PoPW（物理工作量证明）：创建全球协作的经济网络

本文来自 Medium，原文作者：Mohamed Fouda & Qiao Wang，由 Odaily 星球日报译者 Katie 辜编译。

Web3 可识别到“网络中每个人的贡献”这一特性，为在全球范围内协调人类活动提供了新的途径。去中心化无线网络（如 Helium、Pollen 和 Nodle），以及去中心化地图（如 Hivemapper 和 Spexigon），都是去中心化网络的代表产物。这些项目聚集世界各地用户的力量，逐渐发展成 Web3 最大的零售应用程序之一。这类网络也被称为物理工作量证明（PoPW）网络。

在本文中，我们将深入探讨成功的 PoPW 网络的特点，以及哪些想法可以更容易地扩大规模、实现产品市场的匹配。

Table of Contents

PoPW 的定义和优势

PoPW 网络是协作网络，网络参与者创建一个去中心化的双边市场。一方为网络和服务买家贡献工作量，一方通过付费从而从网络提供的服务中受益。

在最理想的情况下，这些网络应该类似于去中心化交易所，其中服务请求与服务提供者报价自动匹配。网络只需要收取一笔交易费，用于奖励运行网络的基础设施节点。这可能是目前的 PoPW 网络（如 Helium）的长期目标。然而，在初始阶段，需要一个中心化的实体来开发该系统，并通过合作关系和营销来引导系统的增长。该实体还需要开发一个完善的代币经济，引导网络的供应端，并创建一个对客户有吸引力的网络。

与亚马逊类似，PoPW 网络的目标是创建全球市场。市场最初在构建业务基础设施和引导供应端时处于亏损状态。当供给端增长，市场成功地向买家提供高质量的服务时，市场经济就会转向盈利。与亚马逊或任何中心化市场的主要区别在于，当 PoPW 网络成功吸引客户时，经济价值将通过本地代币升值回流到网络参与者，而不是流向中心化公司。

PoPW 网络的优势还包括减少对中介的依赖而产生的成本效益，以及更快地扩展基础设施的能力。

实现 PoPW 网络的五大标准

关于 PoPW 网络如何产生与中心化解决方案类似的效果，以及 PoPW 的成本效益将从以下实现 PoPW 网络的五个基本特征展开。

1. 贡献者“上手快”

对于在全球范围内运行的 PoPW 网络，服务提供商的贡献应尽可能简单，才能扩大潜在的贡献者池，并实现更快的可扩展性目标。当前的一些 PoPW 网络需要复杂的操作和多层次的规划和协调，这可能会大大限制其用户基础。

去中心化移动网络就是一个例子。

运营移动网络要比部署“微型”基站复杂得多。移动覆盖需求的本质是动态的，去中心化网络的结构不能迅速适应需求的变化。此外，移动网络在规划、部署基础设施、服务和维护方面需要大量的技术工作，而去中心化的参与者很难完成这些工作。XNET 是一个去中心化的移动网络项目，估计每 1 美元的网络收入中， 0.6 美元将用于支持复杂的后端操作， 0.4 美元将用于奖励蜂窝基站的部署。这种复杂性表明需要有一个中心化的实体来协调这些活动，而去中心化的 PoPW 将更难实现。

2. 贡献量标准化

Spexigon 的贡献标准更精准，该系统的软件控制无人机的移动，创建标准化的空中图像。标准化还保证了服务提供商之间的公平和中立。服务提供商可以根据与网络目标相关的指标（如覆盖率、近时性或客户需求）获得不同的奖励。

3. “靠得住”的预言机（Oracle）

在 PoPW 网络中，需要在链上证明网络参与者的链下贡献。这些证明允许使用网络的本地代币来奖励贡献。在将这些贡献提交到链之前，Oracle 需要证明贡献的真实性。这个 Oracle 问题是 PoPW 网络最棘手的挑战之一。恶意行为者有动机操纵 Oracle 从而从网络中获取最大价值。如 Helium 网络中一些参与者的恶意行为。由于网络通过覆盖范围证明机制对其进行奖励，因此出现了伪造热点或欺骗其位置的恶意行为。网络参与者采取了措施打击，包括创建黑名单和使用热点挑战系统。尽管如此，证明 Helium 热点位置的真实性仍然是一个挑战。

其他 PoPW 平台（如 Hivemapper）通过依赖硬件认证来对抗 Oracle 操作。Hivemapper 行车记录仪使用 GPS 定位和连接到 Helium 热点作为位置证明协议的一部分，用于证明映射贡献的正确性。此外，Hivemapper 还增加了一个人工操作的质量保证层，用于检查提交图像的真实性。尽管人工审查很管用，但过程变得复杂，并可能为贡献者和审查者之间的恶意协调创造机会。

有效的 PoPW Oracle 仍然是一个悬而未决的问题，也是一个潜在的创新领域。目前，这个问题还没有通用的解决方案。硬件身份验证可以为特定的用例提供一些保护，因为硬件通常更难被操纵。然而，这也需要更具弹性和通用的 Oracle 来支持更广泛的用例。

4. 避免垄断

去中心化 PoPW 网络要获得成功还需避免单点故障。故障点包括依赖于专利技术或特定的软件或硬件供应商。相反，网络应采用可由多个供应商支持的贡献标准，并应用于网络所需的任何硬件或软件。通过消除任何集中和垄断的机会，让网络变得更加安全可靠。比如 Helium 由 20 多家供应商生产网络所需的 LoRaWan 热点。

5. 保守灵活的代币设计

PoPW 网络成功的一个主要因素是代币设计，优秀的代币设计可以吸引网络贡献者，平衡供需，并防止从网络中恶意提取价值。

平衡代币设计原则：

设计需求方难以破解的代币经济；
PoPW 开发实体应基于项目主网的实际数据改变代币设计。最好是从一开始就为供应端提供保守奖励，并将其作为初始产品推出。随着网络使用量的增加，可改变代币设计以提高网络经济性。

PoPW 发展现状

PoPW 网络的一个常见需求是需要快速扩展才能与中心化解决方案竞争。获取参与者的主要限制因素是参与网络的成本。一个参与成本低的网络可以快速吸引更多用户，实现更好的供应质量，扩大去中心化范围，并更快地测试出产品与市场的契合度。PoPW 参与成本通常分为前期投入成本和持续参与成本。下面根据这些参与成本将 PoPW 项目分类。

进场成本（资本支出）

“进场成本”是用户成为网络的一部分所必须支付的前期成本。如 Helium 热点的成本或 Spexigon 协议无人机的成本，也称为资本支出。资本支出越高，就越难获得网络用户。高昂的“进场成本”通常与参与网络所需的专门设备有关。除成本外，专用设备还需要更长的制造时间和分发给网络参与者，这会降低采用速度。需要简单或通用设备（如手机）的 PoPW 网络更容易吸引用户。

持续参与成本（运营支出）

这是用户为积极参与网络而支付的持续运营成本。例如，使用 Hivemapper 或 Spexigon 绘制区域地图所需的能源成本和时间，我们称之为运营成本。高运营成本意味着参与者需要更快、更频繁获得贡献报酬。这也意味着参与者将需要出售一部分获得的代币奖励来支付其运营成本，从而对代币价格造成持续的抛售压力。这种压力需要通过需求来平衡，即原生代币的购买压力，才能保护原生代币的价格不进入下跌趋势，从而稳定参与者对网络的信心。需要高运营成本的网络通常可以从平衡供需双方的渐进增长战略中受益。

PoPW 创业方向

1. PoPW 网络的基础设施和工具

满足基础设施需求的例子包括创新的抗操纵的 Oracle 解决方案，可基于硬件或加密原生技术，确保贡献的真实性并消除作欺诈行为。

另一个工具是 SDK，可以将模块化的 PoPW 网络作为L2或具有自定义代币经济模型的应用链启动。PoPW 网络通常不需要像现在这样作为 L1 启动。这些 SDK 需要通过创建单独的模块来专注模块化，比如代币实用程序、奖励机制、Oracle 解决方案和存储解决方案（在与数据相关的 PoPW 的情况下）。这种模块化允许 PoPW 开发人员独立调整每个模块，以实现针对特定用例的最佳定制。此类 SDK 的可用性可以大大简化启动 PoPW 网络所需的工作。

