一文了解 Helium 領銜的 PoPW 領域：使用 Web3 構建現實世界基礎設施

注：原文作者爲 Volt Capital 風險合夥人 Mohamed Fouda，白澤研究院編譯，略有刪改。

Web3 已經成爲了一種在全球範圍內協調人類活動的新方法。Web3 網絡具有無國界、無用戶背景限制的的獨特特徵，因爲它們只承認個人對網絡的貢獻。正因爲這一特性，它們可用於創建可替代 Web2 集中式服務的去中心化版本。去中心化的無线通信網絡 (DeWi) ，例如 Helium、Pollen、Nodle，以及去中心化的地圖，例如 Hivemapper、Spexi，都是可以展示這個概念的很好的例子。這些項目表明，來自世界各地的參與者可以齊心協力，爲無進入門檻的統一市場做出貢獻。

隨着此類網絡成長爲 Web3 最大的用例之一，它們有可能展示去中心化的真正力量。

業界通常將這些網絡稱爲物理工作量證明 (Proof of Physical Work，簡稱 PoPW) 網絡——用於構建現實世界基礎設施。

上個月，區塊鏈 Messari 在 Twitter 上發起了一項投票，爲這些基礎設施網絡命名：

雖然 PoPW 這個術語沒有涵蓋這些網絡可以執行的大部分活動，但我們將堅持使用這個術語而不是引入一個新術語。

什么是 PoPW 網絡？

PoPW 是 Web3 中的一種特定的協作網絡，通過區塊鏈技術的協調能力來激勵現實世界基礎設施和硬件網絡的發展。網絡參與者在其中可以創建去中心化的雙向市場。網絡參與者通常是服務提供商，爲網絡和服務买家做出貢獻。服務买家是那些付費以從網絡提供的服務中受益的用戶。

在最佳情況下，這些網絡的運行方式應類似於去中心化交易所，服務請求（詢問）會自動與服務提供商的報價（出價）相匹配。PoPW 網絡只收取交易手續費用，用於獎勵運行網絡的節點。這可能是當前幾乎所有 PoPW 網絡（例如 Helium）的長期目標。

然而，在網絡的前期用戶引導階段，需要一個集中的實體來开發和維護系統，並通過建立合作夥伴關系和營銷來引導網絡的增長。該實體還需要开發完善的代幣經濟模型來引導網絡的供應方。

我們可以將亞馬遜作爲一個簡單的例子來說明 PoPW 开發是如何進行的。與亞馬遜類似，PoPW 網絡的目標是創建全球市場。在構建網絡和引導供應方的過程中，最初會處於虧損狀態。最終，當供應方增長並且網絡成功地爲买家提供高質量服務時，網絡經濟會轉向盈利。與亞馬遜或任何中心化市場的主要區別在於，當 PoPW 網絡成功吸引客戶時，經濟價值將通過原生代幣回流到網絡參與者，而不是流向中心化公司。

PoPW 網絡如何才能成功？

很少有人討論 PoPW 網絡如何能夠產生與中心化服務相似的質量，從而使 PoPW 的成本效益論點變得有意義。本文就在朝這個方向努力。本節我們將討論 PoPW 網絡成功所需的五個基本特徵。

1. 貢獻者操作簡單

對於在全球範圍內運行的 PoPW 網絡，服務提供商的貢獻應該盡可能簡單。這種簡單性增加了潛在的貢獻者的加入並實現更可擴展性的目標。不過，需要具有經過專業培訓和有經驗的貢獻者的網絡也是可行的，但這樣的貢獻者規模較小。

當前的一些 PoPW 網絡提供復雜的操作和多層次的協調，這會大大限制其用戶群。DeWi 就是一個很好的例子。運營移動通信網絡比部署“微型”基站要復雜得多。移動通信覆蓋的需求本質上是動態的，而 DeWi 無法快速適應這些需求變化。此外，移動通信網絡在規劃、部署基礎設施、服務和維護方面需要大量技術工作，而分散在世界各地的貢獻者很難完成這些工作。爲了解這種復雜性的規模，DeWi 項目 XNET 估計，每 1 美元的網絡收入，就有 0.60 美元用於復雜的後端操作，而只有 0.4 美元用於獎勵基站的部署。這種復雜性表明需要存在一個中心化實體來協調這些活動，而致力於去中心化的 PoPW 將更難實現。

2. 貢獻的標准化

PoPW 網絡想要成功的另一個重要因素是工作貢獻的標准化。服務提供商的貢獻不能是主觀的。貢獻的主觀性可能會導致影響網絡整體功能的低質量貢獻的出現。而排除低質量貢獻將需要無法在鏈上實施的復雜系統。收集圖像等復雜數據的 PoPW 項目已經認識到標准化貢獻的重要性。例如，Hivemapper 需要具有特定規格的行車記錄儀。Spexi 更進一步，利用統一的軟件來控制無人機的移動，以創建一致的航拍圖像。標准化還保證了服務提供商之間的公平。服務提供商可以根據與網絡目標相關的指標（例如覆蓋範圍、客戶需求）獲得不同的獎勵。但是，獎勵不應與對貢獻的主觀意見有關。

