今回は、仮想通貨「Proof of Coverage」（PoC）について解説します。
PoCには「Proof of Coverage」「Proof of Contribution」があります。
両方略してPoSになります。
Contributionの方は、Klaytn（詳細→仮想通貨【 Klaytn（KLAY）とは 】創設者・特徴・供給量・投資における将来性についても解説）が採用しているコンセンサスアルゴリズムです。
そして今回説明するのがCoverageの方で、Heliumが採用しているコンセンサスアルゴリズムです。
それでは説明していきます。
Proof of Coverage（PoC）とは
Proof of Coverage（PoC）とは、Heliumに実装されているコンセンサスアルゴリズムです。
日本語ではプルーフオブカバレッジと言います。
カバレッジとは、カバー率や網羅率という意味です。
PoCは、新しい作業アルゴリズムを用いてホットスポットが主張する場所に配置されていることを確認しています。
つまりPoCは、ホットスポットがその場所とその場所から作成しているワイヤレスネットワークカバレッジを正直に著していることを継続的に検証しています。
Heliumの公式ホームページはこちらです。
PoCの詳細
Heliumは、接続されたデバイスを展開するユーザーのために作成できる信頼性の高いカバレッジの量に基づいて成功する物理ワイヤレスネットワークです。
そのため、このユースケース用に構築された作業アルゴリズムが必要でした。
PoCは、無線周波数（RF）の特徴的で否定できない特性を利用して、Heliumとその参加者にとって意味のある証明を生成します。
具体的にはPoCは次の特性に依存しています。
・無臭周波数（RF）は物理的な伝搬が制限されているため距離が制限されている
・受信した無線周波数（RF）信号の強度は、送信機からの距離の2乗に反比例する
・無線周波数（RF）は待ち時間なしで高瀬尾くで移動する
これらのプロパティを使用して、ブロックチェーンはPoCチャレンジと呼ばれるメカニズムを使用してホットスポットに常に問い合わせています。
PoCは進行中のプルーフによって生成され、Heliumブロックチェーンに保存されたデータがネットワーク上のホットスポットによって提供されるワイヤレスカバレッジの決定的な検証です。
PoSのシステム
「チャレンジ」はPoCの個別の作業単位です。
これまでにHeliumブロックチェーンによって発行及び処理された数千万のチャレンジがあります。
新しいチャレンジごとにブロックチェーンはネットワークの品質に関するより多くのデータを記録します。
課題が実際にどのように発生するか説明します。
ホットスポットの役割
PoCチャレンジには、次の3つの異なる役割があります。
| 役割 | 内容 |
| ①チャレンジャー | PoCチャレンジを構築して発行するホットスポットです。 ホットスポットは、360ブロックごとに約1回チャレンジを発行します。 |
| ②送信機 | 「チャレンジャー」と呼ばれることもあります。 このホットスポットはPoCチャレンジのターゲットであり、地理的に近いホットスポットが目撃する可能性のあるチャレンジパケットを送信（又はビーコン）する役割を果たします。 |
| ③ウィットネス | 送信機に地理的に近接し、送信後にチャレンジパケットの存在を報告するホットスポットのことです。 |
チャレンジプルーフの構築とターゲットの選択
上記のようにホットスポットは現在、360ブロックごとに約1回チャレンジプルーフを提出することが許可されています。
これを確実に行い、チャレンジャーに割り当てられたHNT報酬の一部を獲得することができます。
チャレンジャーは最初にチャレンジで使用される一時的な公開鍵と秘密鍵のペアを生成します。
公開鍵のSHA356ダイジェストと秘密鍵のSHA356ダイジェストの両方が現在のブロックハッシュと共にPoC要求として送信されます。
リクエストが有効でブロックチェーンによって受け入れられた場合、レシートが表示されるブロックのハッシュは一時的な公開鍵のハッシュ及びチャレンジャーのIDと組み合わされて、検証可能なエントロピーを生成します。
