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DePIN erklärt: Wie Blockchain die Realwelt-Infrastruktur verändert

Decentralized Physical Infrastructure Networks, or DePIN, represent a new paradigm in how we build and operate real-world infrastructure.

Einfach ausgedrückt ist ein DePIN ein Netzwerk aus Menschen und Hardware, das Blockchain-Technologie und Krypto-Token-Belohnungen nutzt, um physische Dienste zu koordinieren und bereitzustellen.

Im Gegensatz zu herkömmlicher Infrastruktur (wie Mobilfunkmasten, Stromnetze oder Rechenzentren), die von großen Unternehmen oder Regierungen aufgebaut und kontrolliert wird, werden DePINs von Communities von Nutzern entwickelt, betrieben und verwaltet. Dieses Community-basierte Modell nutzt die Transparenz der Blockchain und Token-Anreize, um jeden zu motivieren, einen Beitrag zu Netzwerken zu leisten, die die digitale und die physische Welt verbinden.

Was ist DePIN und wie funktioniert es?

Im Kern geht es bei DePIN darum, physische Infrastruktur mit dezentralen Netzwerken zu verbinden. Es funktioniert so, dass Einzelpersonen reale, physische Hardware – wie drahtlose Hotspots, Sensoren, Server oder andere Geräte – bereitstellen und Krypto-Token als Belohnung für die Bereitstellung nützlicher Dienste für das Netzwerk erhalten. Die Blockchain dient als öffentliches Hauptbuch und Koordinationsschicht. Sie zeichnet alle Beiträge und die Nutzung des Dienstes auf, wickelt Token-Transaktionen ab und setzt die Regeln durch (oft durch Smart Contracts), die einen fairen und transparenten Betrieb des Netzwerks gewährleisten.

Zu den wichtigsten Komponenten eines DePIN gehören:

• Von der Community betriebene Hardware: Die Teilnehmer (oft Privatpersonen oder kleine Unternehmen) stellen physische Knoten wie Antennen, Router oder Sensoren bereit. Jeder Knoten stellt den Nutzern einen Dienst (z. B. Netzabdeckung, Speicherplatz, Sensordaten) zur Verfügung.
• Blockchain-Koordination: Ein Blockchain-Netzwerk führt eine manipulationssichere Aufzeichnung aller Dienstaktivitäten und Beiträge. Dieses dezentrale Ledger fungiert als neutraler Verwalter, der verfolgt, welcher Knoten wann welche Dienste bereitgestellt hat. Da die Aufzeichnungen öffentlich und überprüfbar sind, können die Teilnehmer dem System ohne eine zentrale Autorität vertrauen.
• Token-Anreize: Die nativen Krypto-Token des Netzwerks sorgen für einheitliche Anreize für alle. Mitwirkende erhalten Token als Belohnung für die Bereitstellung von Diensten (z. B. das Hosten eines Hotspots oder das Teilen von überschüssiger Rechenleistung). Nutzer des Dienstes können mit Token bezahlen oder Token (oder damit verbundene Credits) ausgeben, um auf die Infrastruktur zuzugreifen. Token können auch Governance-Rechte verleihen, sodass die Community über Upgrades oder Richtlinien abstimmen kann.
• Dezentrale Koordination: Entscheidungen und Wachstum erfolgen von unten nach oben. Es gibt kein einzelnes Unternehmen, das das Netzwerk kontrolliert. Stattdessen bedeutet offene Teilnahme, dass jeder, der die grundlegenden Anforderungen erfüllt (z. B. Kauf eines Geräts und Befolgung des Protokolls), beitreten und einen Beitrag leisten kann. Diese breite Beteiligung macht das Netzwerk widerstandsfähiger und oft geografisch weiter verbreitet als zentral geplante Systeme.

DePIN in realen Anwendungen

In der Praxis funktioniert ein DePIN wie eine Peer-to-Peer-Wirtschaft. Es wendet dieses Modell auf die Infrastruktur an.

Stellen Sie sich ein „von Menschen betriebenes“ drahtloses Netzwerk vor. Einzelpersonen installieren drahtlose Hotspots in ihren Wohnungen oder Büros. Diese Geräte arbeiten zusammen. Sie bilden ein Crowdsourcing-Netzwerk. Nutzer in der Nähe können sich mit diesem Netzwerk verbinden, um auf das Internet oder IoT-Daten zuzugreifen.

Die Blockchain zeichnet jede Datenübertragung von einem Hotspot auf. Der Besitzer wird automatisch mit Tokens belohnt. Diese Tokens entschädigen ihn für die Bereitstellung der Netzabdeckung.

Das Ergebnis ist ein öffentliches Netzwerk. Es wird von seinen Nutzern aufgebaut und gewartet. Dies unterscheidet es von Netzwerken, die von Telekommunikationsriesen geschaffen wurden.

Dieser Ansatz macht die Infrastruktur zugänglicher. Außerdem wird sie effizienter und widerstandsfähiger. Es gibt keinen Single Point of Failure. Das Netzwerk wächst dort, wo Menschen es nützlich finden.

Warum ist das wichtig?

DePINs haben das Potenzial, die Infrastruktur zu demokratisieren, so wie Bitcoin und DeFi die Finanzwelt demokratisieren. Sie verringern die Abhängigkeit von Monopolen oder großen Zwischenhändlern, indem sie Communities in die Lage versetzen, Versorgungslücken selbst zu schließen. Durch die Belohnung der Teilnehmer mit Tokens fördern DePINs das Wachstum – je mehr Menschen sich beteiligen und einen Beitrag leisten, desto stärker wird das Netzwerk, was wiederum mehr Nutzer anzieht und so einen positiven Kreislauf in Gang setzt.

