Валидаторы в блокчейне: стражи безопасности криптовалют

Валидаторы и майнеры: в чем разница?

Говоря о безопасности блокчейна, многие легко путают два понятия: валидаторы и майнеры, хотя оба отвечают за обеспечение точности транзакций и добавление блоков в блокчейн, их способы