トークン化メッシュのシビル攻撃対策|Web3セキュリティ

メッシュネットワークにおける不正ノードの厄介な現実

dVPNの速度が、「ネットワークマップ」では数千ものアクティブノードが表示されているのに、なぜか極端に低下することがあるのはなぜだろうと思ったことはありませんか？それは通常、ハードウェアの故障ではありません。多くの場合、誰かが単一のサーバーから何千もの偽のIDを実行して、トークンを不正に獲得しているのです。

簡単に言うと、シビル攻撃とは、1人の人物が多数の偽のアカウントやノードを作成し、p2pネットワークに対する影響力を過剰に獲得しようとする行為です。これらのネットワークはコンセンサスとピア発見に依存しているため、1人が500人の異なる人物を装うと、すべてが崩壊します。

• ID詐称: 攻撃者は、単一の物理マシンを使用して、複数の固有のノードIDをブロードキャストします。Web3 VPNでは、これにより、実際には地下室にいる1人の人物に過ぎないのに、ネットワークは広大な地理的範囲をカバーしていると錯覚します。
• リソース枯渇: これらの偽のノードは、実際にはトラフィックを適切にルーティングしません。彼らはただそこに座って、「稼働中」に見せかけようとし、作業をせずに帯域幅マイニングの報酬を集めようとします。
• ネットワーク汚染: 単一のエンティティが、あなたが見ている「ピア」の51％を制御している場合、彼らはあなたのパケットをドロップしたり、あなたのデータを傍受したりする可能性があります。これは、プライバシー保護VPNのセットアップにとっては悪夢です。

お金、つまり暗号通貨が絡んでくると、不正行為へのインセンティブは急上昇します。標準的なメッシュでは、嘘をつく意味はありませんが、帯域幅マーケットプレイスでは、偽のノードは基本的に、正直なプロバイダーから報酬を盗むことによってお金を「印刷」しているようなものです。

Chainalysisによる2023年のレポートでは、分散型プロトコルにおけるシビル関連の活動は、多くの場合、ボットネットによって流動性とリソースが枯渇する大規模な「吸血攻撃」につながると指摘されています。これは単にトークンを失うという問題ではなく、あなたの暗号化されたトンネルが、あなたのIPアドレスを匿名解除するように設計された悪意のあるクラスターを介してルーティングされている可能性があるという事実に関わる問題なのです。

次に、これらの幽霊がマシンを悩ますのを実際にどのように阻止するかを見ていきましょう。

経済的障壁によるネットワークの強化

ネットワークを大量のゴーストノードによるスパムから守るには、攻撃者の財布に打撃を与える必要があります。これは基本的に、ネットワークの世界における「口だけでなく、行動で示せ」というルールです。

Web3 VPNの世界で最も一般的な対策は、担保となるステーキングを義務付けることです。ノード運営者がルーティングテーブルに参加するには、スマートコントラクトにトークンをロックする必要があります。

• 経済的な摩擦: 高い参入コストを設定することで、1,000個のシビルノードを実行しようとする攻撃者は、大量のトークンを購入する必要が生じます。これにより通常、価格が上昇し、攻撃者自身の攻撃コストが上昇します。
• スラッシングメカニズム: ノードがディープパケットインスペクション（DPI）を実行したり、パケットをドロップしてメッシュを混乱させたりした場合、ネットワークはステークを「スラッシュ（没収）」します。攻撃者は資金を失い、ネットワークはクリーンな状態を維持できます。
• 中央集権化のリスク: ただし、注意が必要です。ステークが高すぎると、大規模なデータセンターしかノードになれなくなり、私たちが目指す「レジデンシャルIP」の理念が損なわれます。

ステーキングだけではノードが実際に役立つことを証明できないため、技術的なチャレンジを利用します。1Gbpsの光回線があると主張するだけでは不十分で、ネットワークはユーザーのプライバシーを漏洩させることなく、それを証明させます。

