DePIN-Technologie: Die Zukunft der digitalen Vernetzung

DePin hat sich 2024 zu einem nachhaltigen technologischen Trend im Krypto-Sektor entwickelt. Nebst der Spekulation über die preisliche Entwicklung von Kryptowährungen oder Memecoins liefert die DePIN-Technologie eine Grundlage für eine neuartige, dezentralisierte IoT Infrastruktur. Grund genug genauer hinzuschauen.

Was ist DePin? Die Grundlagen

DePIN steht als Akronym für den Begriff Decentralized Physical Infrastructure Networks. Das Konzept von DePin nutzt Blockchain Technologie um physische, klassischerweise zentral angelegte Infrastrukturen zu dezentralisieren.

Es sieht die Bereitstellung struktureller Ressourcen in Bereichen wie bspw. Energie oder Kommunikation durch eine breite Masse vor. Die Teilnehmer erhalten für ihren Dienst am Netzwerk eine Belohnung in Form eines Krypto-Tokens.

DePIN ist ein digitales Belohnungssystem welches Menschen oder Organisationen motiviert, ihre physischen Geräte oder Dienste für die Nutzung durch andere bereitzustellen. Alles verwaltet über Blockchain-Technologie durch sogenannte Smart Contracts.

Anstatt dass ein Unternehmen wie bspw. die Telekom die komplette Infrastruktur kontrolliert, wird sie von vielen einzelnen Teilnehmern des Netzwerks bereitgestellt. Das Angebot und damit die Verantwortung für Bereitstellung & Wartung werden dezentral verteilt.

Als Synonyme zur DePIN-Technologie werden häufig auch TIPIN (Token Incentivised Physical Infrastructure Networks), PRN (Physical Ressource Networks) und PoPW (Proof of Physical Work) verwendet. Allerdings zeichnet sich zunehmen ab, dass der Begriff „DePIN“ mehr und mehr in den Sprachgebrauch übergeht.

Einige der spannendsten Anwendungsfelder mit bereits vielversprechenden DePIN Projekten sind:

• Telekommunikation (5G, WLAN)
• Internet der dinge IoT und Sensornetzwerke
• Energie-Management
• Mobilitätsdienste

Dazu gleich mehr.

Wie funktioniert DePIN?

Ein Großteil der physischen Infrastruktur im freien Markt ist zentral von großen Playern verwaltet. Man denke bspw. an das Angebot von Google Maps. Die Telekom verwaltet das Kommunikationsnetz in Deutschland und die Rechenzentren von AWS werden zentral von Amazon bereitgestellt.

Die DePIN-Technologie sieht vor, derartige Strukturen mithilfe der Blockchain-Technologie in kleinere Netzwerke zu verlagern welche jeweils durch ihre Teilnehmer gewartet werden. Dadurch soll eine neue „Crowd-Sourced“ Infrastruktur geschaffen werden.

Für DePIN lassen sich eine Vielzahl potenzieller Anwendungsbereiche denken. Darunter sogar eine Handvoll kritischer Infrastrukturen in unserer Gesellschaft.

Bei DePIN fungiert die Blockchain als administrative Instanz und gewährleistet zu jedem Zeitpunkt für alle Teilnehmer des Netzwerks volle Transparenz. Prinzipiell kan jeder physische Infrastruktur zur Verfügung stellen solange er über ausreichend Ressourcen verfügt. Im Gegenzug erhält der Anbieter Belohnungen in Form einer Kryptowährung.

Das Internet der Dinge IoT liefert Echtzeitdaten über die Auslastung der Infrastruktur sodass die Blockchain die Ressourcen Allokation via Smart Contracts in Echtzeit an die benötigte Leistung anpassen kann. Dies sorgt für eine bessere Kontrolle der Ressourcenauslastung was wiederum zu einem kosteneffizienterem Betrieb führt und so die Effizienz steigert.

Für die Betreiber des Ökosystems ergibt sich der Vorteil, dass jeder Teilnehmer lediglich für seinen Teil des Netzwerks verantwortlich zeichnet. Die effizientere Auslastungssteuerung erhöht darüber hinaus potenziell die Lebensdauer der Systeme.

