阈值规模，以解锁可用的市场。一旦实现，网络应采取“土地扩张”的方法，并在其他不同领域重复该战略。

网络密度有多重要？

基于上述关于最小可行覆盖的观点，一些 DePIN 网络有“网络密度”的概念，通常以硬件（或节点）单位或特定区域中特定资源的总聚合单位来定义。

Helium Mobile 是一家 web3 移动运营商，将其网络覆盖范围定义为每个社区的移动热点。超本地密度对于 Helium Mobile 非常重要，因为网络需要高密度的移动热点才能在某个区域提供连续覆盖。

Teleport 是一种非需许可的乘车共享协议，其密度定义为市区热点5-10英里半径内可用的活跃驾驶员数量。密度对于 Teleport 来说很重要，因为没有人愿意等10分钟以上才能打到出租车。然而，超本地密度对于 Teleport 来说不太重要，因为司机显然可以开车去接乘客，而 Helium 移动热点无法移动来接载用户的蜂窝流量。

Hivemapper 将网络密度定义为给定城市中的映射器数量，因为网络需要在城市中有足够的映射器来提供不断刷新的映射数据。但 Hivemapper 不需要与 Teleport 相同的密度水平，因为地图刷新可以承受比出租车接送更大的延迟。

在阈值规模的背景下考虑密度，有一个简单方法，在某个地理区域中贡献者的阈值是多少时，网络可以进行首次出售或吸引第一个需求方客户？那么第十个呢？第一百个呢？

例如，XNET 这个去中心化的、准许可的移动运营商可能只需要100个大型、专业安装的无线电即可为一个城市地区提供服务；然而，Helium Mobile 的无线电设备较小且由零售供应商安装，需要更多数量的无线电设备才能覆盖同一城市区域——具有100个小型基站的 Helium 移动网络价值很小，但具有10万个基站的 Helium 移动网络则价值很高。由于其硬件设计决策，Helium Mobile 的阈值规模高于 XNET 的阈值规模。

要点——一般来说，我们观察到密度要求更高的网络需要更多的贡献者才能达到阈值规模。相反，较低密度的网络可以利用更复杂的硬件和/或专业贡献者。

代币设计的影响

我们观察到，由于位置敏感性或网络密度要求的某种组合，具有较高阈值规模的网络需要更多的代币激励来构建网络的供应方。相比之下，阈值规模相对较低的网络可以灵活地对其代币激励采取更加保守的态度，并且可以将其分散到后期阈值规模事件中。

一般而言，代币分配有两种常见的策略：基于时间的策略和基于利用率的策略。基于时间的策略最适合具有高阈值规模的网络，而基于利用率的策略最适合具有相对较低阈值规模的网络。 Helium 采用基于时间的代币排放计划，而 Hivemapper 采用基于网络利用率的排放计划。

基于时间的策略需要创建代币，并在给定的时间段内按照其网络贡献的某种程度按比例发放给贡献者。如果上市时间对基础设施建设很重要，那么这些产品就更适合，并且比竞争对手能更快地达到阈值规模，这一点至关重要。如果网络不是赢家通吃、先行者为赢家的市场，那么基于时间的策略是一个值得考虑的强有力的选择。 （请注意，这种方法通常要求网络具有清晰的见解，以便通过弹性供应链分配硬件。）

基于网络利用率的代币分配是一种更灵活的机制，允许根据网络增长来分配代币。奖励机制包括针对特定位置、特定时间的网络构建或向网络提供的特定类型资源的超大代币。这里的权衡是，虽然这保留了网络将代币分配给最具价值增值参与者的选择权，但它给供应方带来了收入上的不安全感，这可能导致较低的转化率和较高的流失率。

例如，Hivemapper 绘制了美国10%的地图，并用不到总代币排放量2%的奖励来奖励地图贡献者。因此，他们现在可以非常审慎地考虑构建奖励挑战，以达到特定区域的阈值规模，以继续构建地图并提高战略区域的密度。

