N-POS权益证明简析（Nominated Proof-of-Stake）

Validators and nominators

A couple of times per day, the system elects a group of entities called validators, who in the next few hours will play a key role in highly sensitive protocols such as block production and the GRANDPA finality gadget. Their job is demanding as they need to run costly operations, ensure high communication responsiveness, and build a long-term reputation of reliability. They also must stake their DOTs, Polkadot’s native token, as a guarantee of good behavior, and this stake gets slashed whenever they deviate from their protocol. In contrast, they get paid well when they play by the rules. Any node that is up to the task can publicly offer itself as a validator candidate. However, for operational reasons only a limited number of validators can be elected, expected to be hundreds or thousands.

• NPoS比POW更高效，同时比标准的PoS速度更快，它允许几乎所有DOT持有者持续参与，从而保持高水平的安全性，同时保持验证人的数量有限，因此所有必要的网络操作都是有效的。

• 选举的过程

  
  
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• NPoS选举

  
  
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上图为简化版，提名人有不同的权益及其支持的验证人，验证人没有自己的抵押权益（真实情况验证人也会有自己的抵押权益）

假设要选择出4个验证人，总的dots数量为40，除以4为10，则前两名提名人的权益大于10，则能保证提名一位验证人。

• 下图为三种可能的提名情况，第一个是不公平的，后两个为公平的。

  
  
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安全。如果一个提名人选出两个或多个可信任的验证人，我们需要在其中分配她的股份，以便验证人的支持尽可能平衡。回想一下，我们希望让对手池尽可能地让选择的验证人变得困难，并且只有获得足够高的支持才能实现这一目标。因此，我们将选举结果的安全级别等同于任何当选验证人的最低支持量。对于具有公平代表性的最后两个选举结果，我们提供股权分配，表明他们分别达到6和9的安全级别。（所谓的安全级别就是验证人所持有的最小权益）
尽量让权益分配的均匀，是最主要的原则

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NPoS选举过程的目标是提供一种能够实现公平代表性和尽可能高的安全级别的结果。这就产生了一个相当具有挑战性的优化问题（它是NP完全的），为此我们开发了快速近似启发式算法，对安全性和可扩展性有很强的保证。

我们对Polkadot提出的技术发展感到兴奋，并且NPoS和区块链领域正在开发的其他高效方案实现了这些可能性。