今年の5月に、私たちはHarmonyのオークションベースのステーキングメカニズムの初期設計を公開しました。それ以来、私たちはステーキング・アズ・ア・サービス（サービスとしてのステーキング）企業、個人のバリデーター、イーサリアムの創設者ヴィタリック氏など、さまざまな関係者からフィードバックや提案を受けてきました。私たちは、頻繁な入札による運用上の負担や、7 エポック (7 日間) 継続的に検証するという過度に高い要件など、これらのフィードバックを真摯に受け止めています。さらに、この設計には、(トークン) 委任をサポートする方法や、シャードベースのブロックチェーンでブロック報酬複合を実装する方法など、未解決の問題がいくつかあります。この記事では、PoS システムの設計思想について説明し、Harmony の最新の住宅ローン メカニズムを大々的に紹介します。有効な住宅ローンの証明副題

バリデーターの選び方

現在、ほとんどのPoSブロックチェーンは、ブロックの生成と検証の権限を持つ検証者のグループである「委員会」の概念を持っています（特定のブロックチェーンによっては、ブロック作成者、スーパーノードなどとも呼ばれます）。通常、委員会の議席数は限られています (例: EOS の場合は 21、Cosmos の場合は 100)。いわゆるバリデーター選挙の問題は、基本的に、誰が委員会の議席を獲得するかをどのようなメカニズムで決定するかということです。理論的には、これは現実世界で有限のリソースをどのように割り当てるかという経済問題に似ています。経済学では、有限なリソースを割り当てる方法には次のようなものがあります (ただし、これらに限定されません)。

1) 価格設定または入札による、つまり、最も高い価格で購入できることになります。

2) 社会規範に基づく、社会的地位や評判など。

3) 時間に応じた消費量、登録のために列に並ぶ、年功序列に応じて特典を配布するなど。

4) ランダム選択による、宝くじ、宝くじによる車の購入など。

実際、委員会でバリデータを選択する方法も同様の手段で解決されます。既存の PoS における一般的な方法をいくつか見てみましょう。

最初：ステーキングされたトークンの数に応じて(Cosmos、Polkadot): このモデルでは、最も高い賭け金を持つバリデーターが限られた数のシートを獲得します。これは現実世界での入札と非常に似ています。当社独自の入札設計もこれに該当します。

2 番目のタイプ:すべてのステーカーの中からランダムに選択します(イーサリアム 2.0、Tezos): このモデルには、潜在的なバリデーターがステークするための特定の最小要件があります。たとえば、イーサリアム 2.0 は最低 32 ETH を必要とし、Tezos は委員会にランダムに選ばれる資格を得るために 8,000 XTZ を必要とします。このモデルは基本的に、価格設定とランダムな選択の組み合わせです。

3 番目のタイプ:社会的評判と投票によって(EOS、Tron): EOS では、限られた 21 のブロックプロデューサーは、バリデーターがトークン所有者から得た投票数によって決定され、この社会的評判のような尺度はオフチェーンに存在する標準です。

時間時間たとえば、Peercoin では、コインの保有時間 (および保有コインの数とある程度のランダム性) を利用して、誰がブロックを生成する権利を持つかを決定します。

副題

ブロック報酬の配布方法

通常、正常に確認されたブロックごとに、PoS システムはバリデーターにブロック報酬を分配して、コンセンサスへの参加を促します。既存のほとんどの PoS ブロックチェーンでは、バリデーターはステーク量に比例したブロック報酬を受け取ります。この設計には「金持ちはさらに金持ちになる」という問題があり、最終的にはステークされたトークンが過度に集中することになります。たとえば、この記事の執筆時点で Cosmos に存在する 100 人のバリデータのうち、トップ 10 バリデーターステーキングされたトークンの 50% 以上を保持します。

この問題を軽減できるもう 1 つのオプションは、ステーキング量に関係なく、すべてのバリデーターに同じ量のブロック報酬を与えることです。これは、私たちが元の入札ベースのステーキング設計で思いついたアイデアでもあります (同様のアイデアは、 Polkadot のステーキング モデル NPoS)。より多くを賭けるステーカーは、より少ない賭けをするステーカーよりも収益率が低くなるため、均等な報酬を与えることで、バリデーターはステーキングされたトークンを均等に分配することを奨励します。それにもかかわらず、大規模なトークン所有者は、ステークしたトークンを分割することで、複数のステーカーとして PoS に参加することができます。したがって、「金持ちがさらに金持ちになる」という問題は完全に解決されたわけではなく、ある意味で緩和されただけです。

バリデーターに優しいステーキングエコノミーを構築するには、上で説明した設計要素に加えて、他のより現実的な要素も重要です。ブロック報酬の複利は、バリデーターが報酬を最大化するための重要な方法です。この点に関して、バリデーターが新しいブロック報酬を再度ステークに追加すると、それ以上の報酬は生成されないため、同じ報酬を提供する設計では複利をサポートできません。さらに、トークン委任のサポートは、一般のトークン所有者がバリデーターノードを実行することなくステークして報酬を獲得できるため、PoS ブロックチェーンの標準要件となっています。入札に基づく以前の予備的な住宅ローンメカニズムの設計は、トークンの委任には適していません。入札は不確実な動作であり、入札プロセス中に委任者のトークンが不適切または不十分に使用されることは避けられないためです。

Harmony のシャーディング システム設計には、特定の設計制約があります。各シャードの住宅ローン金額はシステム全体の N 分の 1 (N はシャードの数) であり、同等の条件を持つ多数のバリデータを含める必要があります。シャード内の大手プレーヤーの力を分散する権利 (ステークスの数) (詳細については、テクニカル ホワイト ペーパーを参照してください)。そうしないと、単一のシャードが、大量のステークコインを持つバリデーターによって簡単に攻撃される可能性があります (つまり、1% の攻撃)。