3. 可靠的預言機

在 PoPW 網絡中，網絡參與者的鏈下貢獻需要在鏈上得到證明，這些證明允許使用網絡的原生代幣來獎勵貢獻。這是經典的預言機問題。

在將這些貢獻提交到區塊鏈之前，預言機需要證明貢獻的存在性、正確性和真實性。預言機問題是 PoPW 網絡最棘手的挑战之一。因爲惡意行爲者可能會操縱預言機以從網絡中獲取最大價值。一個例子是 Helium 網絡中一些參與者的惡意行爲。由於網絡受益於擴展的地理覆蓋範圍，並通過覆蓋證明對貢獻進行獎勵的機制，所以出現了僞造熱點存在或修改地理位置的動機。由於網絡參與者觀察到並報告了這兩種行爲，因此發起了多種努力來打擊它們。這些努力包括爲不可信的參與者創建“黑名單”和使用熱點挑战系統。盡管有了這些努力，但 Helium 網絡的貢獻存在性和位置的正確性仍然是一個挑战。

Hivemapper 等其他 PoPW 平台依靠硬件身份驗證來對抗預言機操縱。Hivemapper 行車記錄儀使用 GPS 位置和與 Helium 熱點的連接作爲位置證明協議的一部分，該協議用於證明貢獻的正確性。此外，Hivemapper 添加了一個人工操作的質量保證層來檢查提交圖像的真實性。盡管它很有用，但對貢獻的人工審查增加了一層復雜性，並可能爲貢獻者和審查者之間的惡意協作創造機會。

高效的 PoPW 預言機仍然是一個尚未解決的問題，也是一個潛在的創新領域。目前，這個問題沒有通用的解決方案。硬件身份驗證可以爲特定用例提供一些保護，因爲硬件通常更難僞造。但是，PoPW 領域仍然需要更具彈性和通用性的預言機來支持更廣泛的用例。

4. 避免壟斷

爲了使去中心化的 PoPW 網絡取得成功，應該避免“單點故障”。這些故障點包括技術、特定的軟件或單一的硬件供應商。PoPW 網絡應該採用可以由多個供應商支持的貢獻標准，來規範網絡所需的任何硬件或軟件。通過消除任何產生集中化和壟斷的機會，將使網絡變得更加可靠和安全。在這方面，一個好的例子是 Helium，它有 20 多家供應商一起生產網絡所需的 LoRaWan 熱點。

5. 保守卻又敏捷的代幣設計

PoPW 網絡成功的一個主要因素是代幣經濟模型，它可以成功吸引網絡貢獻者、平衡供需並防止從網絡中提取無用或惡意的價值。平衡代幣供需是一個很大的主題，需要單獨的文章來講解。簡單來說，一些重要的准則是：1) 需求方比供應方更難做到正確，2) 幾乎不可能第一次嘗試就獲得正確的設計。因此，PoPW 網絡的开發商應該清楚的了解根據網絡的實際數據更改代幣設計的必然性。最好的方法是從一开始就爲供應方提供較爲保守的獎勵开始，並將其作爲初始產品推出。

PoPW 的現狀

PoPW 網絡的一個共同目標是需要快速擴展以與集中式服務競爭。

然而，網絡參與者選擇是否進入網絡的一個主要前提是，參與網絡的成本。參與成本低的網絡可以快速吸引更多用戶，實現更好的服務質量，實現更大的去中心化，並更快地測試產品與市場的契合度

PoPW 參與成本通常分爲前期進入成本和持續參與成本。

前期進入成本（資本支出）

進入成本是用戶成爲網絡的一部分必須支付的前期成本。示例包括 Helium 熱點的成本或 Spexi 協議的無人機成本。我們可以將這部分成本稱爲 Capex（資本支出）。資本支出越高，網絡獲取用戶的難度就越大。高進入成本通常與參與網絡所需的專用設備相關聯。除了成本之外，專用設備還需要更長的時間來制造和分發給網絡參與者，這會減慢被採用的速度。只需要簡單或通用的設備（例如手機）的 PoPW 網絡更有可能吸引參與者。

持續參與成本 (運營支出)

這是用戶爲積極參與網絡而支付的持續運營成本。示例包括使用 Hivemapper 或 Spexi 繪制區域地圖所需的資源成本和時間。我們將這些稱爲 Opex（運營支出）。高昂的運營成本意味着參與者需要更快、更頻繁地將其貢獻轉換爲報酬。這也意味着參與者將需要出售很大一部分賺取的代幣獎勵以支付其運營成本，從而對代幣價格造成持續的拋售壓力。這種壓力需要通過原生代幣的購买需求來平衡，以保護原生代幣的價格不會進入“死亡螺旋”。

PoPW 的更多用例

在本節中，我們設想了更多可以從去中心化市場模型中受益的用例。

1. PoPW 網絡的基礎設施和工具

在討論 PoPW 網絡的具體用例之前，重要的是要認識到對支持該領域的基礎設施和工具的普遍需求。基礎設施包括具有抗操縱性的創新性預言機解決方案。這些預言機解決方案可以基於硬件或區塊鏈，以確保貢獻的真實性並消除作弊行爲。

