検証可能なDePINのためのモジュラー型インフラストラクチャ

IoTeX Team

25 Oct 2024• 12 min read

「信頼するな、検証せよ（Don’t trust, verify）」。この言葉は、分散化がなぜこれほど強力であるかという本質を捉えています。他者を信頼する代わりに、誰もがブロックチェーンの状態（すなわちユーザー、資産、トランザクションの履歴）が本物であり、信頼できるものであることを自分自身で検証できます。この検証可能性は、トランザクションと計算が「オンチェーン」でスマートコントラクトを介して行われる限り、ブロックチェーン上で展開されるDappsにも及びます。しかし、今日最も人気のあるDapps（例：DeFi、GameFi）の一部は、コストの高さ、スケーラビリティの制約、そして現実世界のデータの必要性から、100%オンチェーンであることを選択していません。代わりに、多くはハイブリッドなオンチェーン／オフチェーンアーキテクチャを採用しており、現実世界のデータを使った重い計算はオフチェーンで行われ、その計算結果がオンチェーンで決済されます。しかし既にご存知の通り、Dappのオフチェーン活動は、オンチェーンの活動と同レベルのセキュリティと検証可能性を保証されているわけではありません。

分散型物理インフラネットワーク（DePIN）の世界では、ユーザー所有のハードウェアがブロックチェーンベースのプロトコルによって組織化され、データ、デジタルリソース、現実世界のサービスなどの形で効用を生み出すデバイスネットワークが構築されます。DePINにとって、「オフチェーン」のデータと計算の利用は単なる設計上の決定ではなく必要不可欠なものです。なぜなら、そのバリューチェーンは現実世界に起源を持ち、そこで物理的な現象がデジタルの洞察へと変換され、オンチェーンのトークン経済を支えているからです。現実世界とブロックチェーンの世界とのこのつながりは、エキサイティングなユースケースの世界を切り開く一方で、DePINの構築者を次のような課題に直面させることにもなります。

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現実世界で起きたことをオンチェーンに持ち込む前に、どうすればそれを検証できるのか？

2017年以来、IoTeXはDePIN分野の先駆者として、現実世界とブロックチェーンの世界を検証可能な形でつなぐための、前例のないインフラを構築し、標準を定めてきました。残念ながら、現在DePINに検証可能性を組み込むことへの注力と優先順位付けが著しく不足しており、多くのプロジェクトは、時の試練に耐えうる検証可能な分散型インフラを構築するのではなく、検証不可能な中央集権型インフラを用いた迅速な市場投入戦略を選択しています。私たちは、構築者、ユーザー、投資家を含むすべてのDePIN関係者に対し、今日のDePINの正当性と需要側の成長を促進するためだけでなく、将来的にコンポーザビリティと相互運用性を中心とした素晴らしい機会を解き放つためにも、DePINにおける検証可能性を共に提唱していくことを呼びかけます。本ブログ記事では、DePINにとっての検証可能性の重要性、検証可能なDePINを実現するために必要なインフラ、そして検証可能なDePINの現在および将来のユースケースについて、私たちの見解を共有します。

DePINにとっての検証可能性の重要性

ますますデジタル化が進む世界において、誰を、そしてなぜ信頼するのかは、これまで以上に重要になっています。人間を相手にする場合、その信頼性を検証する上で最も重要な点は、a) 名乗っている通りの人物であるか（すなわちアイデンティティ）、そして***b) 言っている通りのことを実際に行っているか（すなわち効用）***という点です。こうした検証が適用される現実世界のシナリオの一つが就職活動です。雇用主は、応募者が名乗っている通りの人物であるかを確認するために身元調査を行い、続いて面接を通じて、その人が言っている通りのことを実際にできるかを確認します。人物のアイデンティティと効用に関するこうした基本的な検証は、現実世界において人間同士の信頼を築くための基盤となっています。