Sie fördern auch Innovationen und lokale Lösungen: Anstelle einer einheitlichen Infrastruktur können verschiedene Regionen oder Gruppen das einsetzen, was sie brauchen, wann sie es brauchen, ohne auf Unternehmensinvestitionen oder Regierungsprogramme warten zu müssen. In den nächsten Abschnitten werden wir untersuchen, wie DePIN-Prinzipien in verschiedenen Sektoren – von Telekommunikation und Energie bis hin zu Mobilität und Kartografie – angewendet werden, wobei reale Projekte den Weg weisen.

1. Telekommunikation und drahtlose Netzwerke

Einer der prominentesten Anwendungsfälle für DePIN ist die Telekommunikation, insbesondere drahtlose Internetverbindungen und IoT-Konnektivität. Herkömmliche drahtlose Netzwerke (wie Mobilfunkdaten oder WLAN-Hotspots) werden von großen Telekommunikationsunternehmen bereitgestellt, die Türme und Infrastruktur aufbauen. DePIN-Projekte stellen dieses Modell auf den Kopf, indem sie die Abdeckung von Grund auf crowdsourcen. Die Teilnehmer können kleine drahtlose Knotenpunkte in ihren Wohnungen oder Unternehmen einrichten und so ein dezentrales Kommunikationsnetzwerk schaffen, das jeder in der Nähe nutzen kann. Durch die Bereitstellung von Bandbreite und Abdeckung verdienen diese Teilnehmer Token-Belohnungen und werden so selbst zu Mini-Dienstleistern.

Helium – Das von Menschen betriebene drahtlose Netzwerk

Ein führendes Beispiel in diesem Bereich ist das Helium Network. Helium ermöglicht es Einzelpersonen, kostengünstige drahtlose Hotspots zu betreiben, die Konnektivität für Geräte des Internets der Dinge (IoT) (und seit kurzem auch für Mobilfunkdaten) bereitstellen. Im Gegenzug verdienen die Hotspot-Betreiber die native Kryptowährung von Helium, HNT. Dieses Modell hat zum rasanten Wachstum eines echten netzwerkbasierten Netzwerks geführt. Tatsächlich wurde Helium zum weltweit größten dezentralen drahtlosen Netzwerk mit über 375.000 aktiven Hotspots, die von alltäglichen Nutzern rund um den Globus bereitgestellt werden. Jeder Hotspot fungiert wie ein Mini-Mobilfunkmast oder WLAN-Router, und zusammen bilden sie eine flächendeckende Versorgung für Sensoren, intelligente Geräte und in einigen Gebieten sogar für Telefone.

Helium begann mit dem IoT (unter Verwendung eines Protokolls namens LoRaWAN für weitreichende, stromsparende Verbindungen) und erreichte eine massive Abdeckung für Geräte wie Umweltsensoren, Smart Tracker und andere IoT-Gadgets. Bis 2022 hatten Community-Mitglieder Hunderttausende von Helium-Hotspots installiert und damit die Abdeckung eines einzelnen Unternehmens bei weitem übertroffen. Dieses verteilte Modell demokratisiert den Zugang zu drahtlosen Netzwerken, da jeder dem Netzwerk beitreten und es erweitern kann.

Auswirkungen in der Praxis

Es geht nicht nur um Technikbegeisterte: Das Netzwerk von Helium wurde genutzt, um Innovationen in Smart Cities, der Landwirtschaft und der Logistik voranzutreiben – beispielsweise durch die Vernetzung von Bodenfeuchtesensoren in landwirtschaftlichen Betrieben oder die Verfolgung von Paketen während des Transports über das Community-Netzwerk. Helium hat sein Angebot inzwischen auf 5G-Mobilfunk ausgeweitet, indem es Bürgern die Einrichtung von 5G-Small-Cell-Hotspots ermöglicht, für die sie auf die gleiche Weise belohnt werden. Dies könnte traditionelle Mobilfunknetze ergänzen, insbesondere in unterversorgten Gebieten. Die Auswirkungen von Helium in der Praxis sind erheblich: Es hat die Eintrittsbarrieren für den Betrieb von Telekommunikationsinfrastruktur gesenkt, eine globale Abdeckung für IoT-Startups ermöglicht und sogar Telekommunikationspartner angezogen.

So ging Helium beispielsweise 2023 eine Partnerschaft mit Telefónica (Movistar) in Mexiko ein, um Millionen von Abonnenten die Möglichkeit zu geben, mobile Daten auf das benutzergesteuerte Helium-Netzwerk auszulagern. Solche Kooperationen zeigen, dass traditionelle Netzbetreiber den DePIN-Ansatz aufmerksam verfolgen. Durch die Crowdsourcing-Bereitstellung der Infrastruktur können Netzwerke wie Helium Orte und Anwendungsfälle erreichen, die von großen Anbietern möglicherweise übersehen werden, und gleichzeitig Kosten senken. Kurz gesagt: Telekommunikations-DePIN-Projekte wie Helium beweisen, dass ein drahtloses Netzwerk von den Menschen für die Menschen aufgebaut werden kann, wobei die Blockchain für einen fairen und transparenten Betrieb sorgt.

2. Energie- und Stromnetze

Der Energiesektor ist ein weiterer Bereich, der reif für eine Dezentralisierung ist. Denken Sie an das traditionelle Stromnetz: Strom wird von großen Kraftwerken erzeugt und von Versorgungsunternehmen über zentralisierte Netze verteilt. Was wäre, wenn Gemeinden stattdessen dezentrale Energienetze aufbauen könnten, die Strom peer-to-peer teilen? DePIN im Energiebereich zielt genau darauf ab – die lokale Erzeugung, Speicherung und den Handel von erneuerbaren Energien, koordiniert durch Blockchain.

