Роль валидаторов в блокчейне

Валидаторы играют ключевую роль в функционировании блокчейна, отвечая за верификацию транзакций и добавление новых блоков в цепочку.

В механизмах консенсуса блокчейна, таких как Proof-of-Stake (PoS) и Proof-of-Authority (PoA), валидаторы выполняют критически важную функцию проверки транзакций. Они удостоверяются, что новые операции соответствуют правилам сети и что у отправителя достаточно средств для совершения перевода.

Помимо этого, валидаторы обеспечивают безопасность блокчейна, отслеживая потенциально вредоносную активность, например, попытки двойного расходования. Двойное расходование – это ситуация, когда одни и те же средства пытаются потратить дважды. Блокчейны предотвращают это с помощью комбинации открытого реестра и криптографических алгоритмов.

За свою работу валидаторы получают вознаграждение в нативной криптовалюте соответствующего блокчейна. К примеру, валидаторы в сети Gate получают выплаты в токенах GT.

Механизм работы валидаторов в Proof-of-Stake (PoS)

В блокчейнах с PoS валидаторы проверяют корректность транзакций в предлагаемом блоке, добавляют его в цепочку и ведут учет в реестре. За эту деятельность они получают вознаграждение в криптовалюте.

В PoS-блокчейнах валидаторы выполняют три основные функции: клиент валидатора, оператор ноды и стейкер. Клиент валидатора – это программное приложение, которое хранит и использует приватные ключи для верификации состояния блокчейна. Оператор ноды – это физическое или юридическое лицо, управляющее программным и аппаратным обеспечением валидатора. Стейкер – это тот, кто вносит криптовалюту в качестве залога для получения статуса валидатора.

Из пула валидаторов случайным образом выбирается один для предложения нового блока. Выбранный валидатор формирует блок и рассылает его по сети. Сообщество валидаторов проверяет транзакции в предложенном блоке. Важно отметить, что финальность достигается только для подтвержденных транзакций.

В блокчейне Gate общее число валидаторов разделено на подгруппы для параллельной обработки нескольких блоков, что ускоряет верификацию транзакций. Процесс согласования состояния блокчейна валидаторами называется достижением консенсуса.

Существуют также блокчейны с делегированным доказательством доли (DPoS), где пользователи сети голосуют за делегатов, которые будут проверять следующий блок. По сравнению с PoS, DPoS обеспечивает более оптимизированное управление и быстрый консенсус за счет меньшего числа валидаторов при сохранении децентрализации. Делегаты распределяют полученное вознаграждение между проголосовавшими за них пользователями.

Принцип работы валидаторов в Proof-of-Authority (PoA)

В блокчейнах с PoA группа валидаторов, отобранных на основе их репутации, подтверждает транзакции и создает новые блоки.

Механизм консенсуса PoA основан на небольшой группе предварительно выбранных валидаторов, ответственных за генерацию новых блоков и поддержание целостности сети. Этот подход эффективен в частных или корпоративных блокчейнах, где валидаторами становятся доверенные лица или организации, а децентрализация не является приоритетом.

Для того чтобы стать валидатором в PoA-сети, обычно требуется официальная идентификация в блокчейне, связь с организацией-хостом и отсутствие судимостей. После утверждения валидаторы получают полномочия на проверку транзакций и добавление блоков в цепочку.

В PoA-сетях валидаторы используют специальное программное обеспечение для обработки транзакций и формирования блоков. Валидаторы выбираются, как правило, на основе их репутации, для предложения блоков. В некоторых системах для каждого блока выбирается один валидатор в качестве "лидера", который предлагает блок сети.

Затем этот лидер проверяется другими валидаторами посредством консенсуса, что гарантирует валидность блока перед его добавлением в цепочку. Критерии и процесс выбора лидера могут существенно различаться в разных реализациях PoA.

Если валидатор одобряет вредоносную или мошенническую транзакцию, он может быть наказан временным или постоянным исключением из списка валидаторов.

