Що таке валідатор блокчейну?

Роль валідатора в блокчейні

Валідатори відповідають за додавання нових блоків і перевірку транзакцій у запропонованих блоках, виконуючи тим самим життєво важливу роль у функціонуванні блокчейну.

Валідатор є основним у валідації транзакцій у механізмах консенсусу блокчейну, таких як доказ частки (PoS) та доказ авторитету (PoA). Вони перевіряють, чи нові транзакції відповідають правилам мережі, і забезпечують, щоб відправник мав достатньо коштів для завершення операції.

Валідатори також відповідають за забезпечення безпеки блокчейну шляхом моніторингу шкідливих дій, таких як подвійні витрати. Термін "подвійні витрати" відноситься до витрачання тих самих одиниць криптовалюти двічі. Блокчейни запобігають цьому, з'єднуючи відкритий реєстр з криптографічними алгоритмами.

Валідатори отримують платежі в рідній криптовалюті підставних блокчейнів. Наприклад, валідатори в блокчейні Solana отримують платежі в SOL (SOL).

Робота валідаторів у механізмі підтвердження участі (PoS)

Валідатори PoS перевіряють, чи є транзакції в запропонованому блоці дійсними, додають блок до блокчейну та ведуть облікові записи реєстру. За свій внесок вони отримують винагороди у рідній криптовалюті.

У блокчейнах PoS валідатори мають три основні ролі: клієнт-валідатор, оператор вузла та кількість участі. Клієнт-валідатор - це програмний додаток, який зберігає та використовує приватні ключі для перевірки стану блокчейну. Оператор вузла - це особа або організація, яка виконує та керує програмним забезпеченням і апаратним забезпеченням клієнта-валідатора. Кількість участі відноситься до криптовалюти, внесеної як гарантія для того, щоб стати валідатором.

Один валідатор групи вибирається випадковим чином для пропозиції блоку. Пропонент готує блок і передає пропозицію всій мережі. Спільнота валідаторів схвалює транзакції, запропоновані в блоці. Важливо підкреслити, що лише перевірені транзакції досягають остаточності.

У блокчейні Ethereum загальна кількість валідаторів ділиться на кілька підмножин для одночасної обробки кількох блоків і прискорення валідації транзакцій. Функція валідаторів, які узгоджують стан блокчейну, називається консенсусом.

Також існують блокчейни з делегованим доказом частки (DPoS), де користувачі мережі голосують за обрання делегатів, які підтверджують наступний блок. У порівнянні з PoS, DPoS пропонує більш оптимізоване управління та швидший консенсус, оскільки зменшується кількість валідаторів без компромісу з децентралізацією. Делегати розподіляють отримані винагороди серед користувачів, які їх обрали.

Робота валідаторів у доказі авторитету (PoA)

У PoA блокчейнах група валідаторів, обрана на основі їхньої ідентичності, затверджує транзакції та створює новий блок.

Механізм консенсусу PoA складається з невеликої групи попередньо обраних валідаторів, яким довіряють створення нових блоків і підтримку достовірності мережі. Він добре працює в приватних або корпоративних блокчейнах, де обираються надійні особи або організації в якості валідаторів, а декентралізація є низьким пріоритетом.

Щоб стати валідатором у мережі PoA, зазвичай потрібна офіційна ідентифікація в блокчейні, асоціація з організацією-організатором та відсутність кримінального минулого. Після вступу їм довіряється валідація транзакцій і додавання блоків до блокчейну.

У PoS-мережах валідатори виконують спеціалізоване програмне забезпечення для управління транзакціями та створення блоків. Валідатори зазвичай обираються відповідно до їхньої участі для пропозиції блоків. У деяких системах валідатор обирається як "лідер-узел" для кожного блоку і відповідає за його пропозицію в мережу.

Цей лідер перевіряється іншими валідаторами за допомогою консенсусу, що забезпечує дійсність блоку перед його додаванням до блокчейну. Критерії та процес відбору цього лідерського вузла можуть значно відрізнятися в різних реалізаціях PoS.

Якщо валідаторський вузол затверджує шкідливу або шахрайську транзакцію, він може бути покараний виключенням зі списку валідаторських вузлів на певний період або повною забороною.

Яка різниця між майнерами та валідаторами?

У таких PoW блокчейнах, як Bitcoin, майнери перевіряють та додають транзакції через майнінг, тоді як інші вузли виконують функцію валідаторів, перевіряючи транзакції та блоки без внеску в процес майнінгу. З іншого боку, валідатори в системах на основі участі схвалюють транзакції та створюють блоки відповідно до своєї участі без необхідності в ресурсомістких обчисленнях.

