NPoS
Nominierter Proof-Of-Stake
Einführung in NPoS
Nominierter Proof-Of-Stake wurde entwickelt, um Inklusivität mit Zufälligkeit in Einklang zu bringen.Es ist ein Modell, das vom traditionellen POS-Konsensmechanismus mit Optimierung der Abhängigkeiten von Netzwerkknoten, gewichteten Präferenzen für die Auswahl von Validatoren und der Trennung von Blockproduktion und -fertigstellung abgeleitet ist.
Das zentrale Prinzip von NPOs besteht darin, die gerechte Verteilung des Einflusses auf das Netzwerk zu maximieren. Es verwendet ein Kontrollsystem (Nominatoren und Validatoren), um die betriebliche Integrität zu gewährleisten, Anreize für die Ausrichtung von Nominierungen auf Validatoren mit niedrigerer Kapitalisierung zu schaffen und eine Überkonzentration des Kapitals zu verhindern.
Herkömmliche Kassensysteme isolieren Rollen und zwingen Benutzer, vollständige Knoten zu werden. Ursprünglich war es als reinste Methode gedacht, die Vision der Dezentralisierung zu verwirklichen, ohne sich mit den Nuancen in Proof-of-Work-Systemen auseinanderzusetzen. Wie empirische Daten bei vielen inzwischen nicht mehr existierenden alternativen POS-Projekten gezeigt haben, ist reiner POS jedoch im großen Stil nicht nachhaltig. Mit der Erweiterung der Gruppe von Beteiligungsknoten wächst auch der kommunikative Aufwand für die Verbreitung von Nachrichten im gesamten Netzwerk (und damit auch die Rechenressourcen). Da für jeden +1 Knoten, der beitritt, er sich mit all seinen Nachbarn synchronisieren und kommunizieren muss, erhöht die beschleunigte Wachstumsrate die Schwierigkeit exponentiell. Mit jeder Verdoppelung der Anzahl der Knoten vervierfacht sich die Anzahl der Verbindungen.
Szenario Vier (4) Maschinen in einem Netzwerk, A, B, C und D. Jede Maschine ist mit den anderen verbunden und stellt insgesamt 16 Kanäle her. Wenn ein neuer Knoten beitritt (4 + 1), springt die Anzahl der Verbindungen von 16 auf 25. Bei einer anderen Maschine springt diese Zahl auf 36 zurück; wenn es 8 Maschinen gibt, gibt es 84 Verbindungen.
Über die Zunahme der Komplexität von N=O²-Verbindungen hinaus nimmt die Komplexität der Nachrichtenübermittlung nicht quantifizierbar zu.
Szenario Wenn Maschine A eine Nachricht empfängt, sendet sie diese sofort an die anderen 3. Unter der Annahme, dass D geografisch weit entfernt ist, benötigt er 700 Millisekunden, um eine Nachricht von A zu empfangen. Aber Maschine C ist in der Nähe von A und es dauert nur 200 Millisekunden, um dieselbe Nachricht zu empfangen. Wenn C die Nachricht empfängt und feststellt, dass D nicht geantwortet hat, wird er diese Nachricht erneut an D weiterleiten. Wenn D beide Nachrichten empfängt, muss er auf beide Server antworten, was eine zusätzliche Kommunikationsrunde einleitet. Jetzt gehen wir weiter davon aus, dass die Maschine offline sein könnte, weil B auf niemanden geantwortet hat, was dazu führt, dass jeder der anderen ihm einen Aktivierungs-Ping sendet.
Wenn 1 Nachricht durchlaufen werden muss (Anzahl der Knoten * Anzahl der Kommunikationskanäle * # Nachrichtenrunden); dann wird jeder zusätzliche Knoten zu einem Engpass in der Netzwerkleistung/-effizienz.
NPOs adressieren das Problem der kommunikativen Überlastung auf zwei Arten.
Erstens unterscheidet es zwischen Kandidatenvalidatoren und aktiven Validatoren; regelmäßige Neuanordnung der Validatorsätze und zufällige Zuweisung von Rollen.
Zweitens wird durch die Festlegung von Grenzen für die Gesamtzahl der Validatoren und die Verteilung der Stimmrechte durch die Nominatoren die absolute Anzahl der aktiven Maschinen begrenzt und die kommunikative Überlastung deterministisch definiert.
Akteuren
Um ein wichtiger Akteur im Netzwerk zu werden und am Konsens teilzunehmen, müssen Benutzer ihre digitalen Assets ($ ATLA) im Protokoll sperren / binden. Damit signalisieren sie ihr Engagement für die Verteidigung der Interessen des Netzwerks. Ihre Beiträge bieten eine größere wirtschaftliche Sicherheit und wirken sich positiv auf die Angebotsdynamik aus, so dass sie wiederum eine von zwei Rollen erhalten: einen Nominator oder einen Validator.
Nominatoren sind passive Teilnehmer, die die Validatoren auswählen und einen Anteil an den Belohnungen erhalten, die ihre ausgewählten Validatoren erhalten. Mehr zu den Nominierten hier.
Validatoren sind anspruchsvolle Betreiber, die nicht nur einen erheblichen Betrag an $ ATLA als Sicherheit beisteuern, sondern auch dedizierte Maschinen hosten, auf denen spezielle Software ausgeführt wird. Validatoren sammeln Transaktionen, packen sie in Blöcke, validieren diese Blöcke erneut und fügen sie der Kette hinzu (Aktualisierung des Netzwerkstatus). Weitere Informationen zu den Validatoren finden Sie hier.
Trennung der Blockkonstruktion
Da es zum Wachstum einer Blockchain gehört, muss es einen Blockbuilding-Mechanismus geben, um die Kette zu erweitern und auf den neuesten Stand zu bringen. Wie oben im Abschnitt "Akteuren" kurz erwähnt, drücken NPOs ihre Neigung zur maximalen Dezentralisierung aus, indem sie die Rolle der Blockproduktion in zwei Teile aufteilen. Blockproduktion und Blockvervollständigung. Durch die Aufteilung der Erstellung von Blöcken und ihrer Vervollständigung schützt ein System von Checks and Balances, das Validatoren ein höheres Maß an Verantwortung auferlegt, das System zusätzlich vor Subversion.
Die Blockproduktion wird über das BABE-Protokoll abgewickelt.
Die Blockvervollständigung wird vom GRANDPA-Protokoll gehandhabt.
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