DePINにおいても、デバイスのアイデンティティと効用を検証する必要性は同様に極めて重要です。企業内の人間の従業員と同じように、デバイスはDePINにおける「労働者」と見なすことができます。デバイスのアイデンティティと属性（「アイデンティティ／仕様の証明」）、そしてデバイスが割り当てられた仕事を完遂する能力（「仕事／効用の証明」）は、DePINの「供給側」の中核的な構成要素です。従来の企業における従業員や製品と同様に、DePINの供給側（すなわちデバイス／労働者の数、製品の質）は、DePIN自体の価値と可能性に直接相関しています。そのため、DePINのデータ、リソース、および／またはサービスを消費する消費者や企業（すなわち「需要側」）は、自分たちが知らない、あるいは信頼していないデバイス労働者で構成されたDePINと取引する前に、供給側を自ら検証できる必要があります。需要側がDePINのデバイスについて、それが名乗っている通りのものであること、そして言っている通りのことを実際に行っていることを検証できる能力は、DePINへの需要を促進する上で極めて重要です。

DePINの物理デバイスが現実世界でジョブを実行することに加えて、DePINのエンドツーエンドプロセスには、下流のジョブに関わる他の多くのモジュールが存在します。これをDePINバリューチェーンと呼びます。大まかに言えば、これらのモジュールは、DePINデバイスの出力(データ、リソース、サービスなど)を処理し、「現実世界の活動の証明」を計算し、この証明をDappやスマートコントラクトに決済し、ブロックチェーン上でデバイスの所有者にトークンを発行する責任を負っています。エンドツーエンドのプロセスはDePINのユースケースによって異なりますが、すべてのプロセスには何らかの形でのデータ伝送(転送中のデータ)、データ保存(保存中のデータ)、およびデータ処理(使用中のデータ)が含まれます。DePINの物理デバイスと同様に、DePINバリューチェーン全体に関わるサーバーやノードも検証可能でなければなりません。バリューチェーンの信頼性と強度は、その最も弱いリンクによって決まります。

DePINの検証が必要な様々な構成要素(デバイスのアイデンティティ/実用性、転送中/保存中/使用中のデータ)を理解したところで、DePINのエンドツーエンドの検証可能性を実現するために必要なインフラストラクチャについて見ていきましょう。

DePINインフラストラクチャの概要

インフラストラクチャとは、アプリケーションが構築される技術的基盤です。他のカテゴリーのDapps(DeFiやNFTなど)と比較して、DePINはより広範で複雑なインフラストラクチャ群を必要とするため、ビルダーやチームが革新し、成長し、スケールすることが困難になっています。これは物理的なハードウェアの利用と、現実世界からの情報を伝送、保存、処理する必要性によるものです。さらに、DePINは現在、互いにサイロ化されたネットワークの集合体であり、相互の構成可能性(コンポーザビリティ)が欠如しており、イノベーションを制限しています。設計原則の観点から、DePINが繁栄するために必要なインフラストラクチャは、モジュール式で、構成可能(コンポーザブル)で、検証可能でなければなりません。

モジュール性: システムは、開発者の柔軟性とスケーラビリティを促進するために、明確に定義された機能を持つ、独立して交換可能なモジュールで構築されるべきです。モジュール式システムにより、最良のプロトコルをエンドツーエンドのシステムに統合することが可能になります。DePINにおいて、これらのモジュールには、デバイスのアイデンティティ、接続性、データのシーケンシング/ストレージ、オフチェーン計算などが含まれ、これらがシームレスに統合されてエンドツーエンドのDePINバリューチェーンを形成します。
構成可能性(コンポーザビリティ): システムは、様々なモジュールが他のモジュールとシームレスに接続・相互作用できるように設計されるべきであり、それによって開発者が既存のインフラストラクチャの上に構築できるようにすることでイノベーションを促進します。個々のDePINは特定の垂直分野(エネルギー、交通、接続性など)をターゲットにすることがありますが、すべての垂直分野に適用される共通の水平インフラストラクチャを必要とする点は共通しています。各DePINごとに各モジュールを再構築するのではなく、構成可能性はインフラストラクチャビルダー間の協力を促進し、相互に接続されたシステムを構築します。
検証可能性: システムはエンドツーエンドの検証可能性を優先すべきであり、システムはその最も弱いリンクと同程度にしか信頼できません。オープンソースで検証可能な技術(ゼロ知識証明など)を活用し、ブラックボックスの使用を制限する設計を採用することで、インフラストラクチャは「設計による検証可能性」を実現し、誰もが各モジュールの出力と活動を検証できるようになり、それによってシステム全体の信頼性を検証できるようになります。検証可能なインフラストラクチャの上に構築することを選択したDePINは、検証の取り組みを複製する必要がなくなり、代わりにプロジェクトの特定の要件を育成することに集中できます。

