これは、Polkadot コンセンサスに関するシリーズのパート 4 です。概要についてはパート 1、GRANDPA についてはパート 2、BABE についてはパート 3 を参照してください。
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選挙サイクル
バリデーターがブロックの 3 分の 2 以上の一致を知るためには、GRANDPA はバリデーターが合計で何人あるかを知る必要があります。チェーンのガバナンス プロセスによってその数が設定されます (変更することもできます) が、目標は、Polkadot で BABE と GRANDPA を実行する少なくとも 1,000 人のバリデーターを持つことです。
セットに含まれるバリデーターの数がわかったら、選挙を行って誰がバリデーターになるかを決定します。
BABE が時間をサイクル サイクルに分割するのと同じように、GRANDPA も時間をサイクルに分割します。各サイクルの終わりに、過去のサイクルが報われ、次のサイクルの選挙が行われます。サイクルスケジュールは約 24 時間です。
Polkadot は、Nominated Proof-of-Stake (NPoS) を使用してバリデーターを選択し、選出には Phragmen の方法を使用します。導入セクションでは、プルーフ オブ ステーク ネットワークのセキュリティについて、バリュー アット リスクに関連して説明します。ユーザーは、ステーキングと呼ばれる資金をロックすることで、ネットワークのセキュリティに参加する意図を示します。
バリデーターの数には制限がありますが、ステーキングを通じてネットワークのセキュリティに参加できる人の数は制限されていません。バリデーターでない場合でも、指名することで参加できます。推薦者はトークンを賭けて、それらを代表する 16 人の信頼できるバリデーターを選択します。推薦者は、サポートするバリデーターからの報酬を享受でき、また、それに応じて罰せられます。
Polkadot の機能的な目標は、均等にステークされたバリデーター セットを形成することです。報酬は株式ではなくパフォーマンスに基づいて支払われるため、推薦者はいくつかの小規模なバリデーターをサポートすると、より高い収益率を得る可能性があります。
賞
賞
人々がネットワーク上でバリデーターを実行する主な動機は報酬です。セクション 2 と 3 で説明したように、バリデーターは BABE プロトコルと GRANDPA プロトコルを実行して、Polkadot ブロックチェーンを作成して完成させます。
他のプルーフ・オブ・ステークプロトコルとは異なり、Polkadot は各バリデーターのデポジットではなく、バリデーターの行動に基づいて報酬を決定します。バリデーターは、アクティビティに基づいてポイントを蓄積します。ポイントは主に、有効性の主張と生成に基づいて通常のチェーンで割り当てられます。通常のチェーンで終了しないブロックに対して発行されるクレジットもあります。
全員が期間内の合計ポイント数を明確にすると、期間終了後にのみ対応するトークンの価値に変換できます。サイクル内の報酬の配分は、サイクル ポイントの合計における検証者が所有するポイントの割合に基づきます。その後、報酬は各バリデーターの推薦者に分配されます。
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規律と罰
報酬はステークする理由を提供しますが、ネットワークプロトコルはステーカーがルールに従うことを保証する必要があります。トークンのスラッシュは、プロトコルに従わないことに対するペナルティです。攻撃を防ぐために、ネットワークのセキュリティでは、攻撃の試みに対するペナルティを非常に大きくする必要があります。
違反行為は、あからさまな怠慢からあからさまな欺瞞まで多岐にわたります。バリデーターの最も基本的な要件は、オンラインで利用できることです。バリデーターは、ブロックを作成したり、ネットワークに感情的なメッセージを送信したりすることで、その正当性を証明します。どのシステムも合理的な範囲内で定期的なダウンタイムを経験するため、オフラインになったためにペナルティを受ける可能性は非常に低いです。
ただし、バリデーターがインフラストラクチャ構成に適切な注意を払っている限り、ダウンタイムはまれなイベントであり、ペナルティは小さく、回復は簡単です。