Komponenten von DePIN

Im Wesentlichen bestehen DePIN Projekte aus drei Kernkomponenten:

Physikalische Infrastruktur
Um physikalische Infrastruktur zu dezentralisieren liegt es auf der Hand, dass dafür erst einmal physikalische Infrastruktur vorhanden sein muss. Das kann Struktur in Form von Sensoren (IoT) sein, Router oder Solarkapazitäten. Der Vorstellungskraft sind nahezu keine Grenzen gesetzt.

Diese physischen Komponenten werden von privaten Anbietern verwaltet und sind nicht selten bereits vor Eintritt in das Netzwerk vorhanden bzw. werden eingebracht. Bei einigen DePIN Projekten ist es aber auch erforderlich die projekteigene Hardware einzukaufen um als Anbieter einzutreten.

Middleware
Bei der sogenannten Middleware handelt es sich um das Verbindungsstück zwischen Blockchain Netzwerk und der dezentralen physischen Infrastruktur im Feld. Sie nimmt die Daten der Geräte auf und kommuniziert diese an das Herzstück – die administrierende Blockchain bzw. das DePIN Netzwerk.

Blockchain System
Wie bereits erwähnt werden die Daten durch die Middleware an die Blockchain übertragen. Die Blockchain als Fundament der DePIN-Technologie führt anhand der Daten die vom Projekt vorgesehenen Operationen via Smart Contracts durch.

Diese Operationen können sein:

• Anpassung der Höhe von Token Rewards für die Anbieter an die vorherrschende Nachfrage
• Aktivierung einzelner Komponenten der Infrastruktur (bspw. zusätzliche Router)
• Übertragung (Auszahlung) der verdienten Token an die Netzwerkteilnehmer
• Anpassung der Preise für die Endkonsumenten in Anlehnung an die Auslastung des Netzwerks (Angebot & Nachfrage)
• Abwicklung des Kaufs zwischen Teilnehmer und Konsument

DePIN Kategorien

In der DePIN-Technologie unterscheidet man zum aktuellen Zeitpunkt in zwei Kategorien – die sogenannten „PRNs“ und die „DRNs“ – unterscheiden.

Physical Ressource Networks (PRNs)

Bei PRNs handelt es sich um Netzwerkressourcen welche ortsgebunden arbeiten. In der Regel stellen die Anbieter Ressourcen für Datenverbindung, Mobilität, Energie oder vergleichbare Anwendungen zur Verfügung.

Die Infrastruktur und Services sind in der Regel fest mit einem Ort verbunden bzw. nicht ohne Weiteres an einen anderen Ort transferierbar.

Digital Ressource Networks (DRNs)

Bei DRNs handelt es sich hingegen um größtenteils mobile Netzwerkressourcen welche nicht zwingend an einen spezifischen Ort gebunden. Im Zuge von DRNs stellen Anbieter digitale Infrastruktur zur Verfügung wie bspw. Rechenleistung, Bandbreite oder Speicherkapazitäten.

Vorteile der DePin-Technologie

Die DePIN-Technologie bietet gegenüber zentral verwalteten Infrastrukturen diverse Vorteile.

Horizontale Skalierbarkeit

Die DePIN-Technologie offeriert den Anbietern mehr Flexibilität wenn es um den Auf- und Ausbau ihrer Infrastruktur geht. Da die Leistung des Netzwerks durch viele Anbieter erbracht wird kann auch der Kapazitätsausbau des Netzwerks auf mehrere Schultern verteilt werden.

Es geht darum die Leistungskapazität des Netzwerks zu erhöhen was nicht automatisch bedeuten muss, dass die Kapazität des einzelnen Teilnehmers wachsen muss.

Dezentralisierung

Im Gegensatz zu klassischen Strukturen in denen ein Anbieter das Angebot bereitstellt repräsentieren DePIN Projekte ein dezentral organisiertes Konsortium aus Anbietern die ihr Angebot in das Netzwerk einbringen.

