Meus 2 cents:

Dei uma olhada por cima na ideia, me pareceu interessante mas um pouco complexa na implementacao.

Sem pensar muito, uma sugestao: e se no PoT usar "homomorphic encryption" ?

As chaves continuariam sendo distribuidas apenas nos endpoints (inicio/fim), mas o roteadores intermediarios poderiam apenas incrementar/modificar algum dado, e no final voce teria como verificar se o valor resultante eh o esperado - com um custo de implementacao mais simples.