Отличия между майнерами и валидаторами

В PoW-блокчейнах, таких как Bitcoin, майнеры верифицируют и добавляют транзакции в цепочку путем майнинга, в то время как другие узлы выступают в роли валидаторов, проверяя транзакции и блоки без участия в процессе майнинга. В стейкинговых системах валидаторы подтверждают транзакции и создают блоки на основе своей доли без интенсивных вычислений.

И майнеры, и валидаторы обеспечивают корректность транзакций и добавляют блоки в блокчейн. Однако их обязанности и методы работы различаются в зависимости от типа блокчейна.

В PoW-системах майнеры решают сложные математические задачи для добавления блоков в цепочку. При этом они верифицируют транзакции, включая их в майнящиеся блоки. Решение этих задач требует значительных вычислительных мощностей и конкуренции с другими майнерами. Майнер, первым решивший задачу, добавляет свой блок в блокчейн и получает вознаграждение в криптовалюте или комиссию за транзакции.

Валидаторам в PoS и PoA блокчейнах поручена верификация транзакций. В PoS-блокчейнах, таких как Gate, они выбираются на основе количества застейканных монет. В PoA-блокчейнах выбор основан на репутации и личности валидатора. Система вознаграждает валидаторов за подтверждение транзакций и честное поведение.

Процесс запуска валидаторской ноды

Запуск валидаторской ноды включает шесть основных этапов: выбор блокчейна, настройку оборудования, установку ПО, присоединение в качестве валидатора, мониторинг ноды и управление вознаграждениями.

Для эффективной работы валидаторской ноды необходимо выполнить следующие шаги:

Выбор блокчейна

Первым шагом является выбор блокчейна, желательно с высоким объемом транзакций и потребностью в валидаторах.

Настройка оборудования

Для запуска ноды валидаторам потребуется компьютер с достаточным объемом оперативной памяти, хранилища и вычислительной мощности. Каждый блокчейн имеет свои требования к аппаратному обеспечению.

Установка программного обеспечения

Валидатору необходимо установить и настроить ПО для выбранного блокчейна. Разные блокчейны используют различное ПО для валидации. Важно поддерживать ПО в актуальном состоянии и использовать надежные пароли для защиты валидаторских нод от взлома.

Присоединение в качестве валидатора

PoS-блокчейны требуют стейкинга определенного количества криптовалюты для присоединения к сети в качестве валидатора. В PoA-блокчейнах для этого потребуется подтверждение личности. Некоторые блокчейны требуют, чтобы валидаторы присоединялись к пулам.

Мониторинг ноды

Валидаторы должны постоянно следить за работой своей ноды, обеспечивая ее бесперебойное функционирование и оперативно устраняя возникающие проблемы.

Управление вознаграждениями

Блокчейны выплачивают валидаторам вознаграждение в криптовалюте. Валидаторам необходимо хорошо разбираться в структуре вознаграждений и процессе их получения.

Новые тенденции и инновации в валидации блокчейнов

Потребность в более безопасных, масштабируемых и практичных решениях приводит к заметным разработкам и прорывам в сфере блокчейн-валидации.

Одна из тенденций – разработка методов консенсуса, выходящих за рамки традиционных моделей PoW и PoS. Такие протоколы, как Proof-of-Burn (PoB), PoA и Proof-of-Space (PoSpace), предлагают уникальные методы валидации, ориентированные на вовлечение пользователей, безопасность и энергоэффективность.

Другой инновацией является применение доказательств с нулевым разглашением, повышающих безопасность и конфиденциальность, позволяя валидаторам подтверждать транзакции без раскрытия базовых данных. Кроме того, разрабатываются решения по обеспечению совместимости, которые облегчат коммуникацию и передачу ценности между разнородными блокчейн-платформами, способствуя созданию более интегрированной и эффективной блокчейн-экосистемы.

Эти достижения открывают новую эру блокчейн-технологий, делая их более широко применимыми, доступными и устойчивыми во многих отраслях.