Як майнери, так і валідатори забезпечують точність транзакцій і додають блоки до блокчейну. Однак їхні обов'язки та способи функціонування відрізняються залежно від типу блокчейну, в якому вони працюють.

У системах PoW майнери розв'язують складні загадки, щоб додати блоки до блокчейну. У процесі вони валідують транзакції, включаючи їх у блоки, які вони майнять. Розв'язання цих загадок вимагає величезної обчислювальної потужності, поки вони змагаються з іншими майнерами. Майнер, який першими розв'язує проблему, може додати свій блок до блокчейну та отримує винагороду у вигляді рідної криптовалюти або комісій за транзакції.

Валідаторам доручається перевірка транзакцій у блокчейнах PoS та PoA. У блокчейнах PoS, таких як Ethereum, їх вибирають відповідно до кількості монет, які вони внесли як заставу. З іншого боку, у блокчейнах PoA їх обирають відповідно до їхньої репутації та ідентичності. Система винагороджує валідаторів за сертифікацію транзакцій та чесну поведінку.

Який процес виконання валідаторського вузла?

Операція як валідатор вузла вимагає процесу з шести кроків. Це включає вибір блокчейну, налаштування апаратного забезпечення, встановлення програмного забезпечення, приєднання як валідатора, моніторинг вузла та управління винагородами.

Для ефективної роботи валідаторського вузла необхідні такі кроки:

1. Вибрати блокчейн

   Перший крок – вибрати блокчейн, бажано той, що має високий обсяг транзакцій і потребу в валідаторах. Мережі, такі як Ethereum, Solana та Cosmos, є популярними варіантами завдяки своїй постійній активності.

2. Налаштування апаратного забезпечення

   Щоб запустити вузол, валідаторам знадобиться комп'ютер з відповідною оперативною пам'яттю, сховищем та обчислювальною потужністю. Кожен блокчейн має свої власні специфікації щодо вимог до апаратного забезпечення. Наприклад, Ethereum вимагає мінімум 32 ГБ оперативної пам'яті та 2 ТБ SSD, тоді як Solana вимагає більш потужного обладнання з принаймні 128 ГБ оперативної пам'яті та високошвидкісного сховища NVMe.

3. Встановити програмне забезпечення

   Валідаор повинен встановити та налаштувати програмне забезпечення для обраного блокчейну. Усі блокчейни використовують різне програмне забезпечення для валідації. Вкрай важливо підтримувати програмне забезпечення в актуальному стані та використовувати надійні паролі для захисту валідаційних вузлів від спроб хакерських атак.

4. Приєднатися як валідатор

   Блокчейни PoS вимагають внесення необхідної кількості криптовалюти та приєднання до мережі як валідатор. Наприклад, Ethereum вимагає 32 ETH, тоді як інші мережі можуть мати різні вимоги до участі. З іншого боку, у блокчейнах PoA для приєднання буде потрібен доказ особи. Деякі блокчейни вимагають, щоб валідатори приєднувалися до групи валідаторів.

5. Моніторинг вузла

   Валідатори повинні постійно моніторити свій вузол, щоб забезпечити його безперебійну роботу та вирішити будь-які проблеми, які можуть виникнути. Це включає в себе моніторинг продуктивності системи, підключення до мережі та забезпечення правильного функціонування програмного забезпечення в будь-який момент.

6. Управління винагородами

   Блокчейни виплачують валідаторам у формі криптовалюти. Валідатори повинні добре знати структуру винагород і процес їх отримання. Залежно від мережі, винагороди можуть варіюватися від 4% до 15% річних від внесеної суми.

Нові тренди та інновації в галузі валідації блокчейн

Потреба в більш безпечних, масштабованих і практичних рішеннях стимулює значні розробки та досягнення в валідації блокчейн.

Одна з тенденцій – це розвиток методів консенсусу, що виходять за межі традиційних моделей PoW та PoS. Протоколи, такі як доказ спалювання (PoB), PoA та доказ простору (PoSpace), забезпечують унікальні методи валідації, зосереджені на участі користувачів, безпеці та енергоефективності.

Іншою інновацією є використання доказів з нульовим знанням (zero-knowledge proofs), які покращують безпеку та приватність, дозволяючи валідаторам підтверджувати транзакції без розкриття підлягаючих даних. Крім того, розробляються рішення з інтероперабельності для полегшення комунікації та передачі вартості між різними блокчейн-платформами, сприяючи більш інтегрованій та ефективній блокчейн-екосистемі.

Ці досягнення ознаменували початок нової ери в технології блокчейн, зробивши блокчейни більш широко застосовними, доступними та стійкими в багатьох галузях.