In einem DePIN-Energienetz können Haushalte oder Unternehmen mit Solaranlagen oder Windturbinen überschüssigen Strom in ein lokales Mikronetz einspeisen. Nachbarn, die Energie benötigen, können diese direkt von denjenigen mit Überschüssen kaufen und die Zahlungen über Smart Contracts in Tokens abwickeln. Die Blockchain kann diesen Marktplatz für Elektronen verwalten, Angebot und Nachfrage in Echtzeit optimieren und eine unveränderliche Aufzeichnung der Energietransaktionen führen. Dieses Konzept führt zu widerstandsfähigeren lokalen Netzen und schafft Anreize für mehr Menschen, erneuerbare Energien zu installieren, da sie durch den Verkauf von Strom Geld verdienen können. Stellen Sie sich eine Nachbarschaftsbatterie vor, die die Solarenergie der Gemeinde speichert und bei Spitzenbedarf verkauft – alles geregelt durch dezentrale Protokolle. Das ist die Vision eines grüneren, effizienteren Netzes, in dem Energie demokratisiert ist.

Power Ledger – Peer-to-Peer-Energiehandel

Ein wegweisendes Projekt in diesem Bereich ist Power Ledger. Power Ledger ist eine Blockchain-basierte Plattform, die es Haushalten und Unternehmen ermöglicht, erneuerbare Energien direkt untereinander zu kaufen und zu verkaufen, anstatt sich ausschließlich auf Energieversorgungsunternehmen zu verlassen. Mit anderen Worten: Es entsteht ein Peer-to-Peer-Energiemarktplatz auf der Blockchain. Teilnehmer mit Solaranlagen können beispielsweise ihren überschüssigen Strom automatisch an andere in ihrer Gemeinde verkaufen, und alle diese Transaktionen werden in einem transparenten Ledger erfasst. Dieser dezentrale Handel optimiert das Netz, indem er lokale Energie dort nutzt, wo sie erzeugt wird, wodurch Übertragungsverluste und die Abhängigkeit von großen Kraftwerken reduziert werden. Außerdem schafft er Anreize für die Erzeugung erneuerbarer Energien – Menschen investieren eher in Solar- oder Windenergie, wenn sie mit dem Verkauf von überschüssigem Strom Geld verdienen können.

Auswirkungen in der Praxis

Die Plattform von Power Ledger wurde in mehreren Ländern im Rahmen von Pilotprojekten und Partnerschaften getestet. In Australien (wo das Projekt seinen Ursprung hat) wurden beispielsweise Versuche durchgeführt, bei denen Nachbarn Solarstrom untereinander tauschten. Laut einem Bericht von Forbes hat der Ansatz von Power Ledger weltweit mit Projekten von Europa bis Asien große Beachtung gefunden und die praktische Machbarkeit dezentraler Energiemärkte unter Beweis gestellt. Der native Token der Plattform, POWR, untermauert die Wirtschaft, indem er Zugang zu diesen Energienetzwerken und Belohnungen innerhalb dieser Netzwerke bietet. Die Auswirkungen in der Praxis sind vielversprechend: Gemeinden, die Power Ledger oder ähnliche Systeme nutzen, können gleichzeitig ihre Stromrechnungen und ihren CO2-Fußabdruck senken. Durch den Wegfall von Zwischenhändlern und die Möglichkeit für jeden, Energieversorger zu werden, könnten DePIN-Energieprojekte zu widerstandsfähigeren Mikronetzen führen und den Übergang zu erneuerbaren Energiequellen beschleunigen.

Über Power Ledger hinaus gibt es weitere bemerkenswerte Entwicklungen im Bereich DePIN für Energie. Das Projekt Energy Web beispielsweise bietet eine Open-Source-Blockchain, die speziell für Energieunternehmen und Netzbetreiber entwickelt wurde, um dezentrale Anlagen und Emissionszertifikate zu verwalten. Und frühere Experimente wie das Brooklyn Microgrid haben gezeigt, dass sogar eine kleine Gemeinde Energie über die Blockchain handeln kann. Der allgemeine Trend ist klar: Die Dezentralisierung der Energieinfrastruktur kann das Stromnetz durch Crowdsourcing der Energieerzeugung und -verteilung effizienter und nachhaltiger machen. In Zukunft könnten Ihr Elektroauto oder Ihre Hausbatterie über DePIN-Protokolle regelmäßig Strom mit Ihren Nachbarn tauschen, wodurch Stromausfälle seltener werden und Gemeinden autarker werden.

3. Mobilität und Transport

Bei Mobilität geht es nicht nur um die Beförderung von Menschen, sondern auch um die Daten, die von Fahrzeugen und Verkehrssystemen generiert werden. Heutige Autos sind im Wesentlichen Computer auf Rädern, mit Sensoren ausgestattet und ständig vernetzt. Traditionell werden die wertvollen Daten, die sie produzieren (zu Leistung, Routen, Verkehr usw.), von Autoherstellern oder Technologieunternehmen gespeichert. DePIN-Projekte im Bereich Mobilität zielen darauf ab, dieses Paradigma zu dezentralisieren – indem sie den Fahrern die Kontrolle über ihre Fahrzeugdaten geben, offene Netzwerke für den Austausch von Verkehrsinformationen schaffen und sogar Dienste wie Mitfahrgelegenheiten oder Ladestationen dezentralisieren.

Stellen Sie sich eine Welt vor, in der die Daten Ihres Autos – von GPS-Routen bis zum Zustand des Motors – Ihnen gehören und geteilt (oder verkauft) werden können, um der Gemeinschaft zu nutzen oder Zugang zu besseren Dienstleistungen zu erhalten. Wenn beispielsweise viele Fahrer Live-Verkehrsdaten teilen, könnten sie gemeinsam eine dezentrale Navigationskarte erstellen, die mit Google konkurriert, aber den Nutzern gehört. Oder denken Sie an ein Netzwerk, in dem Besitzer von Ladestationen für Elektrofahrzeuge diese anderen zur Verfügung stellen und automatisch tokenisierte Zahlungen erhalten. Durch die Nutzung der Kraft von Crowdsourced-Daten und -Infrastruktur können Mobilitäts-DePIN-Projekte Verkehrssysteme verbessern und neue Dienste hervorbringen.