過去7年間、IoTeXはモジュール式で組み合わせ可能、かつ検証可能なDePINのための最先端の技術スタックを構築してきました。自社開発のモジュール(デバイスIDのためのioID、伝送のためのioConnect、検証可能なコンピュートのためのW3bstream、スマートコントラクトのためのL1など)と、主要なインフラパートナーとの統合(接続性のためのStreamr、シーケンシングのためのEspresso、データ可用性のためのNuffle、ストレージのためのFilecoin/Irysなど)から構成され、IoTeXの技術スタックはDePINバリューチェーン全体をカバーするインフラを提供し、設計段階から検証可能であるように構築されています。これにより、DePINビルダーは市場で最も洗練されたインフラを活用し、同様に設計段階から検証可能なDePINを構築できるようになります。IoTeXのモジュール式技術スタックの詳細については、こちらをご覧ください。

ioIDとW3bstreamによるDePINの未来

モジュール式インフラは、ビルダーがDePINローンチの複雑さに対処し、参入障壁を下げ、より早くプロダクトマーケットフィットを見出すために不可欠です。エンドツーエンドのDePIN技術スタックを構成するさまざまなモジュールの中でも、IoTeXはDePINセクターに革命を起こす2つの主力製品をローンチします。ioIDは2024年11月、W3bstreamは2024年12月にローンチ予定です。

ioIDは、物理ハードウェアに分散型ID(DID)と検証可能な証明書(VC)を発行する史上初のオンチェーンID solutionであり、デバイスをオンチェーンのエンティティにします。最終的に、ioIDをデバイスに利用するDePINは、誰もが***「あなたは本当にあなたが言う通りの存在か」***を検証できるようにし、DePINの供給側が本物であることを信頼できるようにします。さらに、ioIDはDePINの資本形成において重要な役割を果たし、新しいマイナーやコミュニティメンバーが、DePINネットワークをブートストラップするための初期デバイスオファリング(IDO)の一環として、ioIDを事前購入できるようになります。デバイスにオンチェーンDIDが発行されると、そのデバイスDIDは所有者のオンチェーンIDに紐付けられ、物理マイナーの所有権を確立できます。さらに、デバイスがさまざまなチャレンジ/レスポンステストを完了し、特定の属性(ID、機能、構成など)や認証(製造元、規制当局、メンテナンスなど)を持つことを証明した後、一連の検証可能な証明書をDIDに割り当てることができます。$IOTXトークンはioIDの作成と管理に利用され、デバイス所有者はioIDを取得し、ハードウェアをIoTeX L1ブロックチェーンに登録するために$IOTXをバーン・ステークします。ioIDの詳細については、こちらをご覧ください。

W3bstreamは、DePINに特化した検証可能なコンピュートシステムであり、ゼロ知識証明(ZKP)を利用して、デバイスから提供される現実世界のデータ/メタデータに対して実行する計算を検証します。W3bstreamは、パーミッションレスでチェーンに依存しないコンピューティングエンジンとして設計されており、DePINビルダーがデバイスが***「言っている通りのことを実際に行っている」***ことを証明するための組み合わせ可能な基盤を提供します。例えば、再生可能エネルギーのDePINの場合、W3bstreamは太陽光パネルやその他のエネルギーハードウェアから直接データを取り込み、生成されたエネルギー量に関するZKPを使用した妥当性証明を生成し、誰もが個々のデバイスおよびDePIN全体の「実用性の証明」を自ら検証できるようにします。DePINデバイスの実用性を検証することに加え、W3bstreamはioIDを介したDePINデバイスのID検証にも使用され、ゼロ知識証明がW3bstreamによって処理され、さまざまなioIDに検証可能な証明書(VC)を発行します。$IOTXトークンはW3bstreamの設計に組み込まれ、分散型ノードオペレーターは$IOTXをステークし、DePINプロジェクトはW3bstreamのトークノミクスを推進するために$IOTXを消費します。W3bstreamの詳細については、こちらをご覧ください。

検証可能なDePINのユースケース

DePIN分野はこれまで劇的に進化してきましたが、検証可能性の欠如により、まだ手つかずの膨大な可能性が残されています。2024年第3四半期時点で、数百万台のデバイスがDePINに「統合」されているものの、企業や主流の消費者からのDePINへの需要は、大多数のDePINにおいてほぼゼロに近い状態です。なぜでしょうか？答えはシンプルです。現在のDePINの供給側は検証不可能であり、そのため暗号業界の内輪以外の人々や企業から信頼を得ることができないのです。AIモデルのトレーナーは、データの出所を検証できなければ、DePINからのデータを利用しません。企業は、24時間365日の可用性を検証できなければ、DePINのデジタルリソース（CPU、GPU、ストレージなど）の採用に踏み切りません。一般大衆は、成功確率を検証できなければ、DePINのサービス（ライドシェア、配送など）を購入しません。厳しい現実として、DePINの供給側をパーミッションレスに検証する能力がなければ、需要側が繁栄することは決してありません。

そのため、検証可能なDePINの最初かつ最も重要なユースケースは、検証可能性そのものです。DePIN業界は、暗号ネイティブでない人々の懐疑心に対抗する唯一の方法が、DePINの有用性が検証可能な形で真実であることを疑いの余地なく証明することだと認識しなければなりません。検証可能性を達成した個々のDePINは、さまざまなステークホルダー層にわたって正当性と信頼を築くことになります。

マイナー（供給側）：マイナーは実在するネットワークにデバイスをオンボードしたいと考えています
エンドユーザー（需要側）：エンドユーザーは実在する有用性を消費したいと考えています
投資家：VCや個人投資家は、供給側の成長と有用性の証明を必要としています
取引所：CEXは信頼できる指標を持つトークンを上場したいと考えています
規制当局：コンプライアンスは、DePINの活動を検証できる能力から始まります
企業：サービスレベル契約（SLA）は検証可能なサービス提供に依存しています

DePINが検証可能になると、コンポーザビリティと相互運用性を中心とした魅力的なユースケースの世界が開かれ、DePIN分野の総アドレス可能市場（TAM）が大幅に拡大します。前のセクションでは、異なるインフラモジュールが他のインフラモジュールとシームレスに接続・相互作用できるようにする、インフラにおけるコンポーザビリティの利点を探りました。アプリケーション層でも同様のことが言えます。特定の垂直分野や地理的地域を対象とする検証可能なDePINは、他の垂直分野や地域をカバーする他の検証可能なDePINとシームレスかつパーミッションレスに相互作用できるコンポーザブルな存在となり得ます。しかし、これらのDePIN間の相互作用は、相互作用するすべてのDePINが検証可能である場合にのみ実現可能です。なぜなら、DePINは互いを盲目的に信頼するわけではなく、相互接続されたDePINのネットワークは、その最も弱いリンクほどの信頼性しか持たないからです。

垂直分野を横断するコンポーザビリティ：気象DePINからのデータが天気予報を提供し、それが再生可能エネルギーDePINからの将来のエネルギーコストを左右し、それがライドシェアDePINによって調整される電気自動車の台数を決定し、それがスマートシティDePINの一部として駐車スペースを提供する供給側参加者をより多く動機づける、といった具合に続きます…
地域を横断するコンポーザビリティ：南米に展開されたホットスポットを持つ接続性DePINは、南米を旅行しているアフリカ、東南アジア、その他の市場に焦点を当てたDePINのユーザーに対して、ローミング接続サービスを提供できます。これにより、これまで孤立していたマイクロDePINのリーチが世界中のユーザーへと拡大されます。
リソース集約のためのコンポーザビリティ：デジタルリソースをコモディティとして提供するDePIN（データストレージ、GPU処理能力、検証可能な計算能力など）は、他のデジタルリソース提供者と供給を集約し、より大きな供給側を形成することで、より多くの需要を惹きつけることができます。これは、DeFiにおいて複数のDEXにわたって流動性を集約し、エンドユーザーによりよい取引体験を提供するDEXアグリゲーターに似ています。
デバイスを横断するコンポーザビリティ：検証済みの属性・能力を持つデバイスは、複数のDePINに同時に貢献することができます。例えば、環境センサー、5G接続、GPU処理能力などを検証可能な形で備えたオールインワンDePINデバイスは、複数のDePINに同時に貢献できますし、トップクラスの気象観測所は、その気象データを複数の気象関連DePINに同時に共有することを許可されることもできます。これを私たちは「デバイス抽象化」という概念として定義しています。

