What is Nominated Proof of Stake (NPoS)?

Nominated Proof of Stake (NPoS) ist ein fortschrittlicher Konsensmechanismus, der vom Polkadot-Netzwerk entwickelt wurde und auf traditionellem Proof of Stake mit einem erweiterten Nominierungssystem aufbaut. Bei NPoS gibt es zwei Schlüsselrollen: Validatoren, die für die Blockproduktion und Transaktionsvalidierung verantwortlich sind, und Nominatoren, die Validatoren mit ihren eigenen gestakten Token unterstützen. Nominatoren wählen bis zu 16 vertrauenswürdige Validatoren aus und teilen sowohl die Belohnungen als auch die Slashing-Strafen dieser Validatoren. Das Protokoll verwendet einen Optimierungsalgorithmus, um den Stake möglichst gleichmäßig auf die gewählte Validatorengruppe zu verteilen.

NPoS wurde entwickelt, um die Netzwerksicherheit durch faire Stake-Verteilung zu maximieren. Der Wahlalgorithmus stellt sicher, dass der minimale Stake hinter jedem aktiven Validator so hoch wie möglich ist, was es teuer macht, selbst den am wenigsten unterstützten Validator anzugreifen. Dieser Ansatz fördert die Dezentralisierung, indem er die Stake-Konzentration auf wenige populäre Validatoren verhindert. Das Nominierungssystem senkt auch die Teilnahmebarriere, sodass Token-Inhaber, die keine Validator-Infrastruktur betreiben können, dennoch zur Netzwerksicherheit beitragen und Staking-Belohnungen verdienen können. Der Kompromiss liegt in einem komplexeren Protokolldesign und der Notwendigkeit für Nominatoren, die Leistung und Vertrauenswürdigkeit von Validatoren sorgfältig zu bewerten.

Polkadot ist die primäre Blockchain, die NPoS einsetzt, und arbeitet derzeit mit rund 300 aktiven Validatoren, die aus einem größeren Kandidatenpool ausgewählt werden. Kusama, Polkadots Canary-Netzwerk, verwendet ebenfalls NPoS mit einer ähnlichen Struktur. Der Mechanismus unterstützt Polkadots Multi-Chain-Architektur, bei der Validatoren sowohl die Relay Chain als auch verbundene Parachains absichern. NPoS wurde in der akademischen Forschung für seine spieltheoretischen Eigenschaften anerkannt und hat das Design anderer Staking-Systeme im breiteren Blockchain-Ökosystem beeinflusst.