ノミネートプルーフオブステークとは何ですか？

Nominated Proof of Stake (NPoS)は、従来のPoS（プルーフオブステーク）コンセンサスメカニズムのバリエーションです。NPoSでは、保有しているステークが大きいほど選ばれる確率が高くなる検証可能なランダム関数を使用してバリデーターが選出されます。選出されたバリデーターは、ランダムな順序でブロックを生成するために交代で行動します。このアプローチは、Ouroboros PraosやBABEなどのブロックチェーンプロトコルによって採用されており、分散化と効率をバランスよく保ちながらネットワークのセキュリティを確保しています。

ノミネートプルーフオブステーク(NPoS)はどのように機能しますか？

ノミネートプルーフオブステーク(NPoS)は、委員会が選出され、ブロックチェーンのためにブロックを生成するために選出される機制です。バリデータは、保有しているステークに基づいて選ばれ、より多く保有している者が選出される可能性が高くなります。選出されると、これらのバリデータはランダムな順序でブロックを生成および検証します。

バリデーターの選挙

NPoSでは、検証者は検証可能なランダム関数を使用して選出されます。つまり、プロセスはランダムである一方、他の人は公平性を確認するためにそれをまだ検証できます。選出される検証者の確率は、彼らが保有するステークの量とともに増加します。

バリデーターの役割

選出されると、検証者はブロックチェーン上で新しいブロックを生成および検証する責任があります。彼らはランダムなシーケンスで交代しながら、単一の検証者がブロック生成プロセスに不当な影響力や制御を持たないようにします。

ステークベースの選択

バリデータが保有するステークの量は、NPoSにおいて重要な役割を果たします。より多くのステークを持つ人ほど、バリデータに選出される可能性が高くなります。このステークに基づく選択は、ネットワークへの重要な投資を持つ人々が、その最善の利益のために行動する可能性が高いことを保証します。

ランダムブロック生産

バリデータがブロックを生成する順序はランダム化されており、1人のバリデータがあまりにも多くの権力や影響力を持つのを防ぎます。これにより、ブロック生成の責任が公平に分配され、悪意のある活動の可能性が低くなります。

セキュリティ対策

NPoSはさまざまな攻撃に対して安全であるよう設計されています。バリデータが大きなステークを持つことを要求することで、攻撃者が十分なステークを取得して攻撃を行うことがコストがかかります。さらに、ランダム化されたブロックの生成は、単一のエンティティがネットワークを制御する可能性をさらに低減します。

NPoSとDPoSの違い

NPoSとDPoSの両方のコンセンサスメカニズムでは、検証プロセスは2つの異なるネットワーク参加者を中心に展開されます：1つは他の参加者を選出する権限を持っています。DPoSでは、これらの参加者は「委任者」と呼ばれ、NPoSでは「ノミネーター」と呼ばれています。

両者の間の重要な違いは、責任システムにあります。NPoSでは、ノミネーターとバリデーターの両方が担保としてステークを提供する必要があり、両者が悪意のある行為に対してペナルティまたは「スラッシング」を受ける可能性があることを意味します。一方、DPoSでは、バリデーターだけが責任を負い、違反行為に対して結果を迎えます。したがって、DPoSフレームワークでは、委任者は選択したバリデーターの悪意のある行為に影響を受けません。

ノミネートプルーフオブステークのメカニズム

ノミネートプルーフオブステーク（NPoS）は、コミュニティの参加を重視するコンセンサスメカニズムです。このシステムでは、ノミネーターとして知られるトークン保有者が、ネットワークに利益をもたらすと信じるバリデータを選ぶ責任を持ちます。このアプローチにより、ネットワークの分散化が強化され、誰もがその成功に利害関係を持つことが保証されます。

選ばれた検証者は、重要な役割を果たします。彼らは取引を検証し、その正当性を保証し、それらをブロックチェーンに組み込みます。彼らの役割は、ブロックチェーンを悪意のある活動から守る上で不可欠です。

NPoSのユニークな側面はその選択性です。選ばれたバリデータのみがブロックチェーンに新しいブロックを追加する権限を持っています。この方法はプロセスをより効率的にするだけでなく、バリデータが自分たちの役割の重要性を認識することを保証します。

ステークホルダー参加

ノミネートプルーフオブステーク(NPoS)は、ブロックチェーンコンセンサスへの新しいアプローチを提供します。このシステムでは、他のメカニズムではしばしば受動的なトークン保有者が、ノミネーターとして活発に参加します。これらのノミネーターは、トランザクションを検証し新しいブロックを作成するバリデータを選択する責任があります。

NPoS内で、トークン保有者の役割が進化します。彼らは、バリデータのセットを形作る権限を持つノミネーターとなります。選択はトークンの数だけでなく、バリデータの信頼性や能力にも基づいています。

ノミネーターはネットワークの安定性とセキュリティに欠かせない存在です。彼らはトークンをステーキングしてバリデーターを支持し、ネットワークの整合性を確保しています。重要な役割とリスクを引き受けることに対する報酬として、ノミネーターはバリデーターが稼いだ報酬の一部を受け取ります。

