Що таке валідатор блокчейн?

Роль валідатора в блокчейні

Валідатори відповідають за додавання нових блоків та перевірку транзакцій у запропонованих блоках, відіграючи важливу роль у функціонуванні блокчейну.

Валідатор є ключовим елементом у валідації транзакцій у механізмах консенсусу блокчейну, таких як proof-of-stake (PoS) та proof-of-authority (PoA). Вони перевіряють, чи відповідають нові транзакції правилам мережі, та переконуються, що у відправника вистачає коштів для завершення транзакції.

Валідатори також відповідають за забезпечення безпеки блокчейну, моніторячи мережу на наявність зловмисних дій, таких як подвійне витрачання. Термін “подвійне витрачання” означає одночасне використання одних і тих самих одиниць валюти двічі. Блокчейни запобігають цьому, використовуючи відкритий реєстр, пов’язаний із криптографічними алгоритмами.

Валідатори отримують винагороди у внутрішній криптовалюті базового блокчейну. Наприклад, валідатори на блокчейні Solana отримують винагороди в SOL .

Як працюють валідатори proof-of-stake (PoS)

PoS-валідатори перевіряють, чи є транзакції у запропонованому блоці дійсними, додають блок у блокчейн і підтримують записи реєстру. За свій внесок вони отримують винагороди в рідній криптовалюті.

У PoS-блокчейнах валідатори виконують три основні ролі: клієнт-валідатор, оператор вузла та сума ставки. Клієнт-валідатор — це програмне забезпечення, яке зберігає і використовує приватні ключі для перевірки стану блокчейну. Оператор вузла — це особа або організація, яка запускає і керує програмним та апаратним забезпеченням клієнта-валідатора. Сума ставки стосується криптовалюти, яка вноситься як застава особою чи організацією, щоб стати валідатором.

Один валідатор з пулу валідаторів обирається випадково для запропонування блоку. Пропонуючий готує блок і передає пропозицію до всієї мережі. Спільнота валідаторів схвалює транзакції, запропоновані у блоці. Важливо зазначити, що лише перевірені транзакції досягають фінальної фіксації.

На блокчейні Ethereum загальна кількість валідаторів ділиться на різні підгрупи для обробки численних блоків одночасно, що пришвидшує валідацію транзакцій. Завдання валідаторів у досягненні згоди щодо стану блокчейну називається консенсусом.

Є також блокчейни з делегованим proof-of-stake (DPoS), де користувачі мережі голосують за обрання делегатів для валідації наступного блоку. У порівнянні з PoS, DPoS забезпечує більш упорядковане управління та швидший консенсус, оскільки кількість валідаторів зменшується без шкоди для децентралізації. Делегати розподіляють отримані винагороди між користувачами, які їх обрали.

Як працюють валідатори proof-of-authority (PoA)

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

Механізм консенсусу PoA складається з невеликої групи попередньо відібраних валідаторів, яким довіряють створення нових блоків та підтримку достовірності мережі. Це добре працює в приватних або корпоративних блокчейнах, де як валідаторів обирають довірених осіб чи організації, а децентралізація має нижчий пріоритет.

Щоб стати валідатором у PoA-мережі, зазвичай потрібно мати офіційну ідентифікацію в блокчейні, бути пов’язаним із хост-організацією та не мати кримінального минулого. Після прийняття на посаду валідаторів їм довіряють валідацію транзакцій і додавання блоків у блокчейн.

У PoS-мережах валідатори запускають спеціалізоване програмне забезпечення для керування транзакціями та створення блоків. Валідаторів обирають, часто базуючи вибір на їхній частці в мережі, для пропонування блоків. У деяких системах одного валідатора обирають в якості “лідера вузла” для кожного блоку, і саме він пропонує блок мережі.

Цей лідер потім перевіряється іншими валідаторами через механізм консенсусу, який забезпечує достовірність блоку перед його додаванням у блокчейн. Критерії і процес вибору цього лідера вузла можуть суттєво відрізнятися залежно від варіантів реалізації PoS.

Якщо вузол-валідатор схвалить зловмисну або шахрайську транзакцію, він може бути покараний у вигляді виключення зі списку вузлів-валідаторів на певний період або повністю.