DIMO – Dezentrale Fahrzeugdatenplattform

Ein führendes Beispiel in diesem Bereich ist DIMO, ein offenes Netzwerk für vernetzte Fahrzeuge, das Autobesitzern die Kontrolle über ihre eigenen Daten gibt. Mit DIMO können Nutzer ihre Autos (oft über ein kleines Hardwaregerät oder eine direkte Softwareverbindung) mit dem DIMO-Netzwerk verbinden. Sobald die Verbindung hergestellt ist, werden die Fahrzeugdaten – wie Kilometerstand, Diagnosecodes, Batteriezustand, Standort und Fahrverhalten – in einer vom Nutzer kontrollierten App gesammelt. Die Autobesitzer behalten das Eigentum an diesen Daten, können sie aber zum gegenseitigen Nutzen mit einem Ökosystem von Entwicklern und Dienstleistern teilen. Ein Fahrer könnte beispielsweise bestimmte Fahrzeugdaten weitergeben, um personalisierte Versicherungsrabatte zu erhalten (sicheres Fahren kann nachgewiesen werden), oder Wartungsdaten weitergeben, um vorausschauende Reparaturhinweise und bessere Angebote von Mechanikern zu erhalten. Dabei belohnt das DIMO-Netzwerk die Teilnehmer mit seinem nativen Token für die Bereitstellung ihrer Daten für die Community.

DIMO macht Fahrzeuge im Wesentlichen zu einem Teil eines dezentralen Netzwerks, in dem jedes Auto ein Knotenpunkt ist, der nützliche Informationen liefert. Diese Informationen können alle Arten von Mobilitätsanwendungen unterstützen – von einer intelligenteren Stadtverkehrssteuerung bis hin zu gemeinschaftlich erstellten Karten von Ladestationen für Elektrofahrzeuge und darüber hinaus. Indem DIMO den Fahrern einen Anreiz (Token) und Kontrolle gibt, kehrt es das Drehbuch der Monopole auf Automobil-Daten um. Wie das Projekt beschreibt, „setzt es Autobesitzer auf den digitalen Fahrersitz, gibt Daten an die Fahrer zurück und hilft ihnen, Belohnungen zu verdienen“.

Auswirkungen in der Praxis

Die Auswirkungen von DIMO und ähnlichen Projekten in der Praxis beginnen sich abzuzeichnen. Tausende von Fahrern haben bereits ihre Fahrzeuge vernetzt und tragen so zu einem wachsenden Pool offener Fahrzeugdaten bei. Einige sehen bereits konkrete Vorteile wie verbesserte Einblicke in den Fahrzeugzustand (was ihnen hilft, ihre Autos besser zu warten) und Zugang zu neuen Diensten, die auf den von ihnen bereitgestellten Daten basieren.

Es ist noch früh, aber wir können uns bereits Zukunftsszenarien vorstellen. In diesen Szenarien vermitteln dezentrale Mitfahrzentralen Fahrer und Mitfahrer über ein Protokoll, anstatt dass ein Unternehmen hohe Gebühren erhebt. Gemeinden könnten auch Netzwerke autonomer Fahrzeuge betreiben, die sowohl die Daten als auch die Fahrzeuge gemeinsam besitzen.

Bei „Mobility DePIN“ geht es darum, Verkehrsnetze nutzerorientierter und innovativer zu gestalten – wenn die Menschen, die die Fahrzeuge betreiben, auch Eigentümer des Netzes sind, können sie die Dienste vorantreiben, die ihren Bedürfnissen am besten entsprechen.

4. Datenspeicherung und Rechenleistung

Im digitalen Bereich sind Speicherplatz und Rechenleistung eine wichtige Infrastruktur. Normalerweise verlassen wir uns auf zentralisierte Cloud-Anbieter (Amazon, Google, Microsoft usw.), um unsere Daten zu hosten und rechenintensive Aufgaben auszuführen. DePIN-Projekte in diesem Bereich zielen darauf ab, die Cloud zu dezentralisieren, indem sie die ungenutzte Speicher- und Rechenkapazität von Tausenden von Geräten weltweit nutzen. Die Idee ist, Netzwerke zu schaffen, in denen jeder, der über freien Festplattenspeicher oder CPU-/GPU-Leistung verfügt, diese in einen gemeinsamen Pool einbringen und Token verdienen kann, während Nutzer, die diese Ressourcen benötigen, sie mieten können – alles vermittelt durch Blockchain-Marktplätze und Smart Contracts für mehr Sicherheit.

Filecoin – Dezentraler Cloud-Speicher

Eines der erfolgreichsten Beispiele ist Filecoin, das sich als DePIN für Datenspeicherung etabliert hat. Filecoin ist ein Peer-to-Peer-Netzwerk, in dem Nutzer ihren ungenutzten Festplattenspeicher für die Speicherung von Dateien anderer Nutzer vermieten können und dafür FIL-Token erhalten. Es basiert auf dem InterPlanetary File System (IPFS)-Protokoll, d. h. Dateien werden anhand ihres Inhalts (und nicht anhand einer zentralen Serveradresse) verteilt und abgerufen, wodurch das System robust und zensurresistent ist. Seit dem Start des Mainnets im Jahr 2020 ist Filecoin dramatisch gewachsen. Das Netzwerk besteht mittlerweile aus Tausenden von Speicheranbietern weltweit, die Exabytes an Speicherkapazität in die dezentrale Cloud einbringen. Zum Vergleich: Ein Exabyte entspricht einer Milliarde Gigabyte – das Filecoin-Netzwerk kann also riesige Datensätze speichern, von persönlichen Backups über große Archive bis hin zu NFT-Metadaten.