另一個需要的工具是一個 SDK 來啓動模塊化 PoPW 網絡，如 L2 或具有可定制代幣經濟模型的應用鏈。PoPW 網絡通常不需要作爲 L1 啓動。這些 SDK 需要通過創建單獨的模塊來關注模塊化，例如代幣經濟模型、獎勵機制、預言機解決方案和存儲解決方案（在與數據相關的 PoPW 的情況下）。這樣的模塊化允許 PoPW 开發人員獨立地調整每個模塊，以實現針對其特定用例的最佳定制方案。此類 SDK 的可用性可以大大簡化啓動 PoPW 網絡所需的工作。

2.健康數據共享

公共衛生研究人員面臨的一個主要挑战是缺乏足夠的數據集來檢驗他們的研究假設。解決這個問題的一種方法是分散由個人提供用於研究和藥物开發的健康數據。

一個例子是由個人共享的 DNA 數據，即一種去中心化的 23andme，參與者因共享他們的 DNA 數據以及相關的健康信息而獲得獎勵。大學、醫院和制藥公司都可以通過去中心化網絡來訪問這些數據，用於研究和商業應用。

另一個例子是分享身體活動數據、心率、睡眠數據和其它類型的由可穿戴設備收集的數據。以健康爲中心的企業可以使用這些數據來改進他們的產品。

在這些應用中，用戶的貢獻是簡單的且標准化的，使其成爲 PoPW 網絡用例的理想候選者。此外，該用例還可以受益於增強隱私的技術，例如零知識證明（ZKP）。

3.去中心化的 VoIP 國際通話

互聯網協議語音 (VoIP) 技術可以大幅降低國際通話的費用，因爲它可以通過互聯網路由來進行語音通話。通過將該技術去中心化，國際通話的費用可以再降低 10 倍。由將本地電話线連接到互聯網的用戶組成的 PoPW 網絡，會是一個去中心化的全球電話網絡。

4. 平衡可再生能源分配

近年來，可再生能源和清潔能源受到了越來越多的關注。通過創建平衡發電與消費的高效配電網絡，可以改善太陽能電池和其他可再生能源的使用。分布式的能源貢獻也可以與公共能源網絡相結合，以在高需求時期支持網絡，減少在高需求時期使用化石燃料的需求。該領域的一個示例項目是 React 網絡。

5. 去中心化的 Amazon M-Turk

Amazon Mechanical Turk 是一個衆包平台，它允許將需要人工智能的任務外包給分布式的工作人員來完成。由於任務的多樣性，當前的 M-Turk 不適合作爲 PoPW 網絡。然而，隨着合適的技術工具的發展，M-Turk 可以轉型成爲聚合了更小需求的 PoPW 網絡的去中心化平台。在此模型中，子 PoPW 網絡由用戶按需創建，並根據獎勵規則將工作人員的貢獻獎勵提交給子網絡。所有子網絡使用相同的代幣，組成了一個貢獻者擁有的平台，該平台足夠靈活，可以服務於不同的用例。

除了有通過消除中介費用來降低成本的好處外，

• 用戶和工作人員不需要像 Amazon M-Turk 當前所要求的那樣共享個人身份信息。

• 用戶和工作人員的歷史和成就在鏈上透明，互相可審查。

• 特定的工作人員資格可以通過第三方身份提供商頒發的 SBT 來證明。

• 可以通過代幣更快地結算付款。

6. 創建 AI 數據集

訓練高級 AI 模型需要龐大而復雜的數據集。對於計算機視覺，這些數據集通常需要被標記，需要進行大量人工輸入。例如，要創建一個數據集來訓練自動駕駛模型，第一步是捕捉不同時間和不同場景下的實際交通狀況的照片。然後第二部分是正確標記/注釋這些圖像以訓練計算機視覺。這兩個步驟都需要大量的人力參與。

可以構建一個 PoPW 網絡，將人類的貢獻聚合起來，爲 AI 和其他用例創建大型數據集。這些數據集將被开發和訓練大型 AI 模型的公司使用。隨着 AI 模型的復雜性增加，PoPW 網絡可以不斷地修改和擴展數據集，以獲得更好的性能。

7. ReFi

PoPW 網絡可以通過使用代幣激勵可持續活動來加速 ReFi（再生金融）運動。代幣的生成是爲了獎勵那些執行可持續活動的參與者。這些代幣由尋求實現綠色足跡和更大可持續性影響的機構購买和銷毀。該系統的工作原理類似於碳信用額度，但會激勵更難實現的活動和目標，例如清潔水道、鼓勵回收、資助更好的工業過濾系統等。

結論

我們相信 PoPW 網絡能夠創建龐大的經濟網絡，展示去中心化的真正好處。與以投機爲主的 Web3 金融用例相比，PoPW 網絡促進了我們日常生活服務的去中心化版本的出現。在文中的幾個用例中，PoPW 可以通過以更低的成本提供更好的服務來擊敗中心化服務。

雖然是 Web3 的一個分支，但 PoPW 網絡有機會支撐起未來的去中心化服務世界。

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