次にこのエントロピーを介して生成された均一な乱数を使用して、ネットワーク上のすべてのホットスポットからターゲットを選択します。
チャレンジパケットが作成された後、Heliumピアツーピアネットワークを介して送信機に配信されます。
※ピアツーピアとは→【 ピアツーピア（P2P）とは 】分かりやすく解説
ターゲットはチャレンジパケットを受信し、その秘密鍵とこのチャレンジのエフェメラル公開鍵を使用して最外層を複合化します。
そしてすぐに結果のパケットをHeliumネットワークに送信します。
地理的に近い任意の数のホットスポットがそれを開き、パケットを目撃します。
証人
PoCは完全にビーコンに依存しています。
ビーコンは、任意のホットスポットで監視される単一の送信です。
以前のバージョンでは、マルチホップチャレンジパスを使用していましたが、ホットスポットの機能（RFパケットのキャプチャ）を正確にテストしていませんでした。
送信機はチャレンジを受信した後、チャレンジパケットをビーコンします。
このパケットの意図された受信者は存在せず、送信機に地理的に近接しているホットスポットは、それを証人としてブロックチェーンに報告する資格があります。
ホットスポットは送信機からのビーコンを目的した後、PoCチャレンジャーによって組み立てられてブロックチェーンに送信されるPoCチャレンジレシートの一部としてこれを送信します。
PoCリワードスケーリング
エポックごとに、各報酬タイプはその報酬プールで役割を果たしたホットスポット間で分割されます。
例えば、エポック中にホットスポットにチャレンジした場合、PoCトランスミッターに送られる報酬の5.31％の一部を受け取る資格があります。
これについての実際的な考え方は、ホットスポットがチャレンジで成功することで「報酬ユニット」を獲得する可能性があるということです。
エポック中に5つの追加のホットスポットがチャレンジに成功し、それぞれが「報酬ユニット」を獲得した場合、各ホットスポットはそのエポックの報酬の5.31％の1/6を獲得します。
HIP15とGIP17のアクティブ化に伴い、これらの報酬ユニットをスケーリングするというアイデアを導入しています。
これにより、パケットスケールを目撃したときに、又は目的した時に獲得したユニットは、次の2つに依存します。
①証人の数
②送信機の16進タイルにあるホットスポットの数
HIP15から
・送信機の場合、承認が多いほど送信機はより多くの収入を得ることができる
・証人の場合、合計4を超える証人が追加されるたびにそのチャレンジで各証人が獲得する金額が減少
・2021.09.14.0リリースで行われた変更により、有効な受信しょうにんレシートがランダムにシャッフルされ、チェーンへの書き込みに有効なレシートから最大25個が選択される
HIP17から
・送信機の領域にあるホットスポットの数が目標密度を超えると、証人の収入は少なくなる
証明の検証
チャレンジャーがPoCの証人と送信者からの領収書の完全なセットを取得するか、チャレンジが発行されてからの経過時間が上限を超えると、PoCチャレンジは完了したとみなされます。
この時点でチャレンジャーは現在のコンセンサスグループによって検証されるように、トランザクションとしてプルーフレシートをブロックチェーンに送信します。
チャレンジャーが証明を作成して完了するために実行する手順は決定論的であり、簡単に再現できます。
そのためコンセンサスグループのメンバーは証明の正当性を検証することができます。
具体的には、チャレンジャーは元のPoC要求の取得とチャレンジパケットの各レイヤーの暗号化の両方に使用した秘密のエフェメラルキーを明らかにします。
領収書が公開されるまで隠されていた重要な情報により、決定論的エントロピーの再現が可能になります。
まとめ
PoCについて詳細に述べましたが、専門用語の羅列もあり理解の難易度が高いです。
コンセンサスアルゴリズムのシステムは凄いですね。
PoCは一般的によく用いられているPoWやPoS（詳細→仮想通貨における【 PoW・PoSの違い 】どちらが良い？）とは異なるため、特徴を覚えておきましょう。
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