Während DePINs die Bereitstellung bestimmter Arten von Infrastruktur revolutionieren, stehen sie vor erheblichen Hürden, wenn es darum geht, die Integrität und Zuverlässigkeit ihres Betriebs sicherzustellen.

Die gute Nachricht ist, dass sich Zero-Knowledge-Proofs (ZKPs) als leistungsstarke Lösung herausstellen.

Die Herausforderung der Verifizierung

DePINs sind für ihre alltäglichen Funktionen auf zahlreiche Arten der Verifizierung angewiesen. Von der Bestätigung der Leistungsfähigkeit und des Standorts bis hin zur Validierung der tatsächlich erbrachten Dienste und der Rechengenauigkeit ist eine zuverlässige Verifizierung für den Betrieb und die Vertrauenswürdigkeit von DePINs unerlässlich. In Anbetracht dessen haben wir beim Peer-to-Peer-ZKP-Netzwerk NovaNet das DePIN-Verifizierungshandbuch veröffentlicht, um die breite Palette der Verifizierungsanforderungen abzudecken.

Wyatt Benno und Houman Shadab sind Mitbegründer des Zero-Knowledge-Proof-Netzwerks NovaNet. Dieser Kommentar ist Teil von CoinDesks neuem DePIN Vertical, das sich mit der aufstrebenden Branche der dezentralen physischen Infrastruktur befasst.

Die Folgen einer unzureichenden Überprüfung können schwerwiegend sein. Ohne strenge Kontrollen können Knoten oder Dienstanbieter Auszahlungen unter Vorspiegelung falscher Tatsachen erhalten. Netzwerke können anfällig für Manipulationen werden und Benutzer laufen Gefahr, schlecht funktionierende oder instabile Plattformen zu übernehmen.

Anfang des Jahres schickten Betrüger gefälschte Verfügbarkeitsdaten an IO.net, um Belohnungen zu erhalten. Dies taten sie, indem sie die Existenz von 1,8 Millionen GPUs vortäuschten. Die Zahl der nicht verifizierten GPUs auf IO.net übersteigt derzeit die der verifizierten GPUs um mehr als das Dreifache, was wahrscheinlich auf eine branchenweite Herausforderung hinweist.

Aktuelle Verifizierungsmethoden

Leider weisen die vorhandenen DePIN-Verifizierungsmethoden häufig Mängel auf.

Vielen Verifizierungsmethoden mangelt es an der Genauigkeit, wie die anhaltende Gefahr des Spoofing von GPUs, Standorten und anderen Daten zeigt. Auch die Überwachung böswilliger Akteure mit von der Community verwalteten Blacklists und der Durchsetzung von Nutzungsbedingungen hat ihre Grenzen.

Auch bestehende Verifizierungsmethoden sind nicht völlig vertrauensfrei, was den Ethos der DePINs untergräbt

Einige Methoden erweisen sich als zu kostspielig. Beispielsweise verwenden DePINs häufig Validierer, die keinen anderen Zweck haben, als die bereits von Serviceknoten ausgeführte Arbeit zu wiederholen oder zu überprüfen, und müssen diese entschädigen. Validierer können auch dazu führen, dass DePINs träge sind, da sie zusätzliche Vorgänge erfordern.

Der Schutz der Privatsphäre ist ein weiteres wichtiges Anliegen bei der DePIN-Verifizierung. Immer wenn Daten in die Blockchain eingegeben oder zur Verifizierung an einen Validierer gesendet werden, sind diese Daten nicht mehr privat.

Darüber hinaus sind bestehende Verifizierungsmethoden nicht völlig vertrauensfrei, was den dezentralen Ethos von DePINs untergräbt.

Geben Sie Zero-Knowledge-Beweise ein

Hier kommen Zero-Knowledge-Beweise zur Rettung. ZKPs der nächsten Generation stellen nicht nur eine Verbesserung dar, sondern sind oft die einzige praktikable Möglichkeit, eine robuste Verifizierung für DePINs bereitzustellen und gleichzeitig Geschwindigkeit, Effizienz, Dezentralisierung und Datenschutz beizubehalten.

ZKPs ermöglichen es einem Beweiser, einem Verifizierer die Wahrheit einer Aussage mit nahezu absoluter Sicherheit nachzuweisen, ohne zusätzliche Informationen über die Gültigkeit der Aussage selbst hinaus preiszugeben. Während eine herkömmliche Überprüfungsmethode möglicherweise Zugriff auf vertrauliche Daten benötigt, um zu überprüfen, ob ein DePIN-Knoten die Netzwerkanforderungen erfüllt, verwenden ZKPs kryptografische Methoden, die überprüfen, ob bestimmte Bedingungen erfüllt wurden, ohne offenzulegen, wie die Bedingung erfüllt wurde.

Für DePINs bedeutet dies, dass Netzwerkteilnehmer nachweisen können, dass sie die Regeln einhalten und die von ihnen beanspruchten Dienste bereitstellen, ohne vertrauliche Daten zu gefährden.

Nachweise müssen auf Geräten erstellt werden

Um die Privatsphäre wirklich zu schützen, müssen ZKPs lokal auf DePIN-Geräten oder den Netzwerken generiert werden, die Dienste bereitstellen. Das Senden von Daten an Validierungsknoten oder ein separates Prüfsystem raubt ZKPs ihre „Zero Knowledge“-Eigenschaft.

Nachweise sollten idealerweise auf Sensoren, Standortverfolgern, Rechenknoten und anderen Geräten generiert werden. Lokale Nachweise stellen sicher, dass die Nachweisdaten in den Händen der Netzwerkteilnehmer verbleiben und die Vorgänge nicht zentralisiert werden – im Einklang mit den Kernprinzipien der Netzwerke. Die Nachweisüberprüfung kann lokal, in Cloud-Netzwerken oder in der Kette erfolgen, je nachdem, wie das Netzwerk strukturiert ist.

ZKPs müssen sehr speichereffizient sein, um aus Datenschutzgründen lokal generiert zu werden. Glücklicherweise ermöglichen aktuelle Innovationen im ZKP-Design hocheffiziente Nachweise. Faltschemata ermöglichen beispielsweise die Aufteilung der Nachweisgenerierung in kleine Schritte, die für lokale Nachweise geeignet sind.

Speichereffiziente ZKPs wurden von der Branche jedoch übersehen, da sie sich auf die Skalierung von Ethereum konzentrierte. Bei NovaNet hingegen ist Speichereffizienz der Kern unserer Technologie, die es ermöglicht, Beweise in eingeschränkten Umgebungen wie Browsern und Verbrauchergeräten zu generieren. Infolgedessen arbeitet das Beweisernetzwerk Peer-to-Peer, ohne DePINs zentralisieren zu müssen.

Der Weg nach vorn

Da DePINs weiter wachsen und sich weiterentwickeln, wird die Einführung von Zero-Knowledge-Beweisen zur Verifizierung wahrscheinlich nicht nur ein Vorteil, sondern eine Notwendigkeit sein. Netzwerke, die diese Technologie nutzen, werden besser in der Lage sein, zuverlässige, effiziente und wirklich dezentrale Dienste anzubieten und gleichzeitig die Privatsphäre ihrer Benutzer und Anbieter zu schützen.

Wir bei NovaNet freuen uns, dazu beitragen zu können, dass die Ziele von DePINs Wirklichkeit werden.

Hinweis: Die in dieser Kolumne geäußerten Ansichten sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von CoinDesk, Inc. oder seinen Eigentümern und verbundenen Unternehmen wider.