POLK:技术指南 | 波卡的 NPoS 机制是如何运作的？_ADO

本文来源：PolkaWorld

作者：AlfonsoCevallos??

Polkadot区块链将实施

提名权益证明（

NPoS）机制，这是一种相对较新的方案，用于选择参与共识协议的验证节点。在这篇文章中，我们会对NPoS做一个介绍，并对Web3基金会的研究做一个回顾。我们还解释了验证节点被选中的特殊方式。那么NPoS在波卡中是如何运作的呢？

验证人和提名人

每天有几次，系统会选择出一组被成为

验证人的实体，他们在接下来的几个小时内，将在高度敏感的协议中扮演关键角色，比如区块的生产和最终验证。他们的工作要求很高，因为他们需要运行成本高昂的操作，确保高通信响应能力，并建立长期的可靠性声誉。他们还必须将自己的DOTs进行质押作为良好行为的保证，当他们偏离协议时，这个质押就会被惩罚掉。相反，当他们按规则行事时，他们会得到奖励。任何完成任务的节点都可以公开地成为候选的验证节点。但是，由于操作上的原因，最终只能选择有限的验证人，我们预计是数百或数千个。

声音 | 彭博社：技术指标显示以太坊处于2019年5月以来最超买水平:彭博社发文称，根据衡量连续收盘价涨跌的GTI全球实力指标，以太坊处于自2019年5月以来的最超买水平。此外，以太坊今年以来的涨幅，也推动彭博银河加密指数进入超买区间。该指数追踪一些规模较大的数字资产，以太坊占指数的近30%。[2020/2/14]

该系统还鼓励任何DOT持有人作为提名人进行参与。提名人公布了一份他信任的候选人名单，并把一定数量的DOT进行质押来支持他们。如果这些候选人中的一些人被选为验证人，他将按根据质押的数量占比来得到相应的利益回报。与验证人不同的是，提名人没有数量的限制。只要提名人去选择，并且只支持具有良好安全实践的候选验证人，那他的风险就很低，并且有持续的收入来源。Polkadot网络中还有其他一些特殊的角色，但我们只关注这两个角色之间的关系。

声音 | Rekt Capital：重要技术指标显示，数种山寨币或迎来强势逆转行情:加密货币交易员Rekt Capital发推称，尽管我并不特别看好山寨币，但我发现，目前有少数几种山寨币在200指数移动均线（200 EMA）下方徘徊。200 EMA是投资者情绪的一个长期指标，这意味着一些山寨币可能处于强势逆转的边缘。注：200 EMA是很好的衡量投资者对某种资产的情绪指标。因此，如果一种资产价格高于该指数移动，可能意味着牛市已经开始。（BeInCrypto）[2019/11/3]

NPoS机制

这种提名人-验证人的设计有非常强大的安全保证。它允许系统选择总质押较大的验证节点，并淘汰质押总数比较低的候选人。事实上，在任何一个特定的时刻，我们都希望有比较大的一部分DOT被质押在NPoS中。这会使敌对的一些群体很难成为验证节点，攻击系统的成本也很高。

动态 | IBM区块链高级技术人员当选Hyperledger技术指导委员会主席:随着IBM在Hyperledger技术指导委员会（TSC）的席位增加引发争议，该委员会又选定另一名IBM官员担任其主席。据报道，IBM区块链和Web开放技术的高级技术人员Arnaud Le Hors将接替英特尔首席工程师Dan Middelton担任主席。（coindesk）[2019/9/12]

我们的NPoS方案比工作证明机制的效率高得多，比权益证明机制的速度快得多：它允许几乎所有持有DOT的参与者持续参与，从而保持高水平的安全性，同时限制验证节点的数量，因此所有基本的网络操作都是高效的。

竞选过程

声音 | 彭博社：技术指标显示比特币或将迎来大幅上涨:据彭博社报道，在过去两天的价格上涨之后，比特币已经突破了其Vera band的上限。这表明，随着比特币继续在这一上限上方交易，其价格或将迎来大幅上涨。据悉，Vera band是用来识别上行或下行趋势的一种指标。[2019/7/10]

有了提名人的投票，如何选出验证人呢？与其他基于PoS的，根据验证人的质押数量来衡量投票比重的项目不同，Polkadot在共识协议中给被选出的验证人同等的投票权。为了反映这一事实，提名人的股份应尽可能平均地分配给被选出的验证人，同时仍尊重提名人的偏好。在Web3基金会的研究团队中，我们使用了从选举理论到博弈论再到离散优化等工具，开发了一个高效的选举过程，且具有公平代表性和安全性，并且将来可以应用于使用NPoS的任何区块链。下面我们将结合一些例子来探讨这些观点。

美国联邦政府和民间部门联合发布区块链技术指引: 美国联邦政府和民间部门的官员们联合发布指引，以指导政府和承包商如何采用区块链技术来改善运营。[2018/4/4]

公平代表性。19世纪末，瑞典数学家LarsEdvardPhragmén提出了一种选举瑞典议会议员的方法。他注意到，当时的选举方法倾向于把所有席位都给最受欢迎的政党；相反，他的新方法确保分配给每一政党的席位数量与给它们的选票成比例，因此它给予了少数族裔更多的代表权。通过他的方法得到的属性在形式上被称为比例合理代表制，并且非常适合NPoS选举，因为它确保任何节点池既不被选出的验证人过度代表，也不被选出的验证人过低代表，而是与它们的质押成比例的。我们的启发建立在Phragmén的想法之上，并确保每次选举都具有这种性质。

这个例子代表了一个典型的选举过程，左边的提名人有不同数量的stake，并且通过线连接到右边那些他们信任的候选验证人。假设我们需要选择n=4个验证人，公平代表性的属性大致可以转化为一条规则，即任何持有总股份至少1/n的提名人都保证至少有一个他们信任的验证人当选。由于总stake是40个DOT，其中四分之一是10个DOT，前两个提名人保证由一个验证人代表。在下面的图片中，我们看到了三个可能的选举结果：一个违反了公平代表性，两个实现了公平代表性。

安全性。如果提名人得到两个或多个其信任的验证人被选，我们需要在他们之间分配提名人的股份，这样验证人的支持就尽可能平衡。回想一下，我们希望尽可能让对手池难以获得一个验证人，他们只有得到足够高的支持才能做到这一点。因此，我们将选举结果的安全级别等同于被选验证人的最小支持数量。对于最后两个具有公平代表性的选举结果，我们提供了stake分配，结果表明它们分别达到了6和9的安全级别。

右边的选举结果达到了更高的安全级别，显然在将提名人的股份平均分给验证人的方面做得更好。因此，NPoS选举过程的目标是提供一个达到公平代表性和尽可能高的安全水平的结果。这就产生了一个相当具有挑战性的优化问题，为此我们开发了在安全性和可扩展性上有很强保证的快速近似启发式算法。

我们对Polkadot提出的技术发展，以及在区块链领域开发的NPoS和其他高效方案所带来的可能性感到兴奋。你可以在Web3基金会研究页面和Polkadotwiki上了解更多信息。要了解Polkadot的发展，请在Twitter上关注Polkadot并加入newsletter。

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原文：https://medium.com/web3foundation/how-nominated-proof-of-stake-will-work-in-polkadot-377d70c6bd43

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