Что такое валидатор блокчейна?

Валидаторы несут ответственность за добавление новых блоков и проверку транзакций в предлагаемых блоках, тем самым играют жизненно важную роль в функционировании блокчейна.

Валидатор имеет решающее значение для проверки транзакций в таких механизмах консенсуса блокчейна, как доказательство доли (PoS) и доказательство авторитета (PoA). Они проверяют, соответствуют ли новые транзакции правилам сети, и обеспечивают наличие у отправителя достаточных средств для завершения транзакции.

Валидаторы также несут ответственность за обеспечение безопасности блокчейна, отслеживая в сети злонамеренные действия, такие как двойные расходы. Термин «двойное расходование» означает, что одни и те же денежные единицы тратятся дважды. Блокчейны предотвращают это, используя открытый реестр и криптографическиеи алгоритмы.

Валидаторам платят в собственной криптовалюте базовых блокчейнов. Например, валидаторы в блокчейне Solana получают оплату в токенах SOL.

Валидаторы PoS проверяют, действительны ли транзакции в предлагаемом блоке, добавляют блок в блокчейн и ведут записи в реестре. За свой вклад они получают вознаграждение в собственной криптовалюте блокчейна.

Валидатор блокчейна PoS соединяет в себе три компонента: клиент валидатора, оператор узла и сумма в стекинге. Клиент-валидатор — это программное приложение, которое хранит и использует закрытые ключи для проверки состояния блокчейна. Оператор узла — это физическое или юридическое лицо, которое запускает и управляет клиентским программным и аппаратным обеспечением валидатора. Сумма стекинга относится к криптовалюте, внесенной в качестве залога физическим или юридическим лицом, чтобы стать валидатором.

Один валидатор из пула валидаторов выбирается случайным образом, чтобы предложить блок. Предлагающий подготавливает блок и транслирует предложение по всей сети. Сообщество валидаторов одобряет транзакции, предложенные в блоке. Важно отметить, что только проверенные транзакции достигают окончательности и записываются в блокчейн – финализируются. После этого их уже нельзя изменить или отменить.

В блокчейне Ethereum общее количество валидаторов разделено на различные подмножества для одновременной обработки нескольких блоков и ускорения скорости проверки транзакций. Функция валидаторов, согласующих состояние блокчейна, называется консенсусом.

Существуют также блокчейны с делегированным доказательством доли (DPoS), в которых пользователи сети голосуют за избрание делегатов для проверки следующего блока. По сравнению с PoS, DPoS обеспечивает более оптимизированное управление и более быстрый консенсус, поскольку количество валидаторов сокращается без ущерба для децентрализации. Делегаты распределяют заработанные вознаграждения между выбравшими их пользователями.

В блокчейнах PoA группа валидаторов, выбранная на основе их личности, утверждает транзакции и создает новый блок.

Механизм консенсуса PoA состоит из небольшой группы предварительно выбранных валидаторов, которым поручено генерировать новые блоки и поддерживать достоверность сети. Этот тип консенсуса хорошо работает в частных или корпоративных блокчейнах, где в качестве валидаторов выбираются доверенные лица или организации, а децентрализация имеет низкий приоритет.

Чтобы войти в сеть PoA в качестве валидатора, обычно необходимо иметь формальную идентификацию в блокчейне, связь с принимающей организацией и отсутствие судимости. После введения в должность валидатору поручается проверка транзакций и добавление блоков в блокчейн.

В сетях PoS валидаторы используют специализированное программное обеспечение для управления транзакциями и создания блоков. Валидаторы выбираются, часто на основе их доли, для предложения блоков. В некоторых системах один валидатор выбирается в качестве «ведущего узла» для каждого блока, и ему поручено предложить его сети.

Затем этот лидер проверяется другими валидаторами посредством консенсуса, гарантируя достоверность блока перед добавлением его в блокчейн. Критерии и процесс выбора этого ведущего узла могут значительно различаться в разных реализациях PoS.

Если проверяющий узел одобряет вредоносную или мошенническую транзакцию, он может понести наказание в виде исключения из списка проверяющих узлов на определенный срок или полного запрета.