NPoSメカニズムは、活発で参加型のコミュニティの重要性を強調しています。 トークン保有者は、単なる投資家から貢献者に移行し、ネットワークの方向性や健全性に影響を与えます。 この参加は、説明責任と協力の文化を育むものです。

ノミネートプルーフオブステークの主な特徴

委員会ベースのシステム

NPoS、または「委員会ベース」は、バリデータの委員会を選出することを含みます。選出プロセスでは検証可能なランダム関数が使用され、より多くのステークを持つ者ほど選出される可能性が高くなります。

ランダムブロック生産

NPoSシステムのバリデータはランダムにブロックを生成する順番を決めます。これにより、バリデータ間でブロック生成の機会が公平に分配されます。

プロトコルによる利用

NPoSは、Ouroboros PraosやBABEなどの特定のブロックチェーンプロトコルによって実装されています。これらのプロトコルは、コンセンサスを実現し、ブロックチェーンの整合性を維持するためにNPoSメカニズムを活用しています。

NPoSの利点

強化されたセキュリティと民主的原則

NPoSは、セキュリティと民主的代表性の両方を重視しています。従来のPoSとは異なり、NPoSはノミネーターによって信頼できるバリデーターを支持することによって、より公平な環境を育成します。この選択プロセスには、選挙理論、ゲーム理論、離散最適化などの手法がしばしば組み込まれ、公平性を保証します。バリデーターが選択されると、NPoSはすべてのステークを均等に割り当てることで、さらにフィールドを均一化します。

公正な説明責任システム

トップティアのネットワークセキュリティを優先するために、NPoSはバリデータとノミネータの両方に対して包括的な報酬とペナルティシステムを導入しています。DPoSなどのシステムがバリデータのみを罰するのに対し、NPoSは誤ったバリデータを支持したノミネータの賭け金も減らします。このような構造は、バリデータとノミネータの両方にモチベーションを与え、それによってネットワークセキュリティを向上させ、共謀リスクを最小限に抑えることにつながります。

ノミネートプルーフオブステーク(NPoS)の欠点

ノミネーターにとってのリスク増加

NPoSは民主的選択プロセスを提供する一方、従来のPoSシステムと比較して、ノミネーターにより高いリスクをさらすものです。ノミネーターは自らの決定の重荷を負い、悪意のあるバリデーターを支持することに対するペナルティに直面します。これにより、彼らのステークが大幅に減少したり、完全に没収される可能性があります。さらに、選択されたバリデーターのパフォーマンスは、ノミネーターの報酬に直接影響を与え、慎重な選択の重要性を強調しています。

アクティブなバリデータの選択に関する制限

NPoSでは、ノミネーターは同時に特定の数のバリデータを支持することができます。ただし、すべての指名されたバリデータがアクティブセットの一部になる保証はありません。たとえば、Polkadotのようなネットワークでは、ノミネーターは最大16のバリデータを支持することができますが、そのうちの一部しかアクティブセットに受け入れられない場合、ステークは成功したノミネート者の間で分割されます。

ノミネートプルーフオブステーク(NPoS)を使用するプロジェクト

ポルカドット

PolkadotはNominated Proof of Stake（NPoS）の合意メカニズムを採用しています。PolkadotのNPoSでは、バリデータはブロックを生成するために選出され、選出される可能性は保有するステークの量に影響を受けます。ただし、Polkadotのシステムをユニークにするのはノミネーターの役割です。ノミネーターは、自分自身のステークで特定のバリデータをバックアップし、実質的に彼らを推薦します。このシステムにより、ネットワークが安全であることが確保されます。なぜなら、バリデータとノミネーターの両方が悪質な活動に対してペナルティまたは「スラッシング」を受ける可能性があるからです。PolkadotのNPoSの実装では、セキュリティと民主的な表現の両方が強調されており、信頼できると考えるバリデータを支持することでより公平な環境を育むことができます。

コスモス

Cosmosは、複数のブロックチェーン間の相互運用性を容易にするように設計されており、その合意形成にはPoSの変種であるTendermint BFTを使用しています。Cosmosのシステムでは、バリデータは保有するステークの量に基づいて選択され、新しいブロックの提案と検証を担当しています。CosmosはNPoSといくつかの類似点を共有していますが、特にステーキングの側面で、Polkadotのような純粋なNPoSシステムに見られるノミネーター-バリデーターの関係は存在しません。代わりに、Cosmosはステーキングメカニズムを通じてネットワークのセキュリティを確保し、バリデーターの重要性を強調しています。

結論

ノミネートプルーフオブステーク(NPoS)は、合意メカニズムの重要な進化を表しており、分散、セキュリティ、効率のバランスを図っています。バリデータの選択に民主的プロセスを導入し、公正な説明責任を確保することで、NPoSはブロックチェーンの整合性を維持するユニークなアプローチを提供しています。

利点としては、強化されたセキュリティと民主的なバリデータ選択プロセスなどが挙げられますが、ノミネーターにとっては特に課題もあります。どんなコンセンサスメカニズムでも、その複雑さを理解することは、参加者が情報を元に適切な意思決定を行う上で重要です。ブロックチェーン技術が進化する中、NPoSは、より安全で包括的なデジタル未来のために分散型システムを洗練し改善する取り組みの証となっています。