需求生成考虑因素

当 DePIN 网络达到阈值规模时，他们就可以开始认真地向网络的需求方出售。这就引出了一个问题，谁应该进行出售？

只有当客户能够轻松访问网络聚合的资源时，DePIN 网络最终才有价值。消费者和企业通常不想直接从未经许可的网络购买服务，而是更愿意从传统公司购买。这为增值经销商（VAR）创造了机会，将网络资源打包成客户理解并愿意购买的产品和服务。

网络创建者还可选择运营网络 VAR。该公司建立在网络之上，拥有客户关系以及客户关系带来来的一切，即产品开发、销售、客户获取和保留、持续支持和服务法律协议等。在网络上构建 VAR 的优势正在捕获（向客户的）产品销售成本和网络提供的原材料成本之间的全部价差。这种方法造就了全栈网络，并允许更严格的产品迭代，因为需求方客户会不断提供反馈。

或者，您不必成为 VAR 或在网络之上构建。您可以将需求方关系外包给网络生态系统。这种方法允许您专注于核心协议开发，但减少与客户的接触点可能会妨碍产品反馈和迭代。

您应该成为网络增值经销商还是外包？

不同的 DePIN 团队从多个维度解决了这个问题。

例如，Hivemapper Inc. 目前是 Hivemapper 网络的主要 VAR。它们建立在网络地图数据之上，并通过商业 API 提供企业级物流和地图数据。

就 Helium 而言，Helium 移动网络由单个 VAR（Helium Mobile）提供服务，该 VAR 是从 Helium Systems Inc. 剥离出来的，而 Helium 的物联网网络则由 VAR 生态系统（例如 Senet）实现商业化，其中包括从帮助客户部署热点、购买传感器和覆盖范围、验证数据包传输等。

与 Hivemapper 或 Helium 不同，Render网络将网络资源商业化外包给开放计算客户端，然后将这些资源转售给从事Render和机器学习工作的机构和艺术家。Render网络本身不提供计算真实性、隐私保证或处理包或库特定工作负载的不同编排层的证明；相反，这些都是由第三方客户端提供的。

要点——一般来说，我们观察到分层服务或信任保证可以推动需求。网络可以选择自己提供这些服务，但过早投资这些服务（在达到某个临界规模阈值之前）将导致时间、精力和金钱的浪费。从规模上看，这些服务最好由第三方来处理，这些第三方可以根据他们寻求服务的客户定制其产品。

我们还观察到，当网络开始扩展并将网络资源商业化时，网络通常会呈现以下形式：

• 第1阶段：在第一个阈值规模里程碑或附近，核心团队管理需求方关系的各个方面。这是为了确保早期客户获得尽可能高质量的产品。
• 第2阶段：除了第一组阈值规模里程碑之外，网络可以开始开放第三方生态系统来转售网络的聚合资源。处理管理的第三方可以利用网络并调解需求和供应之间的关系。
• 第3阶段：在某种稳定状态下，有许多参与者将资源打包出售给各种网络参与者。在这个阶段，网络是其他服务企业直接接入和服务客户的平台，纯粹作为资源层。

代币设计的影响

如果您的网络依赖于特定各方来扩展需求生成，那么为这些网络参与者指定协议激励措施可能会有所帮助。用于第3方需求生成活动的代币通常是基于里程碑的，当网络和第3方实现一些共同目标时，将创建代币来奖励这些各方。您应该始终深思熟虑后安排向合作伙伴的发行量，以便他们为网络带来的价值与他们最终获得的代币相称。

展望未来

本文探讨了我们在探索新的 DePIN 网络时与创始人讨论的最常见问题和注意事项。

我们预计新的、定义类别的 DePIN 将在未来几年内出现，并相信代币分发、硬件、阈值规模和需求生成的核心属性具有至关重要的作用，并应得到充分探索，以便有效地构建供应方资源和需求方客户。这些网络本质上是市场，每种权衡都会产生连锁反应，要么增强其固有的网络效应，要么为新进入者创造竞争差距。

最终，我们将 DePIN 视为一种通过加密原生资本构成来降低构建有价值的基础设施网络成本的方法。我们相信，网络有广阔的设计空间，可以进行独特的权衡并为电信、能源、数据聚合、碳去除、物理存储、物流和交付等庞大市场的子集提供服务。如果您正在 DePIN 中探索这个概念迷宫，我们很乐意帮助全面探讨整个过程。

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