Auswirkungen auf die reale Welt

Beeindruckend ist, dass Filecoin ohne ein zentrales Rechenzentrum eine Speicherkapazität im Unternehmensmaßstaberreicht hat. Im Jahr 2024 waren über 3.000 Anbietersysteme Teil des Netzwerks, die rund 7 bis 8 Exabyte Kapazität boten, wobei mehr als 2 Exabyte an realen Daten im Netzwerk gespeichert waren. Damit ist Filecoin eines der größten dezentralen Speichernetzwerke aller Zeiten und macht Berichten zufolge den größten Teil der in allen dezentralen Speicherprojekten gespeicherten Daten aus. Nutzer können Daten auf Filecoin oft zu geringeren Kosten als bei kommerziellen Cloud-Speichern und mit integrierter Redundanz über viele Knoten hinweg speichern. Die Blockchain überprüft (mithilfe kryptografischer Nachweise), dass die Speicheranbieter die Dateien tatsächlich aufbewahren, und wickelt Zahlungen automatisch über Smart Contracts ab. Das Token-Incentive-Modell von Filecoin hat einen globalen Speichermarktplatz ins Leben gerufen, der auf vertrauenswürdiger Basis funktioniert – Kunden müssen keinem einzelnen Server vertrauen, sondern nur der Mathematik des Protokolls.

Andere Speicherprojekte

Neben Filecoin gibt es noch weitere DePIN-Projekte im Bereich Speicher und Rechenleistung, die erwähnenswert sind. Im Bereich Speicher ermöglichen Projekte wie Storj und Sia ebenfalls dezentrales File-Hosting, jeweils mit eigener Token-Ökonomie. Im Bereich Computing ermöglichen Netzwerke wie Golem und Akash es Mitwirkenden, Rechenleistung (für Aufgaben wie Grafikrendering, wissenschaftliche Berechnungen oder das Hosting von Servern) denjenigen anzubieten, die sie benötigen, wobei die Aufträge über die Blockchain geplant und bezahlt werden. Ein weiteres bemerkenswertes Projekt ist Render Network (RNDR), das sich auf GPU-Rendering-Leistung konzentriert – 3D-Künstler können ihre Szenen von verteilten GPU-Besitzern rendern lassen, die für ihre Arbeit Token verdienen.

All diese Bemühungen deuten auf eine Zukunft hin, in der die Cloud nicht an einem Ort, sondern überall ist – ein Nebel aus Geräten, die zu einem kollektiven Supercomputer oder Rechenzentrum beitragen. Zu den realen Auswirkungen von dezentraler Speicherung und Rechenleistung gehören eine höhere Ausfallsicherheit (kein Single Point of Failure), oft bessere Datenschutz (Ihre Daten werden verschlüsselt und auf viele Hosts verteilt) und potenziell niedrigere Kosten aufgrund von Wettbewerb und der Nutzung von ansonsten ungenutzten Ressourcen. Es ist ein Wandel vom Mieten bei großen Technologieunternehmen zum Mieten bei anderen Internetnutzern, ermöglicht durch kryptoökonomische Anreize.

5. Umweltüberwachung

Die Überwachung unserer Umwelt – Luftqualität, Wetter, Wasserverschmutzung, Klimadaten – wird in der Regel von Behörden oder spezialisierten Unternehmen mithilfe von Sensoren durchgeführt. DePIN revolutioniert diesen Bereich, indem es Umweltdaten über Sensoren in Bürgerhand sammelt und die Teilnehmer für ihre Beiträge belohnt. Dieser Ansatz kann hyperlokale Echtzeitkarten der Umweltbedingungen erstellen, die detaillierter und flächendeckender sind als herkömmliche Systeme. Indem Sensoren in die Hände vieler Menschen gegeben und über die Blockchain miteinander verbunden werden, können Daten offen gesammelt und geteilt werden, und die Mitwirkenden werden motiviert, die Sensoren zu warten und an weiteren Orten einzusetzen.

PlanetWatch – Community-Sensoren für die Luftqualität

Ein bemerkenswertes Projekt im Bereich der Umweltüberwachung war PlanetWatch. PlanetWatch baute ein globales Netzwerk von Luftqualitätssensoren auf, um die Umweltverschmutzung in Städten und Stadtvierteln in Echtzeit zu verfolgen. Es basierte ursprünglich auf der Algorand-Blockchain, wo die Daten jedes Sensors hochgeladen und unveränderlich gespeichert wurden und die Besitzer der Sensoren für die Bereitstellung der Daten mit Planet-Token belohnt wurden. Das Schöne am Modell von PlanetWatch ist, dass es normale Bürger in eine Aufgabe einbezog, die früher in den Zuständigkeitsbereich der staatlichen Umweltbehörden fiel. So hat beispielsweise die Stadt Miami im Jahr 2021 eine Partnerschaft mit PlanetWatch geschlossen, um ein dichtes Netz von Luftqualitätssensoren in der ganzen Stadt zu installieren. Diese Sensoren, die an Laternenpfählen und in den Häusern der Einwohner angebracht wurden, messen kontinuierlich Schadstoffe. Die Daten wurden in der Blockchain gespeichert, um sicherzustellen, dass sie nicht manipuliert werden können, und liefern so eine zuverlässige Informationsquelle darüber, in welchen Gebieten die Luft sauber ist und wo es Probleme gibt.

Bewohner, die sich bereit erklärten, einen Sensor zu installieren, wurden für ihren Beitrag mit Tokens belohnt, wodurch eine Win-Win-Situation entstand: Die Stadt erhält eine bessere Abdeckung mit Umweltdaten und die Bürger verdienen Geld für ihren Beitrag zum Gemeinwohl. Dieser dezentrale Ansatz kann die Umweltüberwachung erheblich verbessern – statt einiger weniger teurer Messstationen könnten Hunderte von kostengünstigen Sensoren jeden Stadtblock abdecken. Die Daten können in die Umweltforschung, in politische Entscheidungen der Stadt und in die Sensibilisierung der Öffentlichkeit für Umweltverschmutzung und Klimawandel einfließen.

