Décrypter l'écosystème DePIN : la force transformatrice de la puissance de calcul pour l'IA
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Décrypter l'écosystème DePIN : la force transformatrice de la puissance de calcul pour l'IA
DePIN est une nouvelle forme d'« économie collaborative », un pont reliant le monde physique et le monde numérique.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : @0xFourStones, @cryptoyzr
Encadrement : @CryptoScott_ETH, @artoriatech
Introduction
Le concept de DePIN a été officiellement introduit par Messari en novembre 2022. En réalité, il ne s'agit pas d'une idée nouvelle, mais présente certaines similitudes avec l'IoT (Internet des objets) précédent. Selon nous, DePIN constitue une nouvelle forme « d'économie du partage ».
Contrairement aux précédentes vagues d'enthousiasme autour de DePIN, les projets phares actuels se concentrent principalement sur les trois piliers de l'IA (données, algorithmes, puissance de calcul), notamment le volet « puissance de calcul », porté par des projets tels qu'io.net, Aethir ou Heurist. Cet article analyse donc plus particulièrement ces projets liés au calcul distribué.
Cet article synthétise le cadre fondamental des projets DePIN selon la structure QUOI-POURQUOI-COMMENT, offrant ainsi un panorama global du secteur. Ensuite, à partir de notre expérience, nous définissons une méthodologie claire d’analyse des projets DePIN, que nous appliquons ensuite à des cas concrets dans le domaine de la puissance de calcul.
1. Qu'est-ce que DePIN ?
1.1 Définition de DePIN
DePIN signifie Decentralized Physical Infrastructure Networks (réseaux décentralisés d'infrastructures physiques). Il s'agit d'un réseau utilisant la technologie blockchain pour relier de manière décentralisée des infrastructures matérielles physiques, permettant aux utilisateurs d'accéder sans permission et à moindre coût aux ressources du réseau. Les projets DePIN utilisent généralement un système de récompenses en jetons pour inciter les utilisateurs à participer activement à la construction du réseau, suivant le principe : plus vous contribuez, plus vous gagnez.
Les applications des projets DePIN sont très variées, couvrant la collecte de données, le stockage et le calcul. Chaque domaine traditionnellement dominé par les solutions centralisées (CePIN) peut potentiellement accueillir des projets DePIN.
En examinant leur mode de fonctionnement et leur modèle économique, on constate que les projets DePIN incarnent essentiellement une nouvelle forme d’économie du partage. Lors de l’analyse initiale d’un projet DePIN, il est utile d’adopter une méthode simple : identifier d’abord son activité centrale.
Si le projet concerne principalement le calcul ou le stockage, on peut le définir simplement comme une plateforme offrant des services de calcul partagé ou de stockage partagé. Cette catégorisation facilite la compréhension de sa proposition de valeur et de sa position sur le marché.
source : @IoTeX
Dans ce modèle d’économie du partage, trois acteurs principaux interviennent : la demande, l’offre et la plateforme. D’abord, la demande émet une requête via la plateforme (par exemple, une course ou un logement). Ensuite, la plateforme transmet cette demande aux fournisseurs. Enfin, les fournisseurs exécutent le service requis, achevant ainsi le cycle opérationnel.
Sur le plan financier, les paiements transitent d’abord de la demande vers la plateforme, puis, après validation de la commande, de la plateforme vers l’offre. La plateforme tire profit de ces transactions grâce aux frais perçus pour assurer une expérience fluide. Pensez à votre dernière course en voiture avec une application comme Uber — c’est exactement ce modèle.
Dans les modèles économiques du partage traditionnels, la plateforme est souvent une entreprise centralisée qui conserve le contrôle total du réseau, des chauffeurs et des opérations (comme Uber). Parfois, le fournisseur est lui-même la plateforme, comme dans le cas des bornes de recharge ou des scooters électriques partagés. Cela engendre plusieurs problèmes : risque de monopole, facilitation de comportements malveillants, frais excessifs préjudiciables aux fournisseurs. En somme, le pouvoir de fixation des prix repose entre les mains d’entreprises centralisées, tandis que ceux qui détiennent les moyens de production n’en ont pas le contrôle — ce qui va à l’encontre des principes d’équité.
Dans le modèle Web3 de l’économie du partage, la plateforme est un protocole décentralisé qui supprime l’intermédiaire (Uber), redonnant ainsi le contrôle tarifaire aux fournisseurs. Cela offre des trajets moins chers aux usagers, un revenu accru aux chauffeurs, et leur permet d’influencer directement le réseau qu’ils construisent chaque jour — un véritable modèle gagnant-gagnant.
