DePINの検証問題、ゼロ知識証明（ZKP）を使ったオンデバイス証明が解決

DePIN（分散型物理インフラネットワーク：Decentralized Physical Infrastructure Network）は特定のタイプのインフラ提供方法に革命を起こしていることに従って、その運用の完全性と信頼性を確保する上で大きなハードルに直面している。

朗報は、ゼロ知識証明（ZKP）が強力なソリューションとして浮上していることだ。

検証の課題

DePINは、日々の機能の実行において多くの種類の検証に依存している。性能や位置の確認から、実際に提供されるサービスや計算精度の検証まで、信頼できる検証はDePINが運用され、信頼されるために不可欠だ。

この認識の下、ピアツーピアのZKPネットワークNovaNetは、幅広い検証要件をカバーするために「The DePIN Verification Handbook（DePIN検証ハンドブック）」を発行した。

不十分な検証は深刻な結果を招く可能性がある。強固なチェックが行われないと、ノードやサービスプロバイダーは誤った支払いを受ける可能性がある。ネットワークは操作に弱くなり、ユーザーは性能の低い、あるいは不安定なプラットフォームを採用する危険性がある。

今年、詐欺師たちが報酬を得るために偽の稼働時間データをIO.netに送信した。彼らは180万個のGPUの存在を偽った。IO.net上の未確認GPUは現在、確認済みGPUを3対1以上の割合で上回っており、業界全体の課題を反映している。

現在の検証方法

残念なことに、既存のDePIN検証方法はしばしば能力不足であることが判明している。

多くの検証方法は十分な精度を欠いており、これはGPU、場所、その他のデータを詐称する脅威が存在することからも明らかだ。コミュニティ主導のブラックリストや利用規約による悪質業者の取り締まりにも限界がある。

コストがかかりすぎる方法もある。例えば、DePINはしばしばサービスノードがすでに実行した作業を繰り返したり、ダブルチェックするだけのバリデーターを採用し、報酬を支払わなければならない。バリデーターはまた、追加の操作を必要とするため、DePINの動作が遅くなることもある。

プライバシーの保護は、DePINの検証に関するもうひとつの重大な懸念事項だ。データがブロックチェーン上に置かれたり、検証のためにバリデーターに送信されたりすると、そのデータはもはやプライベートなものではなくなってしまう。

既存の検証方法も完全にトラストレスではないため、DePINの分散型の理念が損なわれてしまう。

ゼロ知識証明の活用

そこで、ゼロ知識証明（ZKP）の出番だ。次世代のZKPは、単なる改善だけではなく、スピード、効率性、分散化、プライバシーを維持しながら、DePINに強固な検証を提供する唯一の実行可能な方法となる。

ZKPは、証明者が検証者に対し、ある命題そのものの妥当性以外の追加情報を明かすことなく、ある命題の真偽をほぼ絶対的な確度で証明することを可能にする。

従来の検証手法では、DePINノードがネットワーク要件を満たしているかどうかを検証するために機密データにアクセスする必要がある場合があるが、ZKPは暗号技術を使用して、特定の条件が満たされているかどうかを検証する。条件がどのように満たされたかを明らかにすることはない。

DePINにとって、これはネットワーク参加者が機密データを漏洩することなく、ルールを遵守し、サービスを提供していることを証明できることを意味する。

証明はデバイス上で生成

プライバシーを真に保護するためには、ZKPはDePINデバイスまたはサービスを提供するネットワーク上でローカルに生成されなければならない。バリデーターノードや別の証明者システムにデータを送信すると、ZKPの特性は失われる。

証明は、センサー、位置トラッカー、計算ノード、その他のデバイス上で生成されることが理想的だ。ローカルでの証明は、証明データがネットワーク参加者の手元に残ることを保証し、運用を中央に集中させないことで、ネットワークの中核的な原則とも一致している。

証明の検証は、ネットワークの構造に応じて、ローカル、クラウドネットワーク、またはチェーン上で実行できる。

プライバシーのためにローカルでZKPを生成するには、メモリ効率が重要になる。幸いなことに、ZKPの設計における最近の技術革新は、非常に効率的な証明を可能にしている。例えば、フォールディングスキームは、証明生成をローカル証明に適した小さなステップに分割することを可能にする。

しかし、ZKPはイーサリアムのスケーリングに注力しているため、DePIN業界では見過ごされてきた。これとは対照的に、NovaNetでは、メモリ効率は、ブラウザや消費者デバイスのような制約のある環境で証明を生成することを可能にするテクノロジーの中核となっている。証明者ネットワークは、DePINに中央集権化を加えることなく、ピア・ツー・ピアで動作する。