Auswirkungen in der Praxis

PlanetWatch hat durch das Schließen von Datenlücken reale Auswirkungen gezeigt, beispielsweise durch die Lokalisierung von Verschmutzungsherden in städtischen Gebieten, die zuvor nicht überwacht wurden. Das Projekt hat sich seitdem weiterentwickelt (es wurde zu einer breiter angelegten Initiative namens Ambient zusammengefasst, die plant, nicht nur die Luftqualität, sondern auch Lärm- und Lichtverschmutzung als dezentralisiertes Netzwerk zu erfassen). Das Vermächtnis von PlanetWatch zeigt, wie DePIN Bürger als Umweltschützer befähigen und offene Daten für das Gemeinwohl generieren kann.

Über die Luftqualität hinaus entstehen ähnliche gemeinschaftsorientierte Netzwerke für Wetterdaten (wie WeatherXM, wo Einzelpersonen Wetterstationen aufstellen und für die Erfassung lokaler Klimadaten Token verdienen) und Erdbeben- oder Strahlungsüberwachung. Durch die Dezentralisierung der Erfassung von Umweltdaten machen diese DePIN-Projekte die Daten widerstandsfähiger (der Ausfall eines einzelnen Sensors führt nicht dazu, dass ein Gebiet nicht mehr erfasst wird) und oft auch für die Öffentlichkeit leichter zugänglich. Außerdem schärfen sie das Bewusstsein – wenn man einen Sensor betreibt, mit dem man Belohnungen verdienen kann, beschäftigt man sich intensiver mit den Umweltdaten, die man misst. In Zukunft könnten wir globale Sensornetzwerke für alles sehen, von Niederschlagsmengen bis zur Bodenqualität, die alle von Menschen und Blockchain betrieben werden.

6. Sensornetzwerke und IoT

Sensornetzwerke bilden das Bindeglied zwischen der physischen Welt und digitalen Erkenntnissen. Das Internet der Dinge (IoT) sieht Milliarden von Geräten – von intelligenten Thermostaten bis hin zu Lieferverfolgungssystemen – vor, die alle miteinander verbunden sind und Daten austauschen. Eine Herausforderung besteht darin, all diese Geräte kostengünstig, sicher und in großem Umfang zu verbinden. Die traditionelle IoT-Konnektivität basiert oft auf zentralen Cloud-Servern und etablierten Netzbetreibern. DePIN-Projekte schaffen dezentrale IoT-Netzwerke, die Konnektivität und Datenvalidierung crowdsourcen und so das IoT offener und globaler zugänglich machen.

Wir haben das IoT bereits im Zusammenhang mit dem drahtlosen Netzwerk von Helium (das hauptsächlich IoT-Sensoren über LoRaWAN versorgt) angesprochen. Ein weiterer innovativer Ansatz ist jedoch die Nutzung von Geräten, die wir bereits bei uns tragen: Smartphones.

Nodle – ein globales IoT-Konnektivitätsnetzwerk

Ein Projekt namens Nodle nutzt die Bluetooth-Funktion von Millionen von Smartphones, um ein globales IoT-Konnektivitätsnetzwerk aufzubauen. So funktioniert es: Nutzer installieren die Nodle-App (oder eine in Partner-Apps integrierte Version) auf ihrem Smartphone. Wenn sich ihr Smartphone in Reichweite eines kompatiblen IoT-Sensors oder Bluetooth-Tags befindet, leitet es Daten von diesem Gerät über die Datenverbindung des Smartphones sicher an das Internet weiter. Der Smartphone-Besitzer muss nichts aktiv tun – allein durch das Mitführen des Smartphones mit der App wird er zu einem Knotenpunkt im Netzwerk. Im Gegenzug erhalten sie die Kryptowährung von Nodle (NODL) für die Bereitstellung der Konnektivität und die Übertragung von Datenpaketen für IoT-Geräte. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um ein „crowdsourced wireless“ IoT-Netzwerk, das auf bestehenden Smartphones basiert.

Die Größe des Netzwerks von Nodle ist bereits beeindruckend: Berichten zufolge sind täglich über 5 Millionen Smartphones beteiligt, die täglich rund 30 Millionen IoT-Geräte in über 100 Ländern erkennen. Das bedeutet, dass Nodle Signale von Trackern für verlorene Gegenstände, Smart-City-Sensoren oder Wearables überall dort empfangen kann, wo sich seine Nutzer befinden, und so ein wirklich globales Sensornetzwerk schafft, ohne dass eine neue dedizierte Infrastruktur erforderlich ist. Jeder, der ein Smartphone besitzt, kann mitmachen und für die Unterstützung bei der Verbindung von Smart-Geräten über Bluetooth belohnt werden. Die Blockchain im System von Nodle übernimmt den „Proof of Connectivity“ – sie stellt sicher, dass diejenigen, die tatsächlich zur Datenübertragung beigetragen haben, die Token erhalten, und führt Buch über die Aktivitäten im Netzwerk.

Auswirkungen in der Praxis

Die Auswirkungen in der Praxis solcher IoT-DePIN-Netzwerke sind für die Skalierung von IoT-Lösungen von großer Bedeutung. Für Hersteller von IoT-Geräten bieten sie eine kostengünstige Möglichkeit, überall Konnektivität zu erhalten (es sind keine Mobilfunkmodule in jedem Sensor erforderlich – ein einfacher Bluetooth-Chip kann ausreichen, wenn Nodle-Abdeckung vorhanden ist).

Außerdem verbessern sie Anwendungsfälle für Tracking und Telemetrie: So kann beispielsweise ein Paket mit einem Bluetooth-Tag durch die Stadt verfolgt werden, wenn Nodle-fähige Telefone daran vorbeikommen. Ein anderes Projekt namens XYO Network nutzt in ähnlicher Weise kleine Geräte und Mobiltelefone, um ein Crowdsourcing-System zur Standortüberprüfung aufzubauen, bei dem Teilnehmer für die Meldung von Standortdaten von IoT-Tags belohnt werden.