Die dezentrale Struktur des Netzwerks sorgt für eine hohe Demokratisierung des Angebots da die Entscheidungsgewalt nicht mehr alleine bei einem Anbieter liegt. Als „industriellen DAO“ (Decentralized Autonomous Organization) haben Anbieter ein Mitbestimmungsrecht in der analog der Höhe Ihres Beitrags am Erfolg des Netzwerks.

Effizienzsteigerung

Wie seit jeher wird auch bei der DePIN-Technologie der Preis für eine Leistung über die für den Anbieter anfallenden Kosten definiert. Abgesehen von den Kosten für die Anschaffung und Wartung der physischen Infrastruktur fallen für den Anbieter kaum Kosten an.

Die Teilnahme als Anbieter an einem DePIN Projekt ist daher mit sehr geringen Einstiegskosten verbunden. Anbieter haben sogar die Möglichkeit, ihr Angebot auf verschiedenen DePIN Plattformen gleichzeitig zur Verfügung zustellen. Die Projekte greifen dann je nach Auslastung auf die vorhandene Infrastruktur zurück.

Man geht davon aus, dass die dezentrale Struktur der DePIN-Technologie und die damit einhergehende Effizienzsteigerung zu einem besseren Kosten-Nutzenverhältnis (Verbraucherpreis) für den Endkonsumenten führt.

Transparenz

Die Blockchain-Technologie welche als Hauptregister die Verwaltung des gesamten DePIN Netzwerks übernimmt ist vollständig einsehbar und transparent. Damit ist für alle Netzwerkteilnehmer zu jeder Zeit die volle Transparenz darüber gegeben welche Aktivitäten auf dem Netzwerk laufen.

Incentivierung

Ein nicht zu unterschätzender Faktor für die Motivation von Anbietern aber auch Nutzern ist die Belohnung mit der Kryptowährung eines Projekts.

Während Anbieter diese Belohnung für die Bereitstellung ihrer Services erhalten können Nutzer davon profitieren wenn sie bspw. im Rahmen der Nutzung die damit generierten Informationen bereitstellen.

Nebst der eigentlichen Höhe der Belohnung in Form des jeweiligen Tokens sollte an dieser Stelle auch nicht vergessen werden, dass dieser Token – je nach Erfolg des Netzwerks – im Wert weiter steigen kann.

Die spannendsten Bereiche für DePin

Aktuell steht die DePIN-Technologie noch am Beginn ihrer Entwicklung. Dennoch zeichnen sich bereits Wirtschaftssektoren ab die für eine dezentral angelegten Infrastruktur, verwaltet durch die Blockchain-Technologie, prädestiniert zu sein scheinen.

Telekommunikation & Konnektivität (Wireless Sektor)

Die Bereitstellung von Datenverbindungen (bspw. Internetzugang) durch dezentral Infrastruktur bietet sich an. Projekte wie Helium belohnt Anbieter mit dem eigenen $HNT Token dafür wenn sie dem Netzwerk Infrastruktur für mobiles Internet oder LoRaWAN für IoT Anwendungen zur Verfügung stellen.

Mobilität

Google Maps dominiert den Markt für Navigationssysteme und ist aus dem Alltag kaum noch wegzudenken. Es hat sich durch seine hohe Nutzerfreundlichkeit am Markt durchgesetzt. Zur Wahrheit gehört aber auch, dass der Konzern mit den Bewegungsdaten gutes Geld verdient.

DePIN Projekte wie MapMetrics dezentralisieren die Infrastruktur und geben den Nutzern welche die Daten generieren einen Teil des Kuchens zurück. Die Daten welche sie generieren werden von MapMetrics monetarisiert und die Einnahmen fließen zurück an die Nutzer.

Geografische Daten

Geografische Echtzeitdaten zu DePIN-Technologie neue Möglichkeiten für Fahrzeughalter sowie Hersteller. Der Anbieter (in diesem Fall der Besitzer des Fahrzeugs) kann bspw. mit Kryptowährung dafür belohnt werden wenn er dem Hersteller Daten über das Fahrverhalten seines Fahrzeugs zur Verfügung stellt.