1.2 Histoire du développement de DePIN
Depuis l’avènement du Bitcoin, on explore la combinaison des réseaux pair-à-pair avec des infrastructures physiques — autrement dit, créer un réseau ouvert et incitatif reliant divers appareils. Sous l’influence de termes Web3 comme DeFi ou GameFi, MachineFi fut l’un des premiers concepts émergents.
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Décembre 2021 : IoTeX devient le premier acteur à nommer ce nouveau domaine « MachineFi », fusionnant « Machine » et « DeFi » pour symboliser la financiarisation des machines et des données qu’elles génèrent.
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Avril 2022 : Multicoin introduit le concept de « Proof of Physical Work » (PoPW), un mécanisme incitatif permettant à toute personne d’apporter sa contribution à un objectif commun sans permission préalable. Ce mécanisme a fortement accéléré le développement de DePIN.
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Septembre 2022 : Borderless Capital propose le terme « EdgeFi ».
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Novembre 2022 : Messari lance un sondage Twitter pour uniformiser la terminologie du secteur, proposant PoPW, TIPIN, EdgeFi et DePIN. DePIN remporte 31,6 % des votes et devient le nom officiel du domaine.
source : @MessariCrypto
2. Pourquoi avons-nous besoin de DePIN ?
Dans les réseaux d'infrastructure physique traditionnels (télécommunications, cloud, énergie, etc.), les coûts élevés d'investissement et de maintenance favorisent la domination de grandes entreprises. Cette centralisation entraîne plusieurs difficultés :
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Liaisons étroites entre entreprises et gouvernements, barrières d’entrée élevées : Aux États-Unis, par exemple, la FCC attribue les fréquences radio aux plus offrants. Cela avantage les entreprises riches, renforçant leur domination et creusant l’écart entre leaders et nouveaux entrants.
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Marché figé, innovation limitée : Quelques entreprises maîtrisant les prix bénéficient de revenus stables, ce qui freine l’innovation, ralentit l’amélioration des réseaux et décourage les investissements dans de nouvelles technologies.
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Délégation de services techniques, qualité inégale : Bien que la sous-traitance professionnelle soit courante, les différences de compétences et de standards entre prestataires rendent la qualité difficile à contrôler, faute de mécanismes efficaces de coordination.
2.1 Inconvénients des systèmes CePIN
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Contrôle centralisé : Géré par des entités centralisées, CePIN souffre de points uniques de défaillance, est vulnérable aux attaques et manque de transparence. Les utilisateurs n’ont aucun contrôle sur leurs données ni sur les opérations.
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Forte barrière d’entrée : Nécessite des capitaux importants et une conformité réglementaire complexe, limitant la concurrence et l’innovation.
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Gaspillage de ressources : La gestion centralisée conduit souvent à une sous-utilisation ou un gaspillage des ressources, avec une faible efficacité.
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Réinvestissement inefficace : Les décisions prises par quelques acteurs aboutissent à des retards dans la mise à jour des équipements et des investissements.
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Qualité de service inégale : La délégation entraîne une hétérogénéité des standards, compromettant la fiabilité du service.
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Asymétrie d’information : Les institutions centrales détiennent toutes les données, privant les utilisateurs d’une vision complète du fonctionnement du système.
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Incentives insuffisants : Absence de mécanismes efficaces pour motiver les utilisateurs à contribuer activement au réseau.
2.2 Avantages de DePIN
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Décentralisation : Aucun point unique de défaillance, meilleure résilience, sécurité accrue et réduction des risques d’attaque.
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Transparence : Toutes les transactions et opérations sont publiques et vérifiables. Les utilisateurs contrôlent leurs données et peuvent participer aux décisions, renforçant la démocratie du système.
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Mécanismes d’incitation : Grâce à la tokenomics, les utilisateurs sont récompensés en jetons pour leurs contributions, stimulant leur engagement.
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Résistance à la censure : L’absence de contrôle central rend le réseau difficile à bloquer, garantissant la libre circulation de l’information.
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Efficacité dans l’utilisation des ressources : Le réseau distribué active les ressources inutilisées, augmentant considérablement leur taux d’utilisation.
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Ouverture et déploiement mondial : Accès sans permission, protocoles open source, possibilité de déploiement global, dépassant les limites géographiques et réglementaires des CePIN traditionnels.