Die Zukunft des dezentralisierten IoT

Es gibt auch HiveMapper (das als Nächstes im Abschnitt „Kartierung“ behandelt wird), das in gewisser Weise ein IoT-Sensornetzwerk aus Dashcam-Geräten ist, die visuelle Daten sammeln. All dies verdeutlicht die Leistungsfähigkeit der Dezentralisierung des IoT: Anstatt dass ein Unternehmen Tausende von Sensoren oder Gateways einsetzt, werden die Bürger dazu angeregt, diese zu hosten oder mitzuführen, wodurch eine massive Abdeckung und Datenerfassung erreicht wird. Dies reduziert Kosten und einzelne Fehlerquellen und erhöht gleichzeitig die Geschwindigkeit der Einführung intelligenter Geräte. Mit dem weiteren Wachstum des IoT (in den kommenden Jahren auf Billionen von Sensoren) könnten solche dezentralen Netzwerke zu einem Rückgrat werden, das sie miteinander verbindet, ähnlich wie die dezentrale Finanzwirtschaft ein offenes Rückgrat für Geld geschaffen hat.

7. Kartierungs- und Geolokalisierungsdienste

Karten und Standortdienste sind zu alltäglichen Hilfsmitteln geworden. Wir verlassen uns bei der Navigation auf digitale Karten. Wir nutzen sie auch für die lokale Suche, Lieferungen und vieles mehr. Traditionell wurde die Kartierung der Welt von großen Unternehmen übernommen. Dazu gehörte die Erstellung von Straßenkarten, Orten und Bildern. Giganten wie Google dominierten diesen Bereich. Sie setzten ganze Flotten von Autos und teure Ausrüstung ein. DePIN verändert diese Landschaft. Dies geschieht durch Crowdsourcing von Kartendaten. Außerdem werden Geolokalisierungsdienste crowdsourced. Dieser Ansatz ähnelt dem Crowdsourcing von Wissen bei Wikipedia. Die richtigen Anreize motivieren Einzelpersonen zur Teilnahme. Sie können ihre eigenen Gemeinden kartografieren. Dazu gehören das Aufnehmen von Bildern und das Bestätigen von Standorten. Einige richten sogar Hardware für die Positionsbestimmung ein. Einige Projekte erforschen dezentrale GPS-Alternativen.

Hivemapper – Dezentrale Straßenkarten

Ein herausragendes Beispiel ist Hivemapper, das mithilfe eines Netzwerks von Mitwirkenden, die mit Dashcams ausgestattet sind, eine globale Karte erstellt. Im Wesentlichen installieren Autofahrer eine spezielle Hivemapper-Dashcam in ihrem Auto. Während der Fahrt zeichnet die Dashcam Bilder auf Straßenebene auf (ähnlich wie Google Street View, jedoch mit ständiger Aktualisierung). Diese Bilder werden in das Hivemapper-Netzwerk hochgeladen, wo sie verarbeitet und einer Live-Karte hinzugefügt werden.

Die Mitwirkenden erhalten Hivemapper-Token (HONEY) basierend auf der Menge und Qualität der von ihnen bereitgestellten Kartendaten. In nur kurzer Zeit hat die Hivemapper-Community eine bemerkenswerte Abdeckung erreicht – bis Ende 2024 hatte das Netzwerk über 16 Millionen Kilometer einzigartige Straßenbilder gesammelt, die etwa 26 % der weltweiten Straßen in Dutzenden von Ländern abdecken.

Dank der Kraft der dezentralen Beteiligung hat die Community diese Leistung fünfmal schneller erreicht als Google mit Street View. Jeden Tag fahren normale Menschen ihre täglichen Routen mit einer Dashcam und fügen der Karte neue Gebiete hinzu. Ein zentralisiertes Projekt hätte Schwierigkeiten, diese Geschwindigkeit und Abdeckung zu erreichen.

Auswirkungen in der Praxis

Die Auswirkungen sind erheblich. Das Ergebnis ist eine sich ständig aktualisierende Karte, die der Community gehört. Hivemapper bietet in einigen Regionen bereits aktuellere Bilder. Diese Bilder sind oft aktueller als die von großen Kartenanbietern. Außerdem werden auch abgelegene Orte erfasst. Diese Gebiete fehlten bisher in digitalen Karten. Die Daten sind über eine API für Entwickler frei zugänglich. Das bedeutet, dass Startups und Kommunalverwaltungen die Karte nutzen können. Sie sind nicht auf einen monopolistischen Anbieter angewiesen. Hivemapper gewährleistet die Qualität durch Blockchain-Aufzeichnungen. Außerdem werden Reputationssysteme zur Validierung von Beiträgen verwendet. In den jüngsten Vorschlägen zur Verbesserung der Karte wurden die Belohnungen angepasst. Dies fördert das Schließen von Lücken und trägt dazu bei, die Daten auf dem neuesten Stand zu halten. Das Projekt hat ein Programm für Flottenbetreiber eingeführt. Dazu gehören Fahrdienstleister und Lieferunternehmen. Sie können ihre Fahrzeuge ausstatten und massenhaft Beiträge leisten. Dieser Ansatz beschleunigt die Abdeckung.

Innovative Ansätze zur Geolokalisierung

Ein weiterer Aspekt von DePIN in der Geolokalisierung ist der Aufbau dezentraler Positionierungssysteme. Projekte wie FOAMuntersuchten beispielsweise die Verwendung von gemeinschaftlich bereitgestellten Funkbaken, um eine offene Alternative zu GPS zu schaffen (bei der die Teilnehmer Token einsetzen, um die Standorte von Points of Interest zu verifizieren). Diese Bemühungen befinden sich zwar noch in einem frühen Stadium, zeigen jedoch den Wunsch nach einer Demokratisierung der Geolokalisierungsinfrastruktur. Das bereits erwähnte XYOpasst ebenfalls in diesen Zusammenhang, da es ein Netzwerk von Geräten nutzt, um Standortdaten durch Krypto-Anreize zu validieren.