DePIN同士の相互運用性は、開発者が相互接続されたサービスや製品を構築するための新しい設計領域を切り開き、すべてのDePINを一つの構成可能なシステムの下に統合し、関与するすべてのDePINに対して新たな収益と需要の形態をもたらします。しかし、おそらくさらに大きな機会は、DePINセクターと人工知能(AI)、分散型金融(DeFi)、実物資産(RWA)、予測市場などの他のセクターとの相互運用性にあります。将来的に数兆ドル規模となるDePINセクターと、同じく数兆ドル規模の他の市場との相互運用性を実現することで、想像を超えたネットワーク効果が生まれ、DePINが実体経済にとって不可欠な存在として確立されるでしょう。

DePINとAI: 物理世界のより多くの部分がオンチェーン化されるにつれて、デバイスは膨大な量のセンサーデータ、メタデータ、その他の形式のデータを生成し、これらはAIモデルに供給できます。しかし、このデータが検証可能で信頼できるものでなければ、活用することはできません。データを生成するデバイスとそのデータ自体の品質を検証することで、DePINデータをAIで利用(かつ収益化)し、集合的な実世界の知能を構築することが可能になります。
DePINとDeFi: DePINネットワークは、データ、サービス、リソースという形で実用性を生み出し、これらはさまざまなDeFiユースケースへの入力として利用できます。DePINからの検証可能なデータ(例:気象データ、カメラ映像、ドローン画像)は、オンチェーン保険市場に情報を提供できます。DePINからの検証可能なリソース(例:GPU/CPU、GB単位のストレージ、MB/s単位の帯域幅)は、物理的なコモディティのように取引可能なオンチェーンコモディティにトークン化できます。
DePINとRWA: 検証可能なキャッシュフローを生み出すDePINデバイスは、取引可能/貸付可能な実物資産にトークン化できます。固定利付商品と同様に、DePINデバイスの元本価値と暗号通貨の形での固定収益は、投資家にとってユニークな投資商品となり、また物理インフラの展開者にとっては革新的な資金調達/資金集め手段となり得ます。
DePINと予測市場: DePINデバイスは、実世界の現象を測定し、検証可能な洞察を予測市場に提供する「オラクル」として活用できます。天気、交通、通信速度など、オンチェーン予測市場は、DePINデバイスによって検証可能に測定され、将来的に予測市場の決済に利用されるようになります。

結論

DePINは未来です。DePINの急速な成長に伴い、私たちはこれまでの進捗を評価し、批判的に見直す時間を取り、DePINに関わるすべての人々の資本、エンジニアリングの労力、そして注目が、実際に大量採用という究極の目標に私たちを近づけているかどうかを確認しなければなりません。DePINセクター全体で実験が活発化しており、新しいタイプのデバイスや新しいカテゴリーのDePINが日々生まれています。この好奇心と成長志向のマインドセットがイノベーションを前進させる原動力となっていますが、同時に、イノベーションは実世界の需要を生み出すための標準と組み合わされなければならないことも認識する必要があります。この目的のために、検証可能性はDePINにとって次なる大きなフロンティアであり、IoTeXはDePIN関係者を結集させ、私たちを次のレベルへと導く標準を確立することを誇りに思っています。検証可能性は、大衆が個々のDePINを信頼できるようにするだけでなく、DePIN同士の構成可能性や、DePINと他のセクターとの相互運用性を可能にし、エキサイティングな新しいユースケースの世界を切り開くでしょう。検証可能なDePINのためのモジュール型インフラに関するIoTeXの技術とビジョンについてもっと知りたい方は、私たちのウェブサイトiotex.ioと詳細なドキュメントdocs.iotex.ioをぜひご覧ください – 皆さんと共にDePINの未来を築いていくことを楽しみにしています!