Processo de Validação em Blockchain: Guia Completo para Validadores

O Papel Fundamental dos Validadores na Blockchain

Os validadores são responsáveis por adicionar novos blocos e verificar transações nos blocos propostos, desempenhando assim um papel vital no funcionamento da blockchain.

Um validador desempenha uma função crucial na validação de transações dentro de mecanismos de consenso blockchain como prova de participação (PoS) e prova de autoridade (PoA). O seu trabalho consiste em verificar se as novas transações cumprem as regras da rede e garantir que o remetente dispõe de fundos suficientes para completar a operação.

Os validadores também garantem a segurança da blockchain através da vigilância constante de atividades maliciosas, como o duplo gasto. O termo "duplo gasto" refere-se a utilizar as mesmas unidades de criptomoeda duas vezes. As blockchains previnem este problema conectando o livro-razão aberto com algoritmos criptográficos.

Como compensação pelo seu trabalho, os validadores recebem pagamentos na criptomoeda nativa da blockchain correspondente. Por exemplo, os validadores na blockchain Solana recebem pagamentos em SOL.

Funcionamento dos Validadores em Sistemas PoS

Os validadores PoS verificam se as transações no bloco proposto são válidas, adicionam o bloco à blockchain e mantêm registos atualizados do livro de contabilidade. Pela sua contribuição, obtêm recompensas em criptomoeda nativa.

Nas blockchains baseadas em PoS, os validadores desempenham três funções principais: cliente validador, operador de nó e quantidade em participação. Um cliente validador é uma aplicação de software que mantém e utiliza chaves privadas para verificar o estado da blockchain. O operador de nó é um indivíduo ou entidade que executa e administra o software e hardware do cliente validador. A quantidade em participação refere-se à criptomoeda depositada como garantia por uma pessoa ou entidade para se tornar validador.

Um validador selecionado aleatoriamente do grupo total propõe um bloco. Este validador prepara o bloco e o transmite para toda a rede. A comunidade de validadores aprova as transações propostas no bloco. É importante destacar que apenas as transações verificadas alcançam a finalidade.

Na blockchain Ethereum, o número total de validadores é dividido em vários subconjuntos para processar vários blocos simultaneamente e acelerar a velocidade de validação de transações. A função dos validadores que concordam com o estado da blockchain é chamada de consenso.

Existem também blockchains de prova de participação delegada (DPoS), onde os usuários da rede votam para escolher delegados que validem o próximo bloco. Em comparação com PoS, DPoS oferece uma governança melhor estruturada e um consenso mais rápido, pois reduz o número de validadores sem comprometer a descentralização. Os delegados distribuem as recompensas obtidas entre os usuários que os escolheram.

Funcionamento dos Validadores em Sistemas PoA

Nas blockchains PoA, um grupo de validadores escolhidos pela sua identidade aprova as transações e produz o novo bloco.

Um mecanismo de consenso PoA consiste num pequeno grupo de validadores pré-selecionados encarregados de gerar novos blocos e manter a veracidade da rede. Este sistema funciona bem em blockchains privadas ou empresariais onde se escolhem pessoas ou entidades de confiança como validadores e a descentralização não é prioritária.

Para entrar numa rede PoA como validador, geralmente é necessária uma identificação formal na blockchain, uma associação com a organização anfitriã e a ausência de antecedentes criminais. Após a sua incorporação, é-lhes confiada a validação de transações e a adição de blocos à blockchain.

Em redes PoS, os validadores executam software especializado para gerir transações e forjar blocos. Os validadores são selecionados, muitas vezes com base na sua participação, para propor blocos. Em alguns sistemas, um validador é escolhido como "nodo líder" para cada bloco e é responsável por propô-lo à rede.

Este líder é verificado por outros validadores através de consenso, assegurando a validade do bloco antes de ser adicionado à blockchain. Os critérios e processos para selecionar este nó líder podem variar significativamente entre diferentes implementações de PoS.

Se um nó validador aprovar uma transação maliciosa ou fraudulenta, poderá ser penalizado com a expulsão da lista de nós validadores durante um período determinado ou até mesmo com proibição permanente.