要約すると、私たちの設計目標は次のとおりです。

● バリデータ間でステークされたトークンの量は均等に分散される必要があります (ステークの集中を避けるため)。

● シンプルかつ詳細な委任メカニズムをサポート

副題

EPOS メカニズムは住宅ローンの集中化を防止します

ハーモニーの住宅ローン証明メカニズム EPoS (Effective Proof-of-Stake) は、効率的な住宅ローンメカニズムであり、住宅ローントークンの集中化を回避しながら、住宅ローン複利とトークン委任をサポートしており、多数の同等の権利を必要とする検証に適しています。シャーディングシステム。

検証者の選択

EPoS では、ステーカーのトークンのランキングに基づいてバリデーターを選択します。具体的には、各エポック (約 1 日) ごとに、上位 1600 人のステーカーは、限定された 1600 のバリデーター シート (4 シャード * 400 シート) を取得します。エポックが進化すると、新しい住宅ローンのランキングによって、次のエポックのバリデーターが誰になるかが決まります。

効果的な住宅ローンに基づいたブロック報酬

前述したように、住宅ローン比率に基づくブロック報酬メカニズムも、すべての人を平等に扱うブロック報酬メカニズムも、私たちの設計目標（住宅ローンの均等配分や住宅ローンの複利の問題を含む）を完全に満たすことはできません。 EPoS では、検証者のブロック報酬は、実際の住宅ローン額に応じて配分されるのではなく、その「実効住宅ローン額」の割合に応じて配分されます。実効住宅ローン額のコンセンサス定義は次のとおりです。 median_stake を使用して上位 1600 人のステーカーのステーク中央値を表し、actual_stake を各バリデーターが保持する実際のステークを表します。

ここで、c はプロトコル パラメータです (例: c = 0.15)。バリデーターの実効賭け金は、基本的に、上限しきい値 (1 + c) * median_stake と下限しきい値 (1-c) * median_stake によって制限された実際の賭け金です。

画像の説明

上位 1600 人のバリデーターの実際の住宅ローン金額曲線と有効住宅ローン金額

効果的なステーキングの導入により、高ランクのバリデーターはトークンをステーキングしすぎると実質的に経済的ペナルティを課せられますが、低ランクのバリデーターは追加の報酬を享受できます。効果的なステーキングはイコライザーとして機能し、バリデータ間でステーキングされたトークンのより均等な配分を推進し、集中化を回避します。

複利を達成するために、青と緑のゾーンのバリデーターは、同じバリデーター ノードでブロック報酬を繰り返しステーキングすることで直接複利を得ることができますが、黄色のゾーンのバリデーターは、新しいバリデーター ノードのブロック報酬を開始することによってのみ複利を取得できます。多数のトークンを保持するマイニング プールの場合、この設計は単一障害点を回避するために強制的に分散化されます。

さらに、EPoS は直感的で効率的なトークン委任をサポートできます。トークン所有者は、バリデーターの手数料率、稼働時間、ランキングでの位置に基づいて 1 つ以上のバリデーターにトークンを委任できます。バリデーターが設定した手数料を差し引いた後、ブロック報酬は委任されたトークンに比例して委任者に分配されます。委任者にとって、グリーンフィールドの検証者に委任することは経済的により高い利益を得ることができ、これにより、大量のトークンが主任検証者に委任されることを効果的に防止し、抵当権の集中化を回避することもできる。

EPoS のこれらの設計は、委任と住宅ローンの複利をサポートしながら、住宅ローンの分散化を回避するという設計目標を完全に実現しています。

担保削減メカニズム

二重署名の場合

●  少なくとも2%削減住宅ローントークン。同時スラッシュの数は、同時にスラッシュされるバリデーターの数に比例して増加します (例:バリデーターの 3 分の 1 が二重署名すると、スラッシュはそれぞれ 33% に増加します。）

● このスラッシュルールは、大世帯自体に対する以前の効果的な住宅ローンメカニズムの分散効果を補完するものであることに注目する価値があります。大世帯の複数の住宅ローン保有者ノードが同時に攻撃を開始した場合、それらの住宅ローントークンも大幅に削減されます。

オンラインではないノードの場合

● オフラインでは 3 時間ごとに、バリデーターの投票権が無効になります。漏れ25%, 漏洩とは、所有権を失うことなく一部のトークンが強制的に住宅ローンから取り除かれることを意味し、削減とは異なります。

● 連続 12 時間オフラインになると、検証者はすべての議決権を失うそして停滞へ。停止したバリデータには 0.1% のトークン スラッシュ ペナルティが課せられます。バリデーターが再びオンラインになると、その投票権が復元されます。

● 停止しているバリデーターについては、次のバリデーターの選出では考慮されません。彼らは送ることができる「参加リクエスト」トランザクションやっと

やっと

住宅ローンのメカニズムとインセンティブ モデルは、PoS ブロックチェーンの中核コンポーネントです。ある意味、それらはブロックチェーンプロトコルと同じくらい重要です。現在のPoSブロックチェーンのステーキングメカニズムやインセンティブモデルに関する情報は多くの場所に散在しており、これらのシステムの違いや詳細を明確に理解することは困難です。これに関連して、いくつかの主流の PoS プロジェクトのステーキングとインセンティブ メカニズムの比較表をまとめました。これには、Harmony のステーキング ワークフローの詳細も含まれています。

最後に、メインネットの前に EPoS メカニズムを試したいステーキングバリデーターの皆さん、Harmony テストネット上のインセンティブモデルを備えたゲームである Pangea ゲームへようこそ。 Pangea で提出されたフィードバックは、EPoS の設計をさらに最適化し、メインネットの準備に役立ちます。