Валидаторы играют ключевую роль в функционировании блокчейна, отвечая за добавление в цепочку новых блоков и проверку транзакций в них.
Валидаторы выполняют проверку транзакций в таких механизмах блокчейн-консенсуса, как доказательство доли владения (PoS) и доказательство полномочий (PoA). Они проверяют, соответствуют ли новые транзакции правилам сети, и убеждаются, что у отправителя достаточно средств для завершения транзакции.
Также валидаторы отвечают за обеспечение безопасности блокчейна, отслеживая сеть на предмет любых недобросовестных действий, таких как двойное расходование средств. Термин «двойная трата» означает отправку одних и тех же монет (токенов) дважды. Блокчейн предотвращает это, объединяя публичный распределенный реестр с криптографическими алгоритмами.
Валидаторы получают награду в нативной криптовалюте блокчейна. Например, валидаторы блокчейна Tron получают реварды в TRX.
Как работают валидаторы Proof-of-Stake
В PoS-блокчейне валидатор представляет из себя совокупность трех компонентов: клиент валидатора, оператор узла и стейк.
- Клиент-валидатор — это программное обеспечение, которое хранит и использует приватные ключи для подписи и проверки состояния блокчейна.
- Оператор узла — это физическое или юридическое лицо, которое запускает и управляет программным и аппаратным обеспечением клиента-валидатора.
- Стейк — это некоторое количество криптовалюты, которое блокируется в качестве залога, чтобы стать валидатором.
Один валидатор из пула валидаторов случайным образом выбирается для предложения блока. Валидатор, предложивший новый блок, готовит его и рассылает информацию по всей сети. Пул валидаторов одобряет транзакции, предложенные в блоке. Только проверенные транзакции достигают окончательности.
В блокчейне Ethereum общее количество валидаторов разделено на различные подмножества для одновременной обработки нескольких блоков, чтобы ускорить процесс подтверждения транзакций. Функция согласования валидаторами состояния блокчейна называется консенсусом.
Существуют также блокчейны с делегированным доказательством доли владения (DPoS), в которых пользователи сети голосованием выбирают делегатов для подтверждения следующего блока. По сравнению с PoS, DPoS обеспечивает более эффективное управление и более быстрый консенсус, поскольку количество валидаторов сокращается без ущерба для децентрализации. Делегаты распределяют заработанные вознаграждения между пользователями, которые их избрали.
Как работают валидаторы Proof-of-Authority
Механизм консенсуса PoA состоит из небольшой группы заранее отобранных валидаторов, которым поручено генерировать новые блоки и поддерживать достоверность сети. Он хорошо подходит для приватных или корпоративных блокчейнов, где в качестве валидаторов выбираются проверенные лица или организации, а децентрализация имеет низкий приоритет.
Чтобы попасть в сеть PoA в качестве валидатора, человек обычно должен иметь формальную идентификацию в блокчейне, связь с организацией-владельцем и отсутствие судимостей. После вступления в сеть им доверяется проверка транзакций и добавление блоков в блокчейн.
В PoS-сетях валидаторы запускают специализированное программное обеспечение для управления транзакциями и сбора блоков. Валидаторы выбираются на основе их стейка. В некоторых системах один валидатор выбирается в качестве «ноды-лидера», которому поручается предлагать новые блоки сети.
Этот лидер проверяется другими валидаторами путем консенсуса, что гарантирует достоверность блока перед добавлением его в блокчейн. Критерии и процесс выбора узла-лидера могут значительно отличаться в разных реализациях PoS.
Если проверяющий узел одобряет фиктивную или мошенническую транзакцию, он может быть наказан исключением из списка проверяющих узлов на определенный срок или бессрочно.
В чем разница между майнерами и валидаторами
В PoW-блокчейнах, таких как Биткоин, майнеры подтверждают и добавляют транзакции в блокчейн с помощью майнинга, а другие узлы выступают в роли валидаторов, проверяя транзакции и блоки без участия в процессе майнинга. Валидаторы в системах, основанных на стейкинге, утверждают транзакции и создают блоки 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, в котором они работают.
В PoW-системах майнеры вычисляют Нонс, чтобы добавить блоки в блокчейн. В процессе работы они подтверждают транзакции, включая их в добываемые блоки. Поиск правильного Нонса требует огромных вычислительных мощностей и происходит в условиях конкуренции с другими майнерами. Майнер, нашедший правильный Nonce первым, добавляет свой блок в блокчейн и получает вознаграждение в виде нативной криптовалюты и комиссий за транзакции, включенные в блок.
Валидаторам доверяется подтверждение транзакций в блокчейнах PoS и PoA. В блокчейнах PoS, таких как Ethereum, они выбираются на основе размера своего стейка, который заблокирован ими в системе в качестве залога. В PoA-блокчейне валидаторы выбираются на основе их репутации и личности. Система вознаграждает валидаторов за подтверждение транзакций и честное поведение.
Процесс запуска валидирующей ноды
Начало работы в качестве узла-валидатора состоит из шести пунктов. Он включает в себя выбор блокчейна, настройку оборудования, установку программного обеспечения, получение статуса валидатора, мониторинг эффективной работы узла и управление вознаграждениями:
- Первый шаг — выбор блокчейна, предпочтительно с высоким объемом транзакций и потребностью в валидаторах.
- Для запуска валидирующего узла потребуется компьютер с достаточным объемом оперативной памяти, памяти для хранения данных и вычислительной мощности. У каждого блокчейна свои спецификации относительно требований к оборудованию.
- Валидатору необходимо установить и настроить ПО для выбранного им блокчейна. Все блокчейны используют разное программное обеспечение для валидации, которое требуется поддерживать в актуальном состоянии и защищать от хакерских атак.
- Блокчейны PoS требуют блокировки определенного количества криптовалюты в виде залога, чтобы присоединиться к сети в качестве валидатора. Блокчейнам PoA для присоединения требуется подтверждение личности. Некоторые блокчейны требуют, чтобы валидаторы присоединились к пулу валидаторов.
- Валидаторы должны постоянно следить за работой своего узла, чтобы обеспечить его бесперебойное функционирование и устранять все возникающие проблемы.
- Блокчейн платит валидаторам реварды в виде криптовалюты. Валидаторы должны хорошо разбираться в структуре вознаграждений и процессе их получения.
Новые тенденции и инновации в области подтверждения подлинности блокчейна
Потребность в более надежных, масштабируемых и практичных решениях стимулирует заметные разработки и прорывы в области подтверждения подлинности блокчейна.
Одна из тенденций — развитие методов консенсуса, выходящих за рамки традиционных моделей PoW и PoS. Такие протоколы, как Proof-of-Burn (PoB), Proof-of-Authority (PoA) и Proof-of-Space (PoSpace), предоставляют особые методы подтверждения, ориентированные на вовлечение пользователей, безопасность и энергоэффективность.
Еще одним новшеством является использование доказательств с нулевым разглашением, которые повышают безопасность и конфиденциальность, позволяя валидаторам подтверждать транзакции без раскрытия базовых данных. Кроме того, разрабатываются решения по обеспечению совместимости, облегчающие коммуникацию и передачу ценностей между различными блокчейн-платформами, что способствует созданию более интегрированной и эффективной блокчейн-экосистемы.
Эти достижения открывают новую эру блокчейн-технологии, делая распределенные реестры более широко применимыми, доступными и устойчивыми во многих отраслях.