作者：IoTeX Foundation，翻译：金色财经xiaozou
最近，DePIN进入加密主流，带来了一些问题和应战，例如去中心化、可扩展性、可验证性、身份验证办理和数据信赖等。本文将深入探讨其中一些问题，以及IoTeX中心团队经过其产品W3bstream供给的几个处理方案，W3bsteam是一种以rollup为中心的用于链下数据核算的可扩展架构。
1、DePIN提神剂
DePIN（去中心化物理根底设施网络）代表着依据Web2的传统物联网系统的严重转变。一直以来，物联网系统要么以云为中心，源于物理设备的数据经过物联网网关传递到云端进行处理和存储，要么以edge（边际）为中心，涉及到处理更靠近源的数据的边际服务器。这些架构尽管在物联网使用中很盛行，但本质上是中心化或混合式的。但是，DePIN经过整合三大中心技术——区块链、物联网和代币经济学——引入了一种创新办法。这种整合支撑从底层开始创立根底设施网络和机器经济。DePIN的共同之处在于它的社区驱动形式，鼓励为共同利益构建使用程序，而不是由单个公司进行中央布置和维护。
DePIN首要有两类：
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物理资源网络（PRN）：这类网络专注于方位相关硬件，交付共同的商品或服务。例如无线连接、经过特定区域传感器获取的地舆空间情报，以及汽车服务等移动使用。
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数字资源网络（DRN）：DRN鼓励可替代资源（如算力、存储或带宽）的硬件布置，支撑针对诸如视频/音频烘托或存储服务之类的使命进行大型网络创立，而无需特定于方位的硬件。
DePIN生态丰富多彩，许多初创公司都在进行不同方面的探索，如去中心化核算、存储、带宽网络和通信协议。无论一个项目属于哪一类，DePIN都面临着自身的固有应战，例如树立系统身份验证、处理隐私问题，尤其是可可扩展性。
2、DePIN可扩展性应战
如前所述，可扩展性是一个要害应战，这是由DePIN使用程序的固有特性决议的。DePIN一般包含拥有很多设备的大型网络，生成处理很多数据。同时，与区块链技术的集成尽管供给了强大的信赖根底，但也带来了自身局限性。区块链以其高信赖度而闻名，但受制于有限的处理才能和昂扬的数据存储。这种广泛的网络和数据需求与区块链有限的处理才能的比照，无疑突显出DePIN使用程序面临的可扩展性应战。
以太坊Rollup办法
以太坊一直选用的处理可扩展性问题的办法就是以rollup为中心的路线图。该战略从根本上是对区块链网络中数据处理和买卖履行办法的重新思考。
（1）L2 Rollup：以太坊发起将大部分数据处理和履行卸载到L2 Rollup网络，而不是彻底依赖L1（主区块链）进行全部的工作。这些网络与主链一同运转，但处理买卖的办法愈加有用。
（2）批处理买卖：L2网络从L1网络搜集买卖并进行批量处理。经过将多笔买卖批量打包，Rollup网络能够比在主链上一个一个单独处理买卖更高效地处理买卖包。
（3）证明生成和验证：L2网络在批量处理买卖后生成证明。此证明是一种加密依据，用于验证Rollup网络中处理的一切买卖都是有用的。然后，L1网络经过智能合约验证这一证明。这个进程保证了在L2网络上处理买卖的完整性。
（4）L1信赖锚：尽管将数据处理卸载到L2网络，但L1区块链保留了其作为中心信赖锚的效果。它经过验证来自L2网络的证明来完成这一点，从而维护了整个网络的完整性和安全性。
（5）有用状况转换：L1网络接纳这些证明和相应的状况转换，它能够更高效地处理这批买卖。这种办法减轻了L1网络的负担，使其能够更有用地发挥信赖锚的效果，同时处理更少但更要害的使命。
这种以rollup为中心的办法让以太坊大大增强了可扩展性，稍加调整就可使用于DePIN。
3、W3bstream：专门针对DePIN的L2 Rollup
如前所述，以rollup为中心的办法还可用来扩展DePIN使用程序。这种办法是IoTeX W3bstream背后的中心理念，IoTeX的L2网络专门为扩展DePIN项目创立，能够将很多的链下数据压缩（聚合）成更小的、可验证的零常识证明，以触发链上买卖。现在让我们来看看这种办法的首要组件：
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主权智能设备：这些关于DePIN项目的数据可信度来说至关重要。这些设备布置在现实的物理国际中，不仅能够搜集数据，还能够证明数据搜集进程的可信度。
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数据可用性层：数据可用性层担任暂时存储从设备接纳到的数据。它既能够是链上的，也能够是链下的，因为其短期性质，它与永久存储不同。
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去中心化排序网络（DSN）：DSN就从设备搜集的数据达到一致，并将其存储在数据可用性层。这种一致关于进行任何有意义的核算来说都是必需的。
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去中心化聚合网络：该网络担任核算，从数据可用性层批量检索数据，并为一个或多个设备生成聚合的零常识证明。