2. 健康数据共享

公共卫生研究人员面临的一个主要挑战是缺乏足够的数据集来检验他们的研究假设。解决这一问题的方法是分散个人提供用于研究和药物开发的健康数据。比如由个人共享 DNA 数据，参与者通过分享他们的 DNA 数据和相关的健康信息而获得奖励。大学、医院和制药公司可以通过去中心化的市场访问这些数据，并用于研究和商业应用。另一个例子是共享身体活动数据、心率、睡眠数据和可穿戴设备收集的其他类型的数据。关注健康的企业可以利用这些数据来改进他们的产品。在这些应用程序中，用户的贡献是简单和标准化的，是转化为 PoPW 网络的理想候选。此外，健康数据用例可以从零知识证明等隐私增强技术中受益。

3. 去中心化 VoIP 国际呼叫

互联网协议语音（VoIP）技术能够通过互联网路由电话，从而大大降低了国际通话的成本。通过去中心化，国际电话的成本可以再降低 10 倍。由将本地电话线连接到互联网的用户组成的 PoPW 网络创建了一个全球电话网络，该网络本地电话的费用与国际电话相同。

4. 平衡可再生能源分配

近年来，可持续性和清洁能源日益受到关注。太阳能电池和其他可再生能源的使用可以通过建立平衡发电和消费的高效配电网络来改善。分散的能源贡献也可以与公共能源网络相结合，在高需求时期支持网络，减少在这些时期使用化石燃料的需求。这方面的一个例子是 React 网络。

近年来，可持续性和清洁能源一直是人们关注的焦点。太阳能电池和其他可再生能源的使用可以通过创建平衡发电和消费的高效配电网络来改善。去中心化的能源贡献也可以与公共能源网络相结合，在高需求时期支持网络，减少在这些时期使用化石燃料的需求。该领域的一个示例项目是 React 网络。

5. 去中心化链上 MTurk

Amazon MTurk 是一个允许将需要人工智能的任务外包给分布式求职者的平台。目前的 MTurk 模型由于任务的多样性不适合作为 PoPW 网络。然而，随着技术工具的开发，MTurk 可以发展为一个按需的小型 PoPW 网络。

在此模型中，请求实体按需创建子 PoPW 网络，并根据其规则向子网络提交工作人员的贡献。所有子网络共享相同的本地代币，创建了一个属于贡献者的平台，该平台足够灵活，可以服务于不同的小众用例。除了通过降低中介费降低成本的好处外，去中心化链上 MTurk 还有其他一些优势，包括：

雇佣双方不需要像 Amazon MTurk 目前要求的那样共享 PII；
雇佣双方的历史和成就在链上透明显示，供给交易对手审查；
第三方身份提供者发布的 SBT 可以证明特定的求职者资格；
获得的链上声誉可以转移到其他面向用户的客户端；
付款可以通过加密轨道更快地结算。

6. AI 数据集创建

训练高级人工智能模型需要庞大而复杂的数据集。在创建数据集时需要大量的人工输入。例如，要创建数据集来训练自动驾驶模型，第一步是捕获不同时间和不同场景下的实际交通状况照片。然后，第二部分是正确地标记/注释这些图像以训练计算机视觉模型。这两个步骤都需要大量的人力参与。可以构建一个 PoPW 网络，将人类的贡献聚合起来，为 AI 和其他用例创建大型数据集。这些数据集将被开发和训练大型人工智能模型的公司使用。随着 AI 模型的复杂性增加，PoPW 网络可以不断修改和扩展数据集，以实现更好的性能。

7. 再生金融

PoPW 网络可以通过代币激励可持续活动来加速再生金融。代币的生成是对执行可持续活动的参与者的奖励。这些代币由可实现更环保和更大可持续性影响的机构购买和烧燃烧。该系统的工作原理与碳信用类似，但激励目标较难实现，如清洁水道，鼓励回收，资助更好的工业过滤系统等。

总结

我们相信 PoPW 网络能够创建大规模的经济网络，发挥去中心化的潜力。与 Web3 的金融用例（主要是投机）相比，PoPW 网络促进了触及我们日常生活的服务。在几个案例中，PoPW 可以通过以更低的成本提供更好的服务来挑战垄断企业并与之竞争。我们对去中心化数据共享应用程序和终端用户服务感到特别兴奋，期待看到更多 PoPW 网络领域的 Builder 加入构建大军中来。