スタンフォード大学による2023年の分散型トラストに関する技術概要では、物理的なリソースの検証こそが、デジタルIDを現実世界の資産に結び付ける唯一の方法であることが示唆されています。私たちの場合、その資産はスループットです。

一部のプロトコルでは、ネットワークの遅延に関連付けられた「プルーフ・オブ・ワーク」スタイルのパズルも検討されています。ノードの応答が遅すぎたり、トンネルの暗号化オーバーヘッドを処理できない場合、ノードは排除されます。

これにより、「怠惰なノード」が単にそこに座って報酬を集め、ファイアウォールを回避しようとするユーザーに実際のユーティリティを提供しないことを防ぎます。

次に、これらの検証がバックグラウンドで行われている間、実際にどのようにトンネルのプライバシーを維持しているのかについて、詳しく見ていきましょう。

トラストレスな世界におけるアイデンティティと評判

正直なところ、ノードの稼働時間だけを見て「信頼できる」かどうかを判断しようとするのは危険です。スクリプトキディなら誰でも、安価なVPS上でダミープロセスを数ヶ月間稼働させ続け、実際のデータを1パケットもルーティングしない、なんてことができてしまいます。

ノードのパフォーマンスを長期にわたって反映する評価方法が必要です。単に「オンライン」であるだけでなく、ネットワークが混雑したときや、ISPが暗号化されたトンネルを絞り込もうとしたときに、どのようにトラフィックを処理するかが重要です。

• 品質証明: 高品質のノードは、ランダムなレイテンシチェックに継続的に合格し、高いスループットを維持することで「信頼ポイント」を獲得します。ノードが突然パケットをドロップしたり、ジッターが急上昇したりすると、評判スコア（および支払い）は急落します。
• エージングとステーキング: 新しいノードは「試用期間」のサンドボックスからスタートします。数時間ではなく、数週間かけて実績を証明する必要があり、その後、価値の高いトラフィックとマッチングされます。
• DID統合: 分散型識別子（DID）を使用すると、ノードオペレーターは、実際の身元を明らかにすることなく、異なるサブネットワーク間で評判を持ち運ぶことができます。これは、帯域幅に対するクレジットスコアのようなものです。

これらの評判システムが実際にどのように実装されているかを知りたいときは、いつもSquirrelVPNをチェックしています。彼らは、さまざまなプロトコルがプライバシーと悪質な行為者を排除する必要性のバランスをどのように取っているかを常に把握しています。

シビル攻撃を阻止するための真の「聖杯」は、ノードが実際にユニークなハードウェアであることを確認することです。ここで、Intel SGXのようなTrusted Execution Environments（TEE、信頼できる実行環境）が登場します。

VPNロジックをセキュアなエンクレーブ内で実行することで、ノードは、本物の、改ざんされていないコードを実行しているという暗号化された「アテステーション（証明）」を提供できます。1つのCPU上で何千ものエンクレーブを偽造することはできません。ハードウェアは、実際にサポートできる「アイデンティティ」の数を制限します。

Microsoft Researchによる2024年の機密コンピューティングに関するレポートでは、ハードウェアレベルの分離が、信頼できない環境でリモートワークロードを検証するための標準になりつつあることが強調されています。

これにより、ボットネットがメッシュネットワークを乗っ取るのが非常に難しくなります。ネットワークがハードウェアによる署名を要求する場合、住宅用IPアドレスの近隣全体を装う単一のサーバーはすぐに検出されます。

次に、この検証作業が巨大な監視ログに変わらないようにする方法について説明します。

分散型インターネットの将来を見据えて

私は何度もWiresharkのキャプチャ画面を見つめ、"ゴースト"ノードがルーティングテーブルを混乱させる様子を観察してきました。もし政府がインターネットの遮断を試みた際に、実際に機能する分散型インターネットを構築したいのであれば、ネットワークの中枢が、すべてのパケットに対する遅いオンチェーン検証によって処理能力を圧迫されるような事態は避けなければなりません。