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L1网络：L1上的智能合约能够作为验证器来验证链下聚合器生成的零常识证明。经过这种办法，L1作为DePIN使用程序的信赖根底和结算层。该架构的高层流程图如下：
下面几节将更详细地分析这一架构，从如何搜集可信数据开始，然后解说数据预处理和数据可用性，然后再探讨聚合证明生成进程。
（1）可信数据搜集
在DePIN使用程序中，可信数据搜集是至关重要的，首要经过两种办法完成：依据TEE（可信履行环境）和依据零常识证明（ZKP）。
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依据TEE：TEE经过在设备受保护区域隔离数据搜集代码来保证安全的数据搜集。这种办法还包括长途认证，支撑设备操作外部验证和代码完整性。
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依据ZKP：此办法使设备能够在不走漏底层数据的情况下证明其数据搜集的准确性。它会依据设备功能而有所不同，关于功能强大的设备使用板载ZKP生成，关于愈加受限的设备使用长途生成。
TEE和ZKP的结合进步了DePIN使用程序数据搜集的可信度，影响了相关金融系统的整体效力。未来的研讨将重点在于进步ZKP功率，特别是关于具有多个传感器或杂乱数据搜集需求的设备。
（2）数据预处理和数据可用性
DePIN架构的第二个首要组成部分是数据预处理和保证数据可用性，由去中心化测序网络支撑。该网络为多个DePIN项目供给服务，并处理了设备多样性的应战，特别是通信协议方面的应战。
去中心化排序网络：
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功能：履行数据预处理。数据来自不同的设备，网络会对数据进行处理，以保证数据的一致性和兼容性。
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验证进程：网络中的各节点经过两步验证数据：（1）承认数据搜集进程的有用性，能够经过查看支撑TEE的设备供给的认证报告，也能够经过验证该设备生成的证明来承认。（2）验证设备签名，保证数据源的真实性。
数据存储和可用性：
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预处理后：数据经过预处理并在网络内达到一致后，将存储在特定项目的数据可用性层。
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自定义存储处理方案：项目能够灵敏挑选喜爱的数据可用性层。这是经过可装备存储适配器完成的，支撑将数据存储在所选的数据可用性层中。
DePIN架构的这部分在标准化和保护来自不同设备的数据流方面起着要害效果，保证数据得到统一处理和有用存储。
（3）数据证明聚合
DePIN架构的第三个组成部分侧重于聚合证明生成，这是验证DePIN项目核算必不可少的进程。
聚合器节点和核算池：
该网络由聚合器节点构成，这些节点形成了一个链下核算资源池，在一切DePIN项目之间共享。这些节点依据链上状况监视器周期性地挑选一个闲暇聚合器来处理特定DePIN项目的核算使命。
聚合器节点履行使命：
所选节点从数据可用性层检索数据，然后为DePIN项目履行必要核算并生成证明。该证明被发送到L1智能合约进行验证，之后节点回归闲暇状况。
为了生成聚合证明，系统将利用一个分层聚合电路，该电路由以下组件构成：
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数据压缩电路：其功能类似于默克尔树，验证一切搜集的数据都来自特定的默克尔树根。
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签名批量验证电路：批量校验来自设备的数据有用性，每个设备都相关一个签名。
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DePIN核算电路：证明DePIN项目的特定核算逻辑（例如验证医疗保健项目中的步数或太阳能发电厂发生的能量）被正确履行。
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证明聚合电路：将一切证明聚合为一个证明，供L1智能合约进行终究验证。
数据证明聚合关于保证DePIN项目核算的完整性和可验证性来说至关重要，为验证链下核算和数据处理供给了可靠有用的办法。
4、定论
总归，W3bstream经过其去中心化排序网络高效地办理数据预处理，有助于DePIN的可扩展性。它支撑聚合证明生成，这关于验证跨大型网络的杂乱核算至关重要。经过促进链下核算并供给针对链上证明验证的强大机制，W3bstream明显进步了DePIN使用程序的吞吐量和功率。尽管W3bstream依赖于IoTeX区块链（因为其速度、安全性和成本效益，IoTeX仍然是新兴DePIN使用程序的完美挑选），但它可支撑任何区块链上的任何现有DePIN项目。它的架构（支撑可扩展的安全根底设施）使其成为更广泛的去中心化网络生态系统中的重要部分。
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