Процесс валидации в блокчейне: Полное руководство для валидаторов

Основная Роль Валидации в Блокчейне

Валидаторы отвечают за добавление новых блоков и проверку транзакций в предложенных блоках, выполняя таким образом жизненно важную роль в функционировании блокчейна.

Валидатор выполняет важную функцию в валидации транзакций в рамках механизмов консенсуса блокчейна, таких как доказательство доли (PoS) и доказательство полномочий (PoA). Его задача заключается в том, чтобы проверить, что новые транзакции соответствуют правилам сети и обеспечить наличие достаточных средств у отправителя для завершения операции.

Валидаторы также обеспечивают безопасность блокчейна за счет постоянного мониторинга злонамеренной активности, такой как двойная трата. Термин "двойная трата" относится к использованию одних и тех же единиц криптовалюты дважды. Блокчейны предотвращают эту проблему, связывая открытый реестр с криптографическими алгоритмами.

В качестве компенсации за свою работу валидаторы получают выплаты в родной криптовалюте соответствующей блокчейн-сети. Например, валидаторы в блокчейне Solana получают выплаты в SOL.

Работа валидаторов в системах PoS

Проверяющие PoS проверяют, являются ли транзакции в предложенном блоке действительными, добавляют блок в блокчейн и поддерживают актуальные записи бухгалтерии. За свой вклад они получают вознаграждения в родной криптовалюте.

В блокчейнах, основанных на PoS, валидаторы выполняют три основные функции: клиент валидатора, оператор узла и сумма в ставке. Клиент валидатора — это программа, которая хранит и использует закрытые ключи для проверки состояния блокчейна. Оператор узла — это физическое лицо или организация, которая запускает и управляет программным обеспечением и аппаратным обеспечением клиента валидатора. Сумма в ставке относится к криптовалюте, депонированной в качестве залога физическим лицом или организацией для того, чтобы стать валидатором.

Случайно выбранный валидатор из общей группы предлагает блок. Этот валидатор подготавливает блок и передает его всей сети. Сообщество валидаторов утверждает предложенные в блоке транзакции. Важно отметить, что только проверенные транзакции достигают финальности.

В блокчейне Ethereum общее количество валидаторов делится на несколько подсетов для одновременной обработки нескольких блоков и ускорения скорости валидации транзакций. Функция валидаторов, которые согласуют состояние блокчейна, называется консенсусом.

Также существуют блокчейны с делегированным доказательством доли (DPoS), где пользователи сети голосуют за выбор делегатов, которые валидируют следующий блок. По сравнению с PoS, DPoS предлагает лучше структурированное управление и более быстрый консенсус, так как снижает количество валидаторов, не жертвуя децентрализацией. Делегаты распределяют полученные вознаграждения между пользователями, которые их выбрали.

Работа валидаторов в системах PoA

В блокчейнах PoA группа валидаторов, выбранных по их идентичности, утверждает транзакции и создает новый блок.

Механизм консенсуса PoA состоит из небольшой группы предвыбранных валидаторов, отвечающих за генерацию новых блоков и поддержание достоверности сети. Эта система хорошо работает в частных или корпоративных блокчейнах, где выбираются доверенные лица или организации в качестве валидаторов, и децентрализация не является приоритетом.

Чтобы войти в сеть PoA в качестве валидатора, обычно требуется наличие официальной идентификации в блокчейне, ассоциация с хост-организацией и отсутствие судимостей. После их включения им доверяется валидация транзакций и добавление блоков в блокчейн.

В PoS-сетях валидаторы запускают специализированное программное обеспечение для управления транзакциями и создания блоков. Валидаторы выбираются, часто в зависимости от их доли, для предложения блоков. В некоторых системах валидатор выбирается в качестве "ведущего узла" для каждого блока и отвечает за его предложение в сеть.

Этот лидер проверяется другими валидаторами через консенсус, что обеспечивает действительность блока перед его добавлением в блокчейн. Критерии и процессы выбора этого узла-лидера могут значительно различаться между различными реализациями PoS.