Gesundheitssektor

Auch im Gesundheits- bzw. Fitnesssektor bieten sich durch DePIN-Technologie neue interessante Konzepte für die Datennutzung. So können Hersteller von Fitnessgeräten oder Versicherungsgesellschaften ihre Kunden mit Kryptowährung belohnen wenn diese ihre Daten zur Verfügung stellen oder bestimmte Challenges zum Thema Gesundheit lösen.

Energiesektor

Datenspeicherung

Eigentümer von freien Datenspeichern werden dafür belohnt wenn sie dem DePIN-Netzwerk offene Speicherkapazitäten zur Verfügung stellen. Diese Kapazitäten können durch DePIN genutzt werden um bspw. einen durch die Blockchain verwalteten Cloud-Speicherdienst – analog GDrive oder OneDrive – anzubieten.

Rechenleistung

Ähnlich heutiger, zentraler Cloud Applikationen – bspw. 3D Experience Solidworks – können Nutzer Kapazitäten für anspruchsvolle Berechnungsleistungen aus dem DePIN-Netzwerk beziehen. Die Anbieter werden dafür incentiviert dass sie aktuell nicht benötigte Rechnerkapazitäten zur Verfügung stellen.

DePIN Flywheel

Man spricht inzwischen auch vom DePIN Flywheel.

Herausforderungen und Risiken der DePIN-Technologie

Adaption und Massenmarkt

Das Blockchain-Segment der DePIN-Technologie ist noch sehr jung. Auch wenn es vielversprechenden Projekte und Ansätze gibt besteht eine der Herausforderungen der Sparte darin genug Anbieter und Nutzer für die Adaption durch einen potenziellen MAssenmarkt zusammenzubringen.

Einstiegskosten für Anbieter

Neue Anbieter für potenzielle Infrastruktur müssen die notwendigen Initialinvestitionen aufbringen. Dies wird neue Unternehmen hervorbringen welche sich diesen Markt erschließen wollen. Allerdings wird die Anforderung darin bestehen die Kosten für den Betrieb einzuspielen.

Profitabilität

Um Anbieter in das jeweilige DePIN-Netzwerk anzulocken müssen die Belohnungen für die Teilnahme sowie die jeweilige Organisationsstruktur für Anbieter attraktiv gemacht werden.

Die Belohnungen für die Anbieter müssen mindestens die Betriebskosten für deren bereitgestellte Infrastruktur kompensieren. Dies setzt das DePIN-Netzwerk von Tag 1 an unter Kostendruck.

Datensicherheit & Interoperabilität

Wenn sensible Daten zukünftig auf dezentralen Netzwerken verarbeitet und gespeichert werden stellt das neue Herausforderungen an das Thema Datensicherheit.

Gleichzeitig muss gewährleistet sein, dass verschiedene DePIN Netzwerke über standardisierte Protokolle miteinander interagieren und ggf. Daten untereinander austauschen können.

Regulatorische Unsicherheiten

Wie in allen Bereichen des Krypto-Sektors gibt es im Krypto-Sektor noch (die Betonung liegt auf NOCH) einige regulatorische Unsicherheiten. Damit sich Konzepte wie DePIN in einer breiten Masse durchsetzen können müssen gesetzliche Vorgaben das Risiko verringern und durch eine konstruktive Gestaltung das Vertrauen in die DePIN-Technologie stärken um so den Rahmen für INvestitionen zu schaffen.

Aktuell nennenswerte DePin Projekte

Aktuell entstehen zunehmend vielversprechende Projekte und Unternehmen in der DePIN-Technologie. Einige davon möchte ich hier beispielhaft aufführen:

1. Peaq

2. Filecoin

3. Helium

4. Hivemapper

5. Natix

6. IoTEX

7. Gridplus

8. Healthblocks

9. Arkgreen

10. Nunet

Die Zukunft der DePIN-Technologie

DePIN hat mit seiner Idee das Potenzial im Vergleich zu klassisch zentralisierten Modellen zu mehr Transparenz, Fairness und Effizienz in der physischen Infrastruktur moderner Gesellschaften beizutragen.