技術指南 | 波卡的 NPoS 機制是如何運作的？_DOT:POLK

本文來源：PolkaWorld

作者：AlfonsoCevallos??

Polkadot區塊鏈將實施

提名權益證明（

NPoS）機制，這是一種相對較新的方案，用于選擇參與共識協議的驗證節點。在這篇文章中，我們會對NPoS做一個介紹，并對Web3基金會的研究做一個回顧。我們還解釋了驗證節點被選中的特殊方式。那么NPoS在波卡中是如何運作的呢？

驗證人和提名人

每天有幾次，系統會選擇出一組被成為

驗證人的實體，他們在接下來的幾個小時內，將在高度敏感的協議中扮演關鍵角色，比如區塊的生產和最終驗證。他們的工作要求很高，因為他們需要運行成本高昂的操作，確保高通信響應能力，并建立長期的可靠性聲譽。他們還必須將自己的DOTs進行質押作為良好行為的保證，當他們偏離協議時，這個質押就會被懲罰掉。相反，當他們按規則行事時，他們會得到獎勵。任何完成任務的節點都可以公開地成為候選的驗證節點。但是，由于操作上的原因，最終只能選擇有限的驗證人，我們預計是數百或數千個。

ETH 2.0測試網Medalla客戶端Prysm推出非技術指南:8月5日晚間，Bitfly（Ethermine礦池母公司）官方發推宣布，Prysmatic Labs已推出針對Windows用戶的ETH 2.0測試網Medalla客戶端Prysm的非技術指南，以幫助用戶參與Medalla質押。[2020/8/6]

該系統還鼓勵任何DOT持有人作為提名人進行參與。提名人公布了一份他信任的候選人名單，并把一定數量的DOT進行質押來支持他們。如果這些候選人中的一些人被選為驗證人，他將按根據質押的數量占比來得到相應的利益回報。與驗證人不同的是，提名人沒有數量的限制。只要提名人去選擇，并且只支持具有良好安全實踐的候選驗證人，那他的風險就很低，并且有持續的收入來源。Polkadot網絡中還有其他一些特殊的角色，但我們只關注這兩個角色之間的關系。

IOST入選第16期賽迪全球公有鏈評估指數，基礎技術指數排名第三:近日，中國電子信息產業發展研究院（賽迪研究院）發布了第16期賽迪全球公有鏈技術評估指數，對全球37條公有鏈從技術維度進行綜合考量并給出排名。在本次評估中，IOST獲工信部認可，憑借公鏈底層技術，全領域的應用覆蓋，友好開發者支持，技術團隊和持續的技術創新，入選了第16期賽迪全球公有鏈技術評估指數，并獲得綜合技術指數第六，基礎技術指數第三的成績。詳情點擊原文鏈接。[2020/3/18]

NPoS機制

這種提名人-驗證人的設計有非常強大的安全保證。它允許系統選擇總質押較大的驗證節點，并淘汰質押總數比較低的候選人。事實上，在任何一個特定的時刻，我們都希望有比較大的一部分DOT被質押在NPoS中。這會使敵對的一些群體很難成為驗證節點，攻擊系統的成本也很高。

分析 | 部分技術指標顯示比特幣正處于買入周期:據彭博報道，GTI Vera收斂差異指標顯示，比特幣正處于6個月來最長的購買周期。如果買盤壓力像過去13天那樣持續，在去年下跌74%之后，比特幣價格可能繼續上漲。eToro分析師Mati Greenspan認為，從圖表技術分析上看，“我們更接近底部，而不是頂部”。此外，彭博加密指數正處于自9月上漲以來最長的“買入周期”。Bloomberg Intelligence分析師Mike McGlone表示，與應稅虧損相關的拋盤結束，可能是周三反彈的原因之一。[2019/1/3]

我們的NPoS方案比工作證明機制的效率高得多，比權益證明機制的速度快得多：它允許幾乎所有持有DOT的參與者持續參與，從而保持高水平的安全性，同時限制驗證節點的數量，因此所有基本的網絡操作都是高效的。

動態 | 比特幣的長期技術指標預示牛市可能到來:彭博社發文稱，從比特幣定向運動指數(DMI)的長期趨勢來看，它進入了一個新的牛市階段。此外，價格趨勢突破了VERA band的上限，這被普遍認為是一個令人鼓舞的跡象。隨著年底的臨近，這一比特幣可能會出現上漲。[2018/11/7]

競選過程

有了提名人的投票，如何選出驗證人呢？與其他基于PoS的，根據驗證人的質押數量來衡量投票比重的項目不同，Polkadot在共識協議中給被選出的驗證人同等的投票權。為了反映這一事實，提名人的股份應盡可能平均地分配給被選出的驗證人，同時仍尊重提名人的偏好。在Web3基金會的研究團隊中，我們使用了從選舉理論到博弈論再到離散優化等工具，開發了一個高效的選舉過程，且具有公平代表性和安全性，并且將來可以應用于使用NPoS的任何區塊鏈。下面我們將結合一些例子來探討這些觀點。

美國聯邦政府和民間部門聯合發布區塊鏈技術指引: 美國聯邦政府和民間部門的官員們聯合發布指引，以指導政府和承包商如何采用區塊鏈技術來改善運營。[2018/4/4]

公平代表性。19世紀末，瑞典數學家LarsEdvardPhragmén提出了一種選舉瑞典議會議員的方法。他注意到，當時的選舉方法傾向于把所有席位都給最受歡迎的政黨；相反，他的新方法確保分配給每一政黨的席位數量與給它們的選票成比例，因此它給予了少數族裔更多的代表權。通過他的方法得到的屬性在形式上被稱為比例合理代表制，并且非常適合NPoS選舉，因為它確保任何節點池既不被選出的驗證人過度代表，也不被選出的驗證人過低代表，而是與它們的質押成比例的。我們的啟發建立在Phragmén的想法之上，并確保每次選舉都具有這種性質。

這個例子代表了一個典型的選舉過程，左邊的提名人有不同數量的stake，并且通過線連接到右邊那些他們信任的候選驗證人。假設我們需要選擇n=4個驗證人，公平代表性的屬性大致可以轉化為一條規則，即任何持有總股份至少1/n的提名人都保證至少有一個他們信任的驗證人當選。由于總stake是40個DOT，其中四分之一是10個DOT，前兩個提名人保證由一個驗證人代表。在下面的圖片中，我們看到了三個可能的選舉結果：一個違反了公平代表性，兩個實現了公平代表性。

安全性。如果提名人得到兩個或多個其信任的驗證人被選，我們需要在他們之間分配提名人的股份，這樣驗證人的支持就盡可能平衡。回想一下，我們希望盡可能讓對手池難以獲得一個驗證人，他們只有得到足夠高的支持才能做到這一點。因此，我們將選舉結果的安全級別等同于被選驗證人的最小支持數量。對于最后兩個具有公平代表性的選舉結果，我們提供了stake分配，結果表明它們分別達到了6和9的安全級別。

右邊的選舉結果達到了更高的安全級別，顯然在將提名人的股份平均分給驗證人的方面做得更好。因此，NPoS選舉過程的目標是提供一個達到公平代表性和盡可能高的安全水平的結果。這就產生了一個相當具有挑戰性的優化問題，為此我們開發了在安全性和可擴展性上有很強保證的快速近似啟發式算法。

我們對Polkadot提出的技術發展，以及在區塊鏈領域開發的NPoS和其他高效方案所帶來的可能性感到興奮。你可以在Web3基金會研究頁面和Polkadotwiki上了解更多信息。要了解Polkadot的發展，請在Twitter上關注Polkadot并加入newsletter。

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