より重大な違反は曖昧であるとみなされます。 BABE と GRANDPA の両方で曖昧な状況が発生する可能性があります。 BABE では、あいまいさにより同じスロットに 2 つのチャンクが生成されます。
GRANDPA では、同じラウンド内の 2 つの競合するチェーンに対して事前投票または事前配信メッセージが送信されます。曖昧さがあると、多くの場合、厳しいペナルティが伴います。あいまいな検証ツールが多すぎると、単一の正規チェーンを選択することができなくなります。
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スーパーリニアカット
お気づきかもしれませんが、報酬は 1 つのバリデーターのステーク数に関連付けられていないため、2 つのバリデーターを実行するのに十分なトークンがある場合、報酬も 2 倍になる可能性があります。
この行動は奨励されるべきです。私たちは、単一のエンティティ (多数のトークン所有者またはサービスプロバイダーとして) が複数のバリデーターを実行することを想定しています。 Polkadot は、特定の事業体が多額の株式を取得し、バリデーターを実行することを阻止することはできません。単一のエンティティが過剰な力を得るのを防ぐために、Polkadot ではダメージを与えようとするときにステークを増やすことができます。
ポルカドットはスーパーリニアな斬撃機構を採用。実質的に犯罪的なバリデーターの数が増加するにつれて、トークンスラッシュの割合も増加します。単一のバリデータがあいまいな場合は、インフラストラクチャの設定が不十分であることが原因である可能性があります。しかし、ラウンド内でバリデーターの 30% があいまいな場合、それは組織的な攻撃である可能性が高く、ペナルティが増加します。
曖昧なバリデータが増えるにつれて、罰則は徐々に厳しくなります。バリデーターの 33% 以上があいまいな場合 (ネットワークをダウンさせるイベント)、違反者には 100% までのトークンによるペナルティが課せられます。
共有セキュリティ
共有セキュリティ
プルーフ・オブ・ステーク ネットワークのセキュリティは経済学に基づいており、世界には有限の経済価値があるため、世界のセキュリティも有限です。シングルチェーンのスケーリング問題によりブロックチェーンの数が増加すると、その経済的価値と安全性が複数のチェーンに分散され、各チェーンの価値がさらに分散されます。
イーサリアム仮想マシンなどの共有実行環境で実行されるスマート コントラクトは、トラストレスに対話できます。 Polkadot では、論理インターフェイスがブロックチェーン内の単一の実行環境からブロックチェーン自体のロジックに移動されます。
ただし、信頼の境界を越えてチェーンを相互作用させる方法を考えるとき、信頼は同じ環境での実行からは得られないことを認識する必要があります。信頼は、同じ経済的および国家的移行保証の下で運営されることから生まれます。
Polkadot は、情報対話チェーンにはそれ自体と同じセキュリティ保証があることを十分に理解しながら、チェーン間の対話を共有するためのセキュリティ モデルを導入します。
ブリッジベースのソリューション (各チェーンが独自のセキュリティを処理する) では、受信者は送信者を信頼する必要があります。 Polkadot のセキュリティ モデルは、メッセージ送信チェーン自体のセキュリティ ステータスを確認することなく、クロスチェーン メッセージングに必要なセキュリティ保証を提供します。
リレー チェーン ブロックには主にパラチェーンからの有効性証明が含まれています。つまり、リレー チェーンがパラチェーンの状態遷移を検証すると、リレー チェーンとパラチェーンの両方の状態が固定されていることを示します。パラチェーンのブロックを復元するには、攻撃者は個々のパラチェーンの追加やレースの保護など、Polkadot システム全体を復元する必要があります。
このシステムは、リレーチェーンでセキュリティを共有することにより、パラチェーンが独自のセキュリティと検証者グループのセキュリティを提供することさえ必要としません。 Polkadot のリレー チェーンは、Polkadot エコシステム内のチェーンがアプリケーションのロジックの拡張に集中できるように、この経済的保証を提供します。
Polkadot のコンセンサスと経済学の詳細については、Polkadot Wiki を参照してください。