Яка різниця між майнерами та валідаторами?

У PoW-блокчейнах, таких як Bitcoin, майнери валідують і додають транзакції в блокчейн через майнінг, тоді як інші вузли виступають валідаторами, перевіряючи транзакції та блоки без участі в майнінгу. У PoS-системах валідатори схвалюють транзакції і створюють блоки на основі їхньої ставки без інтенсивних обчислень.

Як майнери, так і валідатори забезпечують достовірність транзакцій і додають блоки в блокчейн. Однак їхні обов’язки та методи роботи відрізняються залежно від типу блокчейну, на якому вони працюють.

У PoW-системах майнери розв’язують складні завдання, щоб додати блоки до блокчейну. У процесі вони валідують транзакції, включаючи їх у добуті блоки. Розв’язання цих завдань вимагає великих обчислювальних потужностей та змагання з іншими майнерами. Майнер, який першим розв’яже задачу, отримує можливість додати свій блок до блокчейну та отримує винагороду – нативну криптовалюту чи комісії за транзакції.

У PoS- і PoA-блокчейнах валідатори відповідають за валідацію транзакцій. У PoS, таких як Ethereum, вибирають валідаторів на основі кількості монет, які вони “заставили” як заставу. У PoA-блокчейнах валідаторів обирають на основі їхньої репутації та ідентичності. Система нагороджує валідаторів за валідацію транзакцій та сумлінну поведінку.

Який процес запуску вузла валідатора?

Запуск вузла валідатора передбачає шість ключових етапів: вибір блокчейну, налаштування “заліза”, встановлення програмного забезпечення, приєднання як валідатора, моніторинг вузла та управління винагородами.

Ефективна робота вузла валідатора вимагає ряду кроків:

Вибір блокчейну

Перший крок — вибір блокчейну, бажано такого, що має високий обсяг транзакцій і потребу у валідаторах.

Налаштування обладнання

Для запуску вузла валідатора потрібен комп’ютер із достатньою кількістю оперативної пам’яті, сховищем і обчислювальною потужністю. Кожен блокчейн має свої специфічні вимоги до обладнання.

Встановлення програмного забезпечення

Валідатору необхідно встановити та налаштувати програмне забезпечення для обраного блокчейна. Усі блокчейни використовують різне програмне забезпечення для валідації. Слідкуйте за оновленнями та використовуйте надійні паролі для захисту вузлів від зломів.

Приєднання як валідатора

PoS-блокчейни вимагають внесення заставної суми криптовалюти для приєднання до мережі. У PoA-блокчейнах необхідно підтвердити свою ідентифікацію для входу. Деякі блокчейни також вимагають приєднання до пулу валідаторів.

Моніторинг вузла

Валідатори повинні постійно моніторити свій вузол, щоб забезпечувати його безперебійну роботу і виправляти можливі проблеми.

Управління винагородами

Блокчейни оплачують роботу валідаторів у вигляді криптовалюти. Валідатори повинні бути обізнані в структурі винагород і процесі їх отримання.

Нові тенденції та інновації в галузі валідації блокчейну

Потреба у більш безпечних, масштабованих і практичних рішеннях стимулює значні розробки та прориви у сфері валідації блокчейну.

Однією з тенденцій є розвиток методів консенсусу, які виходять за межі традиційних моделей PoW і PoS. Наприклад, протоколи, такі як proof-of-burn (PoB), PoA і proof-of-space (PoSpace), пропонують унікальні методи валідації, що зосереджуються на участі користувачів, безпеці та енергоефективності.

Іншою інновацією є використання zero-knowledge proof (доказів з нульовим розкриттям), які підвищують безпеку і конфіденційність, дозволяючи валідаторам перевіряти транзакції без розкриття базових даних. Крім того, розробляються рішення для інтероперабельності, які сприяють обміну даними і передаванню цінностей між різними платформами блокчейнів для створення більш інтегрованої та ефективної екосистеми блокчейнів.

Ці інновації відкривають нову епоху блокчейн-технологій, роблячи блокчейни більш доступними, застосовними та стійкими в різних галузях.