DePIN（Decentralized Physical Infrastructure Network）は特定のインフラ提供方法に革命をもたらすという点で、その運用の完全性や信頼性を確保することが課題となっています。
良いお知らせは、ゼロ知識証明（ZKP）が有力な解決策として注目されていることです。
検証の課題
「DePINは、日々の機能を遂行する上で、さまざまな種類の検証に依存しています。これには、性能や位置の確認から、提供されるサービスや計算の精度を検証することまで含まれています。信頼性のある検証は、DePINが運用され、信頼されるために不可欠です。」
この前提に基づいて、ピアツーピアのZKPネットワークであるNovaNetは、多岐にわたる検証要件に対応するために「The DePIN Verification Handbook（DePIN検証ハンドブック）」をリリースしました。
不適切な検証が行われると、重大な問題が引き起こされるリスクがある。しっかりとした確認が行われないと、ノードやサービスプロバイダーが不正確な支払いを受け取る可能性があります。ネットワークは脆弱になり、ユーザーは性能が低いまたは不安定なプラットフォームを選択するリスクにさらされます。
「この年、詐欺師たちが自分たちの利益を増やすために、偽の作動時間データをIO.netに送信していた。彼らは180万個のGPUの存在を捏造していた。IO.net上で未確認のGPUの数は、現時点で確認されたGPUの数を3倍以上も上回っており、業界全体の課題を反映している状況だ。」
現在の検証方法
残念ながら、既存のDePIN検証手法はしばしば十分な性能を発揮できないことがわかっています。
多くの検証手法は必要な精度に欠けており、この点はGPUや場所などのデータに対する脅威が存在することからも明らかです。また、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と言えます。
ある方法はコストが高額になる可能性があります。たとえば、DePINでは時々、サービスノードがすでに完了したタスクを再度行ったり、二重に確認するだけのバリデーターを利用して、それに対する報酬を支払わなければならないケースがあります。また、バリデーターは追加の手続きが必要で、そのためDePINの処理が遅延することも考えられます。
「プライバシーの保護は、DePINの検証に関連するもうひとつの深刻な懸念事項となります。データがブロックチェーンに保存されたり、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ではなくなってしまいます。」
「既存の検証方法も完全に信頼なきものであるため、DePINの分散型の理念が損なわれてしまうことがある。」
ゼロ知識証明の活用
したがって、現在の暗号技術の中でも特に重要な領域であるゼロ知識証明（ZKP）が必要とされる。次世代のZKPは、従来の手法を改善するだけでなく、スピード、効率性、分散化、プライバシーを保ちながら、DePINに強固な検証を提供する唯一の実現可能な手段となる。
Zero-Knowledge Proof（ZKP）は、証明者が追加情報を明かすことなく、ほぼ絶対的な確度である命題の真偽を検証者に証明する手法です。
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確認するために、機密データにアクセスする必要が生じる場合がありますが、ZKPは暗号技術を使って特定の条件が満たされていることを検証します。この際、条件の達成方法は公開されません。
DePINにおいて、これは参加者が機密情報を漏洩せずにルールを守り、サービスを提供していることを証明できることを意味します。
証明はデバイス上で生成
プライバシーを確実に守るためには、ZKPは通信ネットワーク上で生成されるのではなく、ローカルで生成される必要があります。データをバリデーターノードや他の証明システムに送信すると、ZKPの効果が失われてしまいます。
証明は、センサーや位置追跡デバイス、計算ノード、その他のデバイス上で生成されることが望ましいです。また、地域内で証明を行うことで、証明データがネットワーク参加者の手元に残り、ネットワークの中心集権化を防ぎ、中核的な原則に合致します。
「プルーフの検証は、ネットワークの形態に応じて、ローカル環境、クラウドネットワーク、またはブロックチェーン上で行うことができます。」
「プライバシーを保護するために、ローカルでZKPを生成する際には、メモリの効率が重要です。幸いなことに、ZKPの設計における最新の技術革新により、非常に効率的な証明が可能になっています。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で行うために小さなステップに分割することができます。」
しかしながら、Zero Knowledge Proof（ZKP）技術は、イーサリアムのスケーリングに重点を置いており、これまでDePIN業界では軽視されてきた。それに対して、NovaNetでは、メモリ効率が非常に重要であり、制約のある環境（例えばブラウザや消費者デバイス）で証明を生成することが可能になるテクノロジーが中心となっています。証明者ネットワークは、DePINに中央集権化を加えず、ピア・ツー・ピアでの動作を実現しています。
今後の進展
DePINが成長し進化するにつれて、ゼロ知識証明（ZKP）の採用は単なる利点だけでなく、必須の要素となるでしょう。
「このテクノロジーを採用するネットワークは、ユーザーとプロバイダーのプライバシーを保護しつつ、高い信頼性と効率性を備え、真に分散化されたサービスを提供するうえで有利な立場に立つことができるだろう。」
「山口晶子、増田隆幸による翻訳・編集、Shutterstock提供の画像を使用。 オリジナル文：On-Device Proofs Solve DePIN Verification Challenges」