Если валидатор узла одобряет злонамеренную или мошенническую транзакцию, он может быть подвергнут санкциям, вплоть до исключения из списка валидаторов на определенный срок или даже к постоянному запрету.

Различия между Майнерами и Валидаторами

В PoW-блокчейнах, таких как Bitcoin, майнеры проверяют и добавляют транзакции через майнинг, в то время как другие узлы действуют как валидаторы, проверяя транзакции и блоки, не участвующие в процессе майнинга. С другой стороны, валидаторы в системах, основанных на стейкинге, одобряют транзакции и создают блоки в зависимости от их доли, без интенсивных вычислений.

Как майнеры, так и валидаторы обеспечивают точность транзакций и добавляют блоки в блокчейн. Однако их обязанности и способы работы различаются в зависимости от типа блокчейна, в котором они действуют.

В системах PoW майнеры решают сложные математические задачи, чтобы добавлять блоки. В этом процессе они проверяют транзакции, включая их в блоки, которые они майнят. Решение этих задач требует огромной вычислительной мощности, в то время как они конкурируют с другими майнерами. Майнер, который первым решит задачу, может добавить свой блок в блокчейн и получает в качестве вознаграждения нативную криптовалюту или комиссии за транзакцию.

Валидаторы отвечают за проверку транзакций в блокчейнах PoS и PoA. В блокчейнах PoS, таких как Ethereum, они выбираются в зависимости от количества монет, которые они внесли в качестве залога. С другой стороны, в блокчейнах PoA они выбираются на основе своей репутации и личности. Система вознаграждает валидаторов за сертификацию транзакций и поддержание честного поведения.

Процесс работы с валидатором узла

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

Чтобы эффективно управлять узлом-валидатором, необходимо выполнить следующие шаги:

Выбрать блокчейн

Первый шаг - выбрать блокчейн, предпочтительно с высоким объемом транзакций и потребностью в валидаторах.

Настройка оборудования

Чтобы запустить узел, валидаторам потребуется оборудование с достаточным объемом ОЗУ, хранилища и вычислительной мощности. У каждой блокчейна есть свои собственные спецификации относительно требований к аппаратному обеспечению.

Установить программное обеспечение

Валидатор должен установить и настроить программное обеспечение для выбранной блокчейна. Все блокчейны используют разные программы валидации. Крайне важно поддерживать программное обеспечение в актуальном состоянии и использовать сложные пароли для защиты валидаторских узлов от попыток взлома.

Присоединиться в качестве валидатора

Блокчейны PoS требуют внесения необходимого количества криптовалюты и присоединения к сети в качестве валидатора. В отличие от этого, в блокчейнах PoA для присоединения требуется доказательство личности. Некоторые блокчейны требуют, чтобы валидаторы присоединялись к конкретной группе валидации.

Мониторинг узла

Валидаторы должны постоянно контролировать свой узел, чтобы гарантировать его правильное функционирование и решать любые проблемы, которые могут возникнуть.

Управление вознаграждениями

Блокчейны платят валидаторам в форме криптовалюты. Валидаторы должны хорошо знать структуру вознаграждений и процесс их получения.

Новые тенденции и инновации в валидации блокчейн

Необходимость в более безопасных, масштабируемых и практичных решениях способствует заметным разработкам и достижениям в области валидации блокчейна.

Одной из важных тенденций является разработка методов консенсуса, выходящих за рамки традиционных моделей PoW и PoS. Протоколы, такие как Proof of Burn (PoB), PoA и Proof of Space (PoSpace), предлагают уникальные методы валидации, ориентированные на участие пользователей, безопасность и энергетическую эффективность.

Еще одной инновацией является использование доказательств с нулевым знанием, которые улучшают безопасность и конфиденциальность, позволяя валидаторам подтверждать транзакции без раскрытия основных данных. Кроме того, разрабатываются решения для обеспечения совместимости, чтобы облегчить коммуникацию и передачу ценностей между различными блокчейн-платформами, способствуя более интегрированной и эффективной блокчейн-экосистеме.

Эти достижения открыли новую эру технологии блокчейн, делая блокчейны более широко применимыми, доступными и устойчивыми в многочисленных отраслях.