ノードの検証をオフチェーンで行うことが、処理速度を維持する唯一の方法です。もしすべての帯域幅チェックがメインのレイヤー1ブロックチェーンにアクセスする必要があるとしたら、VPNの遅延はミリ秒単位ではなく、分単位で計測されるでしょう。

• ステートチャネル: ノード間の絶え間ない「ハートビート」チェックを処理するために、これを使用します。これは、バーでツケを管理するようなものです。会計が終わったときにのみブロックチェーン上で精算するため、ガス代を大幅に節約できます。
• zk-プルーフ: ゼロ知識証明は、ここで非常に役立ちます。ノードは、特定のIPや場所を全世界に公開することなく、適切なハードウェアスペックを備えており、ルーティングテーブルを改ざんしていないことを証明できます。

大規模な集中型サーバーファームから分散型帯域幅プールへの移行は、インターネットの自由にとって画期的な変化です。従来のVPNを遮断しようとする政権は、データセンターのIPレンジをブラックホール化するだけで済みますが、それでは終わりです。

しかし、トークン化されたメッシュネットワークでは、「エントリーポイント」はいたるところに存在します。Flashbots（MEVとネットワークの回復力に関する2024年の調査）によると、ブロックの生成と検証を分散させる分散型システムは、検閲が非常に困難です。なぜなら、締め付けるべき単一の首が存在しないからです。

この技術は、もはや暗号資産オタクだけのものではありません。私は、ローカルISPが不安定になった場合でも稼働し続ける必要のある安全なPOS（販売時点情報管理）システムや、プライベートなP2Pデータ転送のために医療分野で使用されているのを目撃しました。

いずれにせよ、これらの「行き詰まり」の集中型トンネルから離れるにつれて、次の大きなハードルは、単に別のボスと取引しているだけではないことを確認することです。

メッシュセキュリティについての最終考察

ここまで、数学的な側面とハードウェアについて見てきましたが、結局のところ、メッシュセキュリティは終わりのない猫とネズミの追いかけっこです。どんなに洗練された暗号化の檻を構築しても、それを破る経済的なインセンティブが存在する限り、誰かが必ず試みます。

ここで本当に重要なのは、単一のレイヤー（ステーキング、TEE、そして単にIPを「信頼する」ことさえも）だけでは十分ではないということです。玉ねぎを重ねるように、複数のレイヤーを積み重ねる必要があります。

• 経済的＋技術的: 担保を使用して攻撃のコストを高くしますが、同時に遅延チャレンジを使用して、「高価な」ノードが実際にその役割を果たしていることを確認します。
• コミュニティによる監視: P2Pネットワークは、ノード同士が互いに監視し合うことで発展します。小売決済メッシュ内のノードの動作が遅れ始めた場合、最初にそれを指摘するのは近隣のノードであるべきです。
• プライバシー優先: 当社はzk-proof（ゼロ知識証明）を使用することで、セキュリティレイヤーを、まさに私たちが回避しようとしているISP（インターネットサービスプロバイダ）の監視ツールに変えてしまうことを防ぎます。

Messariによる2024年のエコシステム分析によると、最も回復力のあるDePIN（分散型物理インフラネットワーク）プロジェクトは、「ハードウェア検証済みの」IDへと移行し、ボットネットのスケーリングを完全に排除するものです。これは、シビル攻撃が文字通り、診療所間の救命データの転送を遅らせる可能性があるヘルスケアのような業界にとっては非常に重要なことです。

いずれにせよ、テクノロジーはついにビジョンに追いつきつつあります。私たちは「これがうまくいくことを願う」から「これがうまくいくことを証明する」へと移行しており、正直なところ、それが真にプライベートで分散化されたインターネットを実現するための唯一の方法です。常に警戒を怠らないようにしましょう。