В блокчейнах PoW, таких как Биткоин, майнеры проверяют и добавляют транзакции в блокчейн посредством выполнения сложных вычислений, в то время как другие узлы действуют как валидаторы, проверяя транзакции и блоки, не участвуя в процессе майнинга, тогда как валидаторы в системах на основе долей одобряют транзакции и создают блоки на основе их доли в стекинге без интенсивных вычислений.

И майнеры, и валидаторы обеспечивают точность транзакций и добавляют блоки в блокчейн. Однако их обязанности и способы функционирования различаются в зависимости от типа блокчейна, над которым они работают.

В системах PoW майнеры решают сложные головоломки, чтобы добавить блоки в блокчейн. В процессе они проверяют транзакции, включая их в блоки, которые они добывают. Решение этих головоломок требует огромной вычислительной мощности и конкуренции с другими майнерами. Майнер, который первым решит проблему, добавит свой блок в блокчейн и будет вознагражден собственной криптовалютой или комиссией за транзакцию.

Валидаторам поручено проверять транзакции в блокчейнах PoS и PoA. В блокчейнах PoS, таких как Ethereum, они выбираются на основе количества монет, которые они разместили в стекинге в качестве залога. С другой стороны, в блокчейнах PoA они выбираются на основе их репутации и идентичности. Система вознаграждает валидаторов за сертификацию транзакций и честное поведение и наказывает за простой или злонамеренные действия.

Начало работы в качестве узла валидатора — это процесс, состоящий из шести пунктов. Он включает в себя выбор блокчейна, настройку оборудования, установку программного обеспечения, присоединение в качестве валидатора, мониторинг узла и управление вознаграждениями.

Эффективная работа узла валидатора требует выполнения ряда шагов:

Выберите блокчейн

Первый шаг — выбрать блокчейн, желательно с большим объемом транзакций и потребностью в валидаторах.

Настройка оборудования

Для запуска узла валидаторам понадобится компьютер с достаточной оперативной памятью, хранилищем и вычислительной мощностью. Каждый блокчейн имеет свои собственные спецификации требований к оборудованию.

Установите программное обеспечение

Валидатору необходимо установить и настроить программное обеспечение для выбранного им блокчейна. Все блокчейны используют разное программное обеспечение для проверки. Поддерживайте актуальность программного обеспечения и используйте надежные пароли для защиты узлов валидатора от попыток взлома.

Присоединяйтесь в качестве валидатора

Блокчейны PoS требуют, чтобы кто-то поставил необходимое количество криптовалюты и присоединился к сети в качестве валидатора. С другой стороны, в блокчейнах PoA для присоединения потребуется подтверждение личности. Некоторые блокчейны требуют, чтобы валидаторы присоединились к пулу валидаторов.

Мониторинг узла

Валидаторы должны постоянно следить за своим узлом, чтобы обеспечить его бесперебойную работу и устранить любые проблемы, которые могут возникнуть.

Управление вознаграждениями

Блокчейны платят валидаторам в виде криптовалюты. Валидаторы должны хорошо разбираться в структуре вознаграждений и процессе получения вознаграждений.

Потребность в более безопасных, более масштабируемых и практичных решениях приводит к заметным разработкам и прорывам в области проверки блокчейна.

Одной из тенденций является разработка методов консенсуса, выходящих за рамки традиционных моделей PoW и PoS. Такие протоколы, как доказательство сжигания (PoB), доказательство полномочий (PoA) и доказательство пространства (PoSpace), предоставляют уникальные методы проверки, ориентированные на участие пользователей, безопасность и энергоэффективность.

Еще одним нововведением является использование доказательств с нулевым разглашением (ZK-Proofs), которые повышают безопасность и конфиденциальность, позволяя валидаторам подтверждать транзакции без раскрытия основных данных. Кроме того, разрабатываются решения по обеспечению интероперабельности, которые облегчат коммуникацию и передачу ценностей между разнородными платформами блокчейнов, чтобы способствовать созданию более интегрированной и эффективной экосистемы блокчейнов.

Эти достижения открыли новую эру технологии блокчейна, сделав их более широко применимыми, доступными и устойчивыми во многих отраслях.