Что такое валидатор блокчейна?

Роль валидатора в блокчейне

Валидаторы отвечают за добавление новых блоков и проверку транзакций в предложенных блоках, тем самым играя жизненно важную роль в функционировании блокчейна.

Валидатор является основным элементом в валидации транзакций в механизмах консенсуса блокчейна, таких как доказательство доли (PoS) и доказательство полномочий (PoA). Они проверяют, соответствуют ли новые транзакции правилам сети и обеспечивают наличие достаточных средств у отправителя для завершения операции.

Валидаторы также отвечают за обеспечение безопасности блокчейна путем мониторинга злонамеренной активности, такой как двойные расходы. Термин "двойной расход" относится к ситуации, когда одни и те же единицы криптовалюты тратятся дважды. Блокчейны предотвращают это, связывая открытый реестр с криптографическими алгоритмами.

Валидаторы получают выплаты в родной криптовалюте подлежащих блокчейнов. Например, валидаторы в блокчейне Solana получают выплаты в SOL (SOL).

Работа валидаторов в доказательстве доли (PoS)

П validators PoS проверяют, являются ли транзакции в предложенном блоке действительными, добавляют блок в блокчейн и ведут учет в главной книге. За свой вклад они получают вознаграждения в нативной криптовалюте.

В блокчейнах PoS у валидаторов есть три основные роли: клиент-валидатор, оператор узла и сумма ставки. 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 программным и аппаратным обеспечением клиент-валидатора. Сумма ставки относится к криптовалюте, размещенной в качестве залога для того, чтобы стать валидатором.

Один валидатор группы случайным образом выбирается для предложения блока. Предлагающий готовит блок и передает предложение всей сети. Сообщество валидаторов утверждает транзакции, предложенные в блоке. 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 валидации транзакций. Функция валидаторов, которые согласуют состояние блокчейна, называется консенсус.

Также существуют блокчейны делегированного подтверждения доли (DPoS), где пользователи сети голосуют за выбор делегатов, которые валидируют следующий блок. В сравнении с PoS, DPoS предлагает более оптимизированное управление и более быстрый консенсус, так как количество валидаторов сокращается без ущерба для децентрализации. Делегаты распределяют полученные вознаграждения между пользователями, которые их выбрали.

Работа валидаторов в доказательстве авторитета (PoA)

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

Механизм консенсуса PoA состоит из небольшой группы предварительно отобранных валидаторов, которым доверяется генерация новых блоков и поддержание достоверности сети. Он хорошо работает в частных или корпоративных блокчейнах, где выбираются доверенные лица или организации в качестве валидаторов, а децентрализация является низким приоритетом.

Для того чтобы стать валидатором в сети PoA, обычно требуется официальная идентификация в блокчейне, ассоциация с хост-организацией и отсутствие судимости. После вступления 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 сети.

Этот лидер проверяется другими валидаторами посредством консенсуса, обеспечивая действительность блока перед его добавлением в блокчейн. Критерии и процесс выбора этого узла-лидера могут значительно варьироваться между различными реализациями PoS.

Если валидатор узла одобряет злонамеренную или мошенническую транзакцию, он может быть наказан исключением из списка валидаторов на определенный период или полной запрещением.

В чем разница 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 участвуя в процессе майнинга. С другой стороны, валидаторы в системах, основанных на ставках, одобряют транзакции и создают блоки в зависимости от их доли, без необходимости в интенсивных вычислениях.

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 работают.

В системах PoW майнеры решают сложные задачи, чтобы добавлять блоки в блокчейн. В процессе они проверяют транзакции, включая их в блоки, которые они добывают. Решение этих задач требует огромной вычислительной мощности, пока они соревнуются с другими майнерами. Майнер, который первым решит задачу, может добавить свой блок в блокчейн и получает вознаграждение в нативной криптовалюте или комиссиях за транзакции.

Валидаторам доверяется проверка транзакций в блокчейнах PoS и PoA. В блокчейнах PoS, таких как Ethereum, они выбираются в зависимости от количества монет, которые они заложили в качестве гарантии. С другой стороны, в блокчейнах PoA они выбираются на основе своей репутации и идентичности. Система вознаграждает валидаторов за сертификацию транзакций и честное поведение.

Каков процесс запуска валидирующего узла?

Операция в качестве валидирующего узла требует шести шагов. Включает в себя выбор блокчейна, настройку оборудования, установку программного обеспечения, присоединение в качестве валидатора, мониторинг узла и управление вознаграждениями.

Для эффективной работы валидаторского узла необходимы следующие шаги:

1. Выбрать блокчейн

   Первый шаг - выбрать блокчейн, предпочтительно с высоким объемом транзакций и необходимостью валидаторов. Сети, такие как Ethereum, Solana и Cosmos, являются популярными вариантами из-за своей постоянной активности.

2. Настройка оборудования

   Для запуска узла валидаторам потребуется компьютер с достаточным объемом ОЗУ, хранилищем и вычислительной мощностью. Каждая блокчейн-система имеет свои собственные спецификации по требованиям к оборудованию. Например, Ethereum требует минимум 32 ГБ ОЗУ и 2 ТБ SSD, в то время как Solana требует более мощного оборудования с минимум 128 ГБ ОЗУ и высокоскоростным хранилищем NVMe.

3. Установите программное обеспечение

   Валидатор должен установить и настроить программное обеспечение для выбранной им блокчейн-системы. Все блокчейны используют различное программное обеспечение для валидации. Крайне важно поддерживать программное обеспечение в актуальном состоянии и использовать надежные пароли для защиты валидирующих узлов от попыток хакерских атак.

4. Присоединиться в качестве валидатора

   Блокчейны PoS требуют внесения необходимого количества криптовалюты и присоединения к сети в качестве валидатора. Например, Ethereum требует 32 ETH, в то время как другие сети могут иметь разные требования к участию. С другой стороны, в блокчейнах PoA потребуется доказательство личности для присоединения. Некоторые блокчейны требуют, чтобы валидаторы присоединились к группе валидаторов.

5. Мониторинг узла

   Валидаторы должны постоянно контролировать свой узел, чтобы обеспечить его бесперебойную работу и решать любые возникающие проблемы. Это включает в себя мониторинг производительности системы, сетевойConnectivity и обеспечение корректной работы программного обеспечения в любое время.

6. Управление вознаграждениями

   Блокчейны платят валидаторам в форме криптовалюты. Валидаторы должны хорошо знать структуру вознаграждений и процесс их получения. В зависимости от сети, вознаграждения могут варьироваться от 4% до 15% годовых от внесенной суммы.

Новые тенденции и инновации в области проверки блокчейна

Необходимость более безопасных, масштабируемых и практичных решений стимулирует заметные разработки и достижения в области блокчейн-валидации.

Одна из тенденций заключается в разработке методов консенсуса, выходящих за рамки традиционных моделей PoW и PoS. Протоколы, такие как Proof of Burn (PoB), PoA и Proof of Space (PoSpace), предоставляют уникальные методы валидации, ориентированные на участие пользователей, безопасность и энергетическую эффективность.

Еще одной инновацией является использование нулевых доказательств знаний (zero-knowledge proofs), которые повышают безопасность и конфиденциальность, позволяя валидаторам подтверждать транзакции, не раскрывая подлежащие данные. Кроме того, разрабатываются решения для межсетевой взаимодействия, чтобы облегчить коммуникацию и передачу ценностей между различными блокчейн-платформами, способствуя более интегрированной и эффективной блокчейн-экосистеме.

Эти достижения положили начало новой эре в технологии блокчейн, сделав блокчейны более широко применимыми, доступными и устойчивыми во многих отраслях.