Grâce à ses avantages en matière de décentralisation, de transparence, de contrôle utilisateur, d’incitations et de résistance à la censure, DePIN résout les problèmes inhérents aux CePIN : contrôle centralisé, confidentialité des données, gaspillage de ressources et qualité de service inégale. Il transforme les rapports de production dans le monde physique, créant des réseaux d’infrastructure plus efficaces et durables. Ainsi, pour les infrastructures nécessitant haute sécurité, transparence et participation active, DePIN représente une solution nettement supérieure.
3. Comment construire un réseau DePIN ?
3.1 Comparaison des différents mécanismes de consensus
Avant d’explorer la mise en œuvre d’un réseau DePIN, présentons brièvement le mécanisme PoPW, largement utilisé dans ce secteur.
Un réseau DePIN doit être capable de s’étendre rapidement, avec un faible coût d’entrée pour les nœuds, un grand nombre de fournisseurs et un haut niveau de décentralisation.
Le PoW exige l’achat coûteux de matériel minier, ce qui élève trop le seuil d’entrée pour convenir à DePIN. Le PoS nécessite également un verrouillage initial de jetons, ce qui décourage la participation. En revanche, le PoPW répond parfaitement aux besoins de DePIN : il facilite l’intégration des dispositifs physiques au réseau, accélérant ainsi considérablement son développement.
Le modèle économique associé au PoPW résout fondamentalement le dilemme du « poulet et de l’œuf ». Grâce aux récompenses en jetons, le protocole motive les participants à construire une offre suffisamment attractive pour les utilisateurs.
3.2 Acteurs principaux d’un réseau DePIN
Un réseau DePIN complet implique généralement les acteurs suivants :
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Fondateur (Founder) : L’initiateur du réseau, aussi appelé « équipe du projet ». Le fondateur joue un rôle crucial en phase initiale, notamment lors du lancement froid du réseau.
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Propriétaire (Owner) : Fournisseur de ressources au réseau, comme mineurs de calcul ou de stockage. Ils gagnent des jetons en mettant à disposition des ressources matérielles/logicielles. Essentiels en phase de lancement.
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Consommateur (Consumer) : Utilisateur final des ressources du réseau. La majorité des demandes proviennent de clients B2B, souvent issus du Web2. La demande du seul Web3 est insuffisante pour soutenir un réseau. Filecoin et Bittensor en sont des exemples typiques.
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Bâtisseur (Builder) : Personnes participant au développement et à l’expansion de l’écosystème. Leur nombre augmente avec la croissance du réseau, bien qu’ils soient initialement composés principalement des fondateurs.
3.3 Composants fondamentaux d’un réseau DePIN
Pour fonctionner correctement, un réseau DePIN doit interagir avec des données hors chaîne et en chaîne, ce qui exige des infrastructures solides et des protocoles de communication. Ses principaux composants sont :
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Infrastructure matérielle physique : Fournie par les propriétaires (Owners), comprenant GPU, CPU, etc.
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Infrastructure de calcul hors chaîne : Les données générées par les dispositifs physiques sont envoyées à la chaîne via des oracles pour preuve de travail physique (PoPW).
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Infrastructure de calcul en chaîne : Une fois validées, les données sont utilisées pour créditer les adresses blockchain des propriétaires concernés.
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Mécanisme d’incitation par jetons : Aussi appelé modèle économique, il joue un rôle crucial à chaque étape du développement du réseau, comme nous le verrons plus loin.
3.4 Mode de fonctionnement de base d’un réseau DePIN
Le fonctionnement suit l’ordre illustré dans le schéma ci-dessus : les données sont d’abord générées hors chaîne, puis confirmées en chaîne. Le flux des données hors chaîne suit un ordre ascendant, tandis que celui en chaîne est descendant.
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Fournir un service pour obtenir une récompense : Les dispositifs matériels du projet DePIN fournissent des services (ex. : couverture de signal dans Helium) et reçoivent des récompenses (ex. : $HNT).
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Fournir une preuve : Avant de recevoir une récompense, le dispositif doit prouver qu’il a accompli un travail conforme aux exigences. Cette preuve s’appelle Proof of Physical Work (PoPW).
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Authentification par clés publique/privée : Similaire aux blockchains traditionnelles, chaque dispositif DePIN utilise un couple de clés. La clé privée signe la preuve de travail, tandis que la clé publique sert à la vérifier ou comme identifiant du dispositif (Device ID).
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Distribution des récompenses : Un contrat intelligent enregistre les adresses des détenteurs de dispositifs et transfère automatiquement les récompenses en jetons vers leurs comptes.
Prenons une analogie simple avec un examen scolaire pour clarifier ce processus.
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Professeur : L’émetteur des jetons, chargé de vérifier l’authenticité des « copies d’examen ».
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Élève : Le destinataire des jetons, qui doit réussir l’« examen » pour obtenir une récompense.
D’abord, le professeur distribue le sujet aux élèves, qui doivent le compléter selon les règles (PoPW). Ensuite, ils rendent leur copie, que le professeur corrige et note. Les meilleurs reçoivent une récompense symbolique (ex. : fleur rouge).
Ici, le « sujet donné » correspond à la « demande » du réseau DePIN. La solution doit respecter certaines règles (PoPW). Pour confirmer que c’est bien l’élève A qui a écrit la copie, le professeur vérifie son écriture (clé privée) et son nom (clé publique). Après correction, il attribue une note, trie les copies par ordre décroissant — reflétant ainsi le principe de distribution des jetons DePIN : plus vous contribuez, plus vous gagnez.
Le fonctionnement de base d’un réseau DePIN rappelle fortement un examen scolaire. Dans le domaine des cryptomonnaies, de nombreux projets sont des reflets numériques de situations réelles. Face à un projet complexe, nous recommandons d’utiliser des analogies avec des situations familières pour mieux en saisir les principes sous-jacents.
4. Catégorisation du secteur DePIN
Après avoir passé en revue le secteur DePIN selon la logique QUOI-POURQUOI-COMMENT, examinons maintenant ses sous-secteurs spécifiques. Nous divisons l’écosystème en deux grandes catégories : réseaux de ressources physiques et réseaux de ressources numériques.
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Ressources physiques : Incite les participants à utiliser ou déployer du matériel basé sur la localisation, offrant des biens et services non standardisés du monde réel. Sous-catégories : réseaux sans fil, réseaux de données géospatiales, réseaux mobiles, réseaux d’énergie.
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Ressources numériques : Incite les participants à déployer du matériel pour fournir des ressources numériques standardisées. Sous-catégories : réseaux de stockage, réseaux de calcul, réseaux de bande passante.
Voici quelques projets représentatifs par catégorie :
4.1 Réseau de stockage décentralisé - Filecoin (FIL)
Filecoin est le plus grand réseau de stockage distribué au monde, avec plus de 3800 fournisseurs ayant contribué plus de 17 M To de capacité. Considéré comme le projet DePIN le plus célèbre, son cours de $FIL a atteint un sommet le 1er avril 2021. L’objectif de Filecoin est d’apporter aux trois piliers du numérique — stockage, calcul et diffusion de contenu — les caractéristiques d’ouverture et de vérifiabilité publique.
Le stockage des fichiers repose sur IPFS (InterPlanetary File System), garantissant sécurité et efficacité.
Filecoin possède un modèle économique unique : avant de devenir nœud de stockage, il faut bloquer une certaine quantité de $FIL. En période haussière, cela crée un effet boule de neige : blocage → augmentation du stockage → plus de nœuds → plus de demande de jetons → hausse du cours. Mais en période baissière, cela peut conduire à un effondrement en spirale. Ce modèle convient mieux aux marchés haussiers.
4.2 Plateforme de rendu GPU décentralisée - Render Network (RNDR)
Render Network est une plateforme décentralisée de rendu GPU appartenant à OTOY, composée d’artistes et de fournisseurs de puissance GPU, offrant des capacités de rendu puissantes à l’échelle mondiale. Son cours $RNDR a atteint un pic le 17 mars 2024, coïncidant avec le pic du secteur IA, auquel Render appartient.
Son fonctionnement : les créateurs soumettent des travaux nécessitant du rendu GPU (scènes 3D, images/vidéos HD), distribués aux nœuds GPU du réseau. Les propriétaires de nœuds (Node Operators) mettent à disposition leur GPU inutilisé et reçoivent des $RNDR en échange.
Un autre atout est son modèle tarifaire dynamique, ajustant le prix selon la complexité, l’urgence et les ressources disponibles, offrant des prix compétitifs aux créateurs tout en rémunérant équitablement les fournisseurs.
Un récent catalyseur pour Render Network est le fait que « Octane sur iPad, une application de rendu professionnel, est désormais supporté par le réseau Render ».
4.3 Marché de données décentralisé - Ocean (OCEAN)
Ocean Protocol est un protocole d’échange de données décentralisé, centré sur le partage sécurisé et la commercialisation des données. Comme d’autres projets DePIN, il comporte plusieurs parties prenantes :
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Fournisseurs de données : Partagent leurs données sur le protocole.
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Consommateurs de données : Achètent l’accès aux données avec des jetons OCEAN.
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