Diferenças entre Mineradores e Validadores

Em blockchains PoW como o Bitcoin, os mineradores validam e adicionam transações através da mineração, enquanto outros nós atuam como validadores verificando transações e blocos sem contribuir para o processo de mineração. Por outro lado, os validadores em sistemas baseados em participação aprovam transações e criam blocos de acordo com a sua participação, sem computação intensiva.

Tanto os mineradores como os validadores garantem a precisão das transações e adicionam blocos à blockchain. No entanto, as suas responsabilidades e formas de funcionamento diferem consoante o tipo de blockchain em que operam.

Em sistemas PoW, os mineradores resolvem complexos quebra-cabeças matemáticos para adicionar blocos. Neste processo, validam transações incluindo-as nos blocos que mineram. Resolver esses quebra-cabeças requer um imenso poder computacional enquanto competem com outros mineradores. O minerador que resolve o problema primeiro pode adicionar seu bloco à blockchain e recebe como recompensa criptomoeda nativa ou comissões por transação.

Os validadores são responsáveis por validar transações em blockchains PoS e PoA. Em blockchains PoS como Ethereum, são selecionados de acordo com a quantidade de moedas que depositaram como garantia. Por outro lado, em blockchains PoA, são escolhidos com base na sua reputação e identidade. O sistema recompensa os validadores por certificar transações e manter um comportamento honesto.

Processo para Operar um Nó Validador

Começar a operar como nó validador implica um processo de seis etapas. Inclui selecionar uma blockchain, configurar hardware, instalar software, juntar-se como validador, monitorar o nó e gerenciar recompensas.

Para operar um nó validador de maneira eficiente, são necessários os seguintes passos:

Selecionar uma blockchain

O primeiro passo é escolher uma blockchain, preferencialmente uma com alto volume de transações e necessidade de validadores.

Configurar hardware

Para executar o nó, os validadores precisarão de um equipamento com RAM, armazenamento e potência de processamento suficientes. Cada blockchain tem as suas próprias especificações em relação aos requisitos de hardware.

Instalar o software

O validador deve instalar e configurar o programa de software para a blockchain escolhida. Todas as blockchains utilizam diferentes programas de validação. É fundamental manter o software atualizado e utilizar senhas fortes para proteger os nós validadores contra tentativas de hacking.

Juntar-se como validador

As blockchains PoS requerem que se deposite a quantidade necessária de criptomoeda e se junte à rede como validador. Em contrapartida, nas blockchains PoA, é necessária prova de identidade para se juntar. Algumas blockchains exigem que os validadores se juntem a um grupo de validação específico.

Monitorar o nó

Os validadores devem supervisionar constantemente o seu nó para garantir o seu bom funcionamento e resolver qualquer problema que possa surgir.

Gerir recompensas

As blockchains pagam os validadores na forma de criptomoeda. Os validadores devem conhecer bem a estrutura de recompensas e o processo para as reclamar.

Tendências Emergentes e Inovações em Validação Blockchain

A necessidade de soluções mais seguras, escaláveis e práticas está a impulsionar desenvolvimentos e avanços notáveis na validação blockchain.

Uma tendência importante é o desenvolvimento de métodos de consenso além dos modelos convencionais PoW e PoS. Protocolos como prova de queima (PoB), PoA e prova de espaço (PoSpace) oferecem métodos de validação distintos centrados na participação do usuário, na segurança e na eficiência energética.

Outra inovação é o uso de provas de conhecimento zero, que melhoram a segurança e privacidade permitindo aos validadores confirmar transações sem revelar os dados subjacentes. Além disso, estão a ser desenvolvidas soluções de interoperabilidade para facilitar a comunicação e transferência de valor entre diferentes plataformas blockchain, promovendo um ecossistema blockchain mais integrado e eficaz.

Esses avanços inauguraram uma nova era de tecnologia blockchain, tornando as blockchains mais amplamente aplicáveis, acessíveis e sustentáveis em várias indústrias.