去年底在北京参加Polkadot的聚会后，我一直期待着星际争霸官方的经济和治理方案。虽然最终的方案还没有定下来，但是Web3的研究文档看起来还是挺完整的，整个设计让我觉得很惊艳。我看过很多以PoS为共识的项目，星际经济的设计都不一样。新项目总是从过去的项目中学习。这次Polkadot带来的NPO，颇具创新性，一定程度上可以解决PoS存在的问题。
波尔卡多特能写的东西很多。本文将主要讨论基于NPoS公式的博弈部分和选择验证者节点的方法。这两个方面都与持有人和版块的收益密切相关。
如果不了解Polkadot背景的朋友可以先看看我过去的文章，我就直接开始正题了。
我们先简单回顾一下PoS共识项目的全过程。
1.团队运行节点
2.注册为验证者
(基本阈值之后)
3.饥饿过程
(持币人委托给节点，或团队自由代币进行下注委托)
4.选举检查员
(系统通过某种算法选择每一轮的阻塞节点或验证节点。本文详细介绍了Polkadot的NPO选举算法。)
5.打包交易、广播交易和验证者确认。
6.获得奖励(奖励由节点和持币人按赌注比例分配)
站在持币人的角度，更容易理解PoS。
持有者拥有以PoS为共识的令牌Moon，将Moon的赌注委托给一个喜欢的节点。节点代表持有者做块，获得奖励，奖励按赌注比例分配。(跑马比例=持有者参与跑马的月亮数/所有参与跑马的月亮数)。
上面说的是PoS项目计算奖励的一般做法(奖励的多少与持有人的赌注多少正相关)。
Polkadot提出NPO，初衷是为了解决过去PoS运营后遇到的问题。因为奖励与赌注的多少正相关，富节点变得更富，代币分发趋于集中化。
NPoS中最终的奖励结果不是根据赌注的多少来计算的，而是根据每个选中节点的工作量来计算的(白话来说，不管一个节点下了多少赌注，无论是赌注一个块还是验证一个块得到的奖励都是一样的)。NPO会解决一些大节点因为跑马圈地量大而获得更多回报的问题，但同时也会损害一些大节点的利益。
PS:个人观点：一般项目在起步阶段不一定适合这种做法。这是一个博弈过程。波尔卡多特是一个明星项目。他认为大多数人都愿意参与网络。即使超过一定跑马圈地量的节点不会获得预期那么多的收益，他们仍然愿意贡献。
波尔卡多究竟是怎么做到的？
由于NPoS不同于传统的PoS项目，并不是说跑马圈地的权重越高，走出区块的概率就越高。我们必须详细解释非营利组织选举验证器的算法。
非常详细的文档在Web3的研究中，有另一篇中型文章“如何在波尔卡圆点中提名的利害关系证明工作”，我参考了其中的示例(Web 3研究中有很多数学，如果您发现我的逻辑错误，请告诉我)
非营利组织共识算法的历史
NPoS是指19世纪末瑞典数学家Lars Edvard Phragmn提出的选举方法。当时，瑞典的议会席位被主流政党占据。通过他的算法，席位的分配可以更公平地与投票比例相关，小党派可以获得过去得不到的席位。Polkadot团队认为两者在设计理念上有相似之处。经过改进，就是我们现在看到的NPO。
NPO的表决器算法，我们都知道区块链的分布式系统是由很多分散在各地的节点(验证者)来维护的。在PoS共识中，大部分链为了保证一定的效率和安全性，会限制一定数量的验证者被挡在外面，即没有被选中的验证者只是备选投标人，而NPoS则是从一组验证者中选出一个正式验证者，一组正式验证者在Polkadot中称为投票人委员会。
选举算法有三个客观目标：
一旦选举委员会确定，持有人提名人的赌注金额将尽可能平均地分配给每个当选的投票人确认人。PS:持币人可以选择多个选举人，所以有系统再分配的空间。
2.最大支持支持
选举一个选举委员会，委员会中的选举人确认人收到的赌注金额应尽可能接近提名人(资金的总持有人)收到的赌注金额。
3.公平代表权
选举一个选举人委员会，在该委员会中，货币持有者提名人的投票权不会过多或过少。
PS:持币人可以选择多个节点。公平性是指每个持币人至少会选择一个对应的节点，在加入实际条件(持币状态和系统应该选择多少个节点)后，会淘汰一些节点。但是，尽可能保证具有一定赌注权重的货币持有者可以对应至少一个节点。
根据这三个原则，可能会选出几个核查员(选举委员会)。最后，系统会选择最合理的一组委员会(选举委员会)进行屏蔽。看起来很复杂也很愚蠢。一开始，我绕了很久。接下来，通过下面的持有者选举验证者的例子，我们会有更清晰的理解。建议先快速阅读这个例子，然后在阅读过程中思考上述三种选举算法的客观目标。最后，
这是一个媒介中官员的例子(我会帮助你更好地理解它)。
假设有五个硬币架(左边)和五个节点(右边)，要选择四个节点进行遮挡。为了简化模型，首先应忽略节点自身的定位量。
下面是一些选举结果的例子(我会一一解释给你听)
第一张图片(最左边)
不符合FairRepresentation的目标，因为图中第一个持有者的权重为10Dot，与第五个持有者相比只有3Dot。最后也没有对应到他支持的任何节点。不满足公平代表目标的具有一定赌注权重的持有者对应至少一个节点(在目前情况下，第一个持有者不能获得奖励)。
第二张图片
本着公平代表的目标，有些人可能会问为什么选择了节点E而没有选择节点B。这与下面将举例说明的再分配算法有关。这里很容易理解，图中第二个持币器同时支持三个节点。系统只需要保证他支持的节点中至少有一个被选中(这里有两个他支持的节点，第二个持有者的所有赌注金额都会分配给这两个节点)，而保持第五个持有者支持的节点E是类似Polkadot的选举结果的可能性之一。
第三张图片
本着FairRepresentation的目标，有些人可能会质疑这张和第二张图的矛盾。目标是使每个持有者尽可能至少选择一个支持节点。第五个固定器支持的节点未被选择。因为整个系统只需要选择四个节点，所以有可能没有选择由具有低铆接重量的第五支架支撑的节点。
以下是以上两个选举委员会符合公平原则的可能结果。选举委员会成立后，该系统将不得不重新分配的赌注重量。
Polkadot系统每次都会选择一个更加公平和安全的结果。在这个例子中，选择右边的节点是因为它具有更好的平均分布，右边最低的平均节点的标桩权重为9。
以上就是Polkadot的选举算法介绍。上面的逻辑很复杂，背后的数学更复杂。官方的例子是，简单的情况下，如果把真实情况放大到100个节点，每个持有人的赌注权重不一样，同时委托给多个节点，会相当复杂。可以多考虑几次。根据上面提到的三个目标，每个目标都可以作为一个标准来检验，你就可以更好的理解了。
NPoS这种选举算法，动态分配持有人跑马圈地的权重，基于一定的规则选择最终选中的节点，使得现有的PoS生态系统存在一定的差异。
1.在持币人可以选择多个节点的情况下，大节点不争取社区支持，也有机会在算法下被排除(如图2中间节点B)
2.在均衡跑马圈地量的目标下，规模小且无资本的节点更有优势，因为只要社区中有更多的人选择它，在跑马圈地的系统分配机制下，选择上块获得奖励的概率更高(如图2，右边的节点d)
3.在跑马圈地量平衡的目标下，大节点的利润相对压缩，大节点需要思考是否委托自己的货币来获取更多的利润。
4.持币者更有动力选择小节点，利润更高，因为奖励是根据所选节点的工作量计算的。只要持币人支持的小节点被成功选中并卖出，小节点上累积的赌注权重就没有那么高。不同的持币人按照委托给小节点的赌注比例进行奖励，委托给小节点的利润高于委托给大节点的利润(试想一下，每个节点赚10块钱，大节点需要和
Polkadot想解决现有PoS中的哪些问题？1.其中一些不可避免地被集中。
2.低费用不会在未来无限吸引跑马圈地，因为收益取决于节点的工作量。
(目前Cosmos上有一个0费节点，吸引大量持币人委托。在Polkadot中，这样一个星权高的节点和一个星权普通的节点收益是一样的。)
3.货币持有者可以通过选择不同的节点实现自身利益最大化，同时促进去中心化。
(对于资金持有者，可以有多种委托策略。我可以选择安全可靠的节点，同时也可以选择一些小但可靠的节点，可以获得较高的收益率。)
Polkadot在整个机制上其实很复杂，我可能漏掉了一些东西。如何攻击这样的机制，包挂选举算法是否有漏洞可钻，需要专业人士投入大量精力进行专门研究，这里就不讨论了。
这是第一篇解读Polkadot机制的文章，以后官方参数和测试网出来后会给你更多的例子。