Die Zukunft der Kartografie mit DePIN

Die Zukunft der Kartografie und Standortbestimmung mit DePIN sieht vielversprechend aus. Wir könnten eine Weltkarte haben, die kontinuierlich von den Nutzern aktualisiert wird. Das würde ähnlich funktionieren wie Waze, das die Eingaben von Autofahrern für den Verkehr nutzt. Allerdings wäre es viel umfassender. Dazu gehören auch Bilder und GIS-Daten, die von der Crowd gesammelt werden.

Dieser Ansatz kann die Dominanz der großen Kartenanbieter herausfordern. Er stellt sicher, dass Kartendaten immer auf dem neuesten Stand sind. Außerdem vermeidet er hohe Gebühren oder restriktive Lizenzen und ermöglicht es lokalen Gemeinschaften, sich selbst auf die Karte zu bringen.

Der bisherige Erfolg von Hivemapper zeigt, dass die richtige Ausrichtung von Anreizen funktioniert. Millionen von Kilometern wurden bereits kartiert, und es werden immer mehr. Dies zeigt, dass die Menschen bereit sind, zu einer gemeinsamen digitalen Infrastruktur beizutragen.

Dezentrale Karten könnten für verschiedene Anwendungen von Vorteil sein. Dazu gehören Logistik, Stadtplanung, AR/VR und Katastrophenhilfe. Sie bieten einen offenen, lebendigen Atlas unserer Welt. Dieser Atlas wird von Grund auf neu erstellt.

Fazit: Die Bedeutung und Zukunft von DePIN

Von der drahtlosen Netzabdeckung bis zur Energieverteilung – DePIN-Projekte verändern die Infrastruktur. Sie wirken sich auch auf Fahrzeugdaten und die Kartierung von Straßen aus. Diese Projekte verändern die Art und Weise, wie Infrastruktur geschaffen und instand gehalten wird.

Sie nutzen Blockchain für Vertrauen. Sie verwenden Token, um Anreize zu schaffen. Dieser Ansatz lädt zu einer breiten Beteiligung ein. Menschen können dabei helfen, die Dienste aufzubauen, auf die wir alle angewiesen sind.

Das Ergebnis ist oft ein widerstandsfähiges System. Außerdem wird der Prozess kostengünstiger und integrativer. DePIN ermöglicht es Gemeinschaften, Ressourcen dort einzusetzen, wo sie am dringendsten benötigt werden. Dieser Ansatz steht im Gegensatz zu Unternehmen, die sich auf Profit konzentrieren. Gemeinschaften erhalten Belohnungen für ihre Beiträge.

Dieser Wandel führt zu einer Infrastruktur im Besitz der Gemeinschaft. Er kann den Zugang demokratisieren. Beispiele hierfür sind Internetverbindungen oder saubere Energie in abgelegenen Gebieten. Er kann auch Innovationen durch offene Ökosysteme anregen. Darüber hinaus reduziert er einzelne Fehlerquellen in kritischen Netzwerken.

Wir stehen noch am Anfang von DePIN. Viele Projekte sind noch in den Kinderschuhen, und es gibt noch Herausforderungen. Diese reichen von technischen Hürden (Gewährleistung von Sicherheit und Zuverlässigkeit in großem Maßstab) bis hin zu wirtschaftlichen Herausforderungen (Finden des richtigen Gleichgewichts zwischen Anreizen und langfristiger Nachhaltigkeit). Darüber hinaus muss die Regulierung mit diesen neuartigen Modellen Schritt halten. Wie könnten beispielsweise Kommunalverwaltungen auf von Bürgern bereitgestellte Netzwerke reagieren oder wie kann die Sicherheit und der Datenschutz beim offenen Datenaustausch gewährleistet werden? Trotz dieser Herausforderungen gewinnt DePIN zunehmend an Dynamik. Der Erfolg früher Netzwerke wie Helium, Filecoin und anderer hat gezeigt, dass dezentrale Infrastrukturen nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis funktionieren können.

Wie geht es weiter mit DePIN?

Mit Blick auf die Zukunft könnte es zu einer Konvergenz zwischen DePIN und neuen Technologietrends kommen. So könnten beispielsweise Smart Cities DePIN-Netzwerke für alle Bereiche integrieren, von der Verkehrssteuerung bis zum Energieausgleich. Der Aufstieg von Edge-Computing und IoT wird von der dezentralen Struktur der DePIN-Knoten profitieren. Darüber hinaus werden mit zunehmendem Bewusstsein immer mehr Menschen erkennen, dass sie nicht nur Konsumenten, sondern auch Stakeholder der Infrastruktur um sie herum sind. Dadurch erhalten sie einen Anteil an dem Wert, den sie mitgestalten. Ähnlich wie Ride-Sharing es Menschen ermöglicht, ihre Autos zu monetarisieren, oder Airbnb ihre Wohnungen, ermöglicht DePIN es Menschen, Infrastrukturrollen zu monetarisieren. Etwa als Mini-Mobilfunkmast, Mikrokraftwerk oder Kartierungsauto. Dies könnte eine neue Welle der Sharing Economy einläuten, angetrieben durch Kryptowährungen und Blockchain.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass DePIN eine leistungsstarke Idee verkörpert: Gemeinschaften können physische Netzwerke wie Open-Source-Software aufbauen – kollaborativ, transparent und im Besitz der Mitwirkenden. Es verbindet die physische und die digitale Welt auf eine Weise, die Einzelpersonen und Gemeinschaften stärkt. Die Bedeutung von DePIN liegt in seinem Potenzial, unsere Infrastruktur für alle zugänglicher und widerstandsfähiger zu machen. Wenn diese Netzwerke wachsen und reifen, könnten sie sehr wohl zu einer grundlegenden Schicht der dezentralisierten Web3-Vision werden. Sie verbinden nicht nur unsere Computer und Finanzen, sondern auch die Straßen, Ampeln und Sensoren der Welt auf dezentralisierte Weise. Die Zukunft von DePIN ist eine spannende Grenze, an der Blockchain auf Bulldozer und Bandbreite trifft. Und sie könnte buchstäblich vor Ort die Funktionsweise der Welt verändern.