HOPRベーシック：カバートラフィックノード

HOPRの基本を解説するシリーズの第10話目です。過去のエピソードへのリンクは記事末尾にあります。

前回は、カバートラフィックの概念について説明しました。これは、実際のトラフィックが制限されているときでも、ユーザーの活動を隠すためのデータの「隠れ蓑」が常に存在するように、ネットワークを通じて送信される任意のデータのことです。

HOPRの革新的な技術の1つは、カバートラフィックを直接ステークにリンクさせることです：HOPRトークンが多ければ多いほど、カバートラフィックを受け取り、それをリレーすることでより多くのHOPRトークンを獲得できます。

これはいくつかの理由で有用だと考えられます。一貫した経済的インセンティブが加わることで、末永くで信頼性の高いノードを奨励し、多くの暗号通貨で期待されているステーク報酬をカバートラフィックのメカニズムに組み込むことで、どれだけのカバートラフィックを発行するか、誰がその報酬を支払うかといった極めて複雑な問題を回避することができるのです。

理想的な世界

HOPRのような分散型ネットワークでは、個々のノードがネットワーク内のユーザーをカバーするために、ちょうど良い量のカバートラフィックを動的に発行するのが理想的です。送信量が多すぎると貴重な帯域幅を消費し、少なすぎるとユーザーのメタデータが漏洩する危険性があります。ユーザー数が増えればカバートラフィックの必要性は下がり、逆にユーザー数が減ればカバートラフィックの必要性は上がります。

しかし、残念ながら、これにはいくつかの問題があります：
まず、誰がお金を払うべきなのでしょうか。カバートラフィックは、理想的には存在する必要がない任意のデータです。もし個々のノードがカバートラフィックを発行する責任を負うのであれば、そのコストはノード自身が負担しなければなりません。これは、以前のエピソードで説明した、奨励したいネットワーク行動には直接インセンティブを与える必要があるというインセンティブ・デザインの考え方に反しています。

第二に、ノードはどのようにしてカバートラフィックの発行量を決定するのだろうか。これは少し複雑なポイントなので、少し回り道をして調べてみる価値があります。

ネットワークの霧

分散型ネットワークには、ほとんどすべてのプロトコル設計の問題を複雑にする奇妙な特徴があります。それは、ノードが決して全体像を把握できないことです。ノードは仲間について知っており、仲間が共有する情報についても知っていますが、これらの情報は時間が経つほど、また元のノードから離れるほど、信頼性が低くなっていきます。

この不確実性は、経路計画から攻撃への防御、さらにはネットワークへの参加といった基本的な概念に至るまで、あらゆるものに影響を及ぼします。カバートラフィックについては、ノードはせいぜいネットワークについて霧のようなイメージしか持っていないため、個々のノードがカバートラフィックがどれだけ必要かを評価することは不可能です。ノードが直接目にしたトラフィックをバロメーターとして使用しようとすると、あるノードが発行したカバートラフィックが別のノードのカバートラフィック応答を誘発するという不幸なフィードバックループに陥ります。

別の言い方をすれば，カバートラフィックは設計上実際のトラフィックと区別がつかないので，個々のノードは，自分が見ているのがカバーが必要な実際のトラフィックなのか，それともカバートラフィックそのものなのかを判断する方法がないのです。

カバートラフィックノード

現在のHOPRでは、カバートラフィック専用のノードを用意することで、この2つの問題を回避しています。当初はHOPRのアソシエーションがこのノードを運営しますが、中期的には要件を満たせば誰でもカバートラフィックノードを運営できるようにする予定です。このような責任分担を進めることで、カバートラフィックシステムの信頼性を確保し、カバートラフィックの発行者が協力してすべてのトラフィックに関する情報を収集し、カバートラフィックノードを実行することでカバートラフィックについて知っている余計な情報を差し引いてネットワークを非匿名化するという理論的（ただし極めて低い確率）攻撃から保護することができるようになりました。

しかし、カバートラフィック専用ノードがカバートラフィックに固有の問題のいくつかを解決したとしても、まだ多くの設計上の決定事項が残っている。カバートラフィック・ノードは他のノードと同様にネットワークを通じてデータを送信する必要があり、それはつまり経路を選択する必要があることを意味します。これは純粋にステークに基づいて行うこともできますが、ノードがオフラインであるためにルートが失敗した場合、実質的にトークンを無駄に消費することになります。しかし、他の基準、例えば信頼性を選択した場合、ノードはステーク量に基づいて収益を得ることができなくなります。公正な報酬とネットワークの信頼性のバランスをとるという茨の道は、次回のトピックにします。

Sebastian Bürgel,
HOPR Founder

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HOPRベーシック エピソード一覧：

Episode 1: HOPRについて
Episode 2: メタデータについて
Episode 3: 匿名ルーティング
Episode 4: ミックスネット
Episode 5: インセンティブ
Episode 6: Proof of Relay
Episode 7: チケットと支払いチャンネル
Episode 8: 確率的支払い
Episode 9: カバートラフィック
Episode 10: カバートラフィックノード
Episode 11: カバートラフィックのバランス
Episode 12: HOPR DAOの紹介