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波卡官方发文:波卡中的提名和验证人选择

2025-01-04

本文作者:Jonas Gehrlein,Web3 基金会研究科学家。本文发布于波卡官网,由 PolkaWorld 翻译。

背景介绍

Polkadot 网络及其狂野的表哥 Kusama 都是去中心化的系统,由无法被单个实体控制的大量服务器(即节点)来运行。这种无需许可的设计,与谷歌和 Facebook 等中心化系统相比,提供了更多的自由和包容性。中心化系统的可信度基于其权威,而去中心化系统则从严格的经济激励计划中获得安全性。作为去中心化系统概念的一个卓越变体,权益证明(PoS)网络出现了。这些要求参与共识的节点(通常称为验证人)将货币资源置于风险之中,来作为安全保证金。

一个关键问题是,这样的网络如何确定谁可以充当验证人。Polkadot 和 Kusama 中使用提名权益证明协议(NPoS),根据支持他们的提名权益总额来计算是否进入活跃的验证人集。这包括验证人自己的抵押和支持他们的其他代币持有者(提名人)的抵押。具体而言,该协议将所有提名人和验证人的抵押分配到固定数量的抵押池(每个验证人一个),以便抵押池的大小尽可能均匀分布。与其他权益证明系统相比,这种先进的机制保证了少数群体偏好的比例代表[1],从而提高了公平性并进一步使流程民主化。这也使网络用户能够参与验证人的定期选举,从而对活跃验证人集产生直接影响。

该选举算法的补充部分是经济激励计划,它奖励正确、诚实地遵循协议的验证人,并惩罚恶意(或疏忽)行为。为了激励提名人只选择合适且值得信赖的验证人,他们与验证人承担相同的结果。这意味着他们会因验证人的良好行为而获得奖励,并因不良行为而被罚款(“Slash”)。这些关键概念确保,通过群众和市场力量的智慧,提名人通过管理活跃验证人集来为保护网络做出贡献。因此,提名人的投票可以被视为对各自验证人可信度的肯定。从长远来看,有能力、值得信赖和诚实的验证人将保持活跃,而不合适的验证人将失去支持并最终被从活跃集中删除。

提名和验证人选择是用户与协议交互的关键部分。这篇文章介绍了提名的背景信息以及选择验证人时要考虑的事项。目的是提供一个关于与验证人建立和维护信任关系的观点,并说明提名人在选择合适的验证人时面临的一些权衡取舍。

提名意味着信任

Staking(质押)奖励不是白拿的。奖励在某种程度上是一种补偿,一部分是补偿提名人在研究可选验证人(包括活跃和非活跃验证人)、做出知情的多样化选择方面所付出的努力。理想情况下,此选择将包括最大数量的可选验证人。这对网络的去中心化具有积极影响,并确保提名人有最大的机会至少有一个被提名的验证人处于活跃状态。这确保了提名人将不断获得 Staking 奖励。

提名人奖励的另一部分,是补偿其锁定代币来维护系统安全,这意味着要承担被 Slash 的风险。这类似于经济学中高效系统的基本原则之一:风险和收益并存。在本质上:

提名行为可以被描述为充分信任验证人,以至于提名人愿意将币质押给验证人,期待这些验证人会为他们的利益行事。

但提名人的利益究竟是什么?他们应该期待验证人作出哪些行为或满足哪些标准?首先,提名人必须期望他们选择的验证人按照网络规则行事。违反这些规则的恶意行为,包括恶意的验证人(或验证人的联盟)运行修改后的软件以试图双花或创建竞争性分叉。

其次,提名人必须期望验证人有足够的能力来维护硬件和运行基础设施,防止停机和意外的重复签名情况,从而保证可用性和持续的出块。第三,提名人必须期望他们的验证人重视他们的默示同意,即不会不经告知就大幅增加佣金,并且应该经常支付累积的奖励。

建立信任

在确定提名人应该从验证人那里期望什么行为或标准之后,重要的是仔细看看上面定义的 “信任” 部分并发问:如何建立和维护这种信任?提名人可以通过多种方式获得对验证人的信任,因此,验证人可以表明他们的可信度。

基于沟通的信任

提名人和验证人之间的透明沟通和积极参与,在两者之间的信任关系中发挥着重要作用。一个很好的起点是链上身份,如果验证人设置了链上身份,它可以显示更详细的信息,例如网站、社交媒体群组,并且可以成为一个很好的联系点。这使提名人能够积极与他们的验证人互动、提出问题并查看他们的愿景和价值观是否一致。

理想情况下,验证人可以通过与社区沟通,分享有关其运营和基础设施的信息来表明其能力。例如,提名人可以通过节点托管位置、采取的安全流程等信息,来比较不同的验证人并做出明智的提名。最终,在验证人和他们(未来的)提名人之间举办(线下或线上)聚会和活动是建立长期关系的理想目标。

基于信誉的信任

另一个信任来源可以是良好的整体声誉。一方面,这可以包括验证人作为活跃社区成员的链下行为,通过改进代码库、提供教育资源和积极帮助社区渠道中的提名人为生态系统做出贡献。此外,一些实体在多个 PoS 区块链上运行其验证服务,这可以进一步提高其可信度。

另一方面,一些链上行为的历史指标,例如持续验证而未被 Slash、接近平均出块时间(era-points)、佣金变化不大、可靠的正常运行时间等都有助于验证人的良好声誉。然而,在所有需要研究的必要标准中,历史指标可能是最难追踪,需要付出最多努力的。

基于经济的信任

即使对验证人的身份或历史行为了解不多,也有可能观察到一些可信的经济信号。一个重要的指标是验证人以自抵押的形式进行的自我提名。该指标表明验证人与其他提名人一样,对自己的成功进行了同样昂贵的赌注。另外,自抵押的资金只能用于自我提名,所以如果验证人未入选的话就等于浪费了资金,这也放大了自抵押的参考价值(这一点对于等待中的验证人来说尤其如此)。

通过自我选举,验证人会面临与其提名人相同的 Slash 风险,这增加了其正确行事的动机。从博弈论的角度来看,与沟通(必须考虑到光说不练的情况[2])等其他因素相比,自抵押是一个代价高昂的信号,毫无疑问,验证人真正投入了切身利益。与此相关的是,其他提名人的整体支持(即总抵押减去自抵押)可以被视为对验证人的总体信任度的衡量标准。然而,由羊群效应和信息瀑布(information cascades)引起的潜在有害影响仍然需要每个提名人进行研究。

另一个有价值的经济组成部分是佣金,即验证人对提名人的奖励收取的服务费。有趣的是,观察发现具有较高佣金的活跃验证人可以提高他们的可信度,因为这意味着尽管他们可能提供较低的奖励,但他们仍然具有足够的竞争力进入活跃集。此外,在所有其他条件相同的情况下,佣金较高的验证人投入了更多的切身利益,因为如果他们行为不当,他们可能放弃的收入会更高。

这些经验法则彼此之间并不是完全分开的,并且在许多情况下可能会重叠。理想情况下,提名人应在不同的信任指标之间取得良好平衡,并根据个人喜好和经验对其进行权衡。

验证人的选择

现在我们知道提名人应该期望他们的验证人有什么行为,以及如何建立信任关系,最后一步是询问如何做出好的验证人选择。遗憾的是,并没有一个放之四海皆准的建议。如上所述,验证人可以具有多种特征,均以不同程度的链上变量和/或链下行为表示。一般情况下很难达到 “完美平衡”,尤其是无法适用于每一个人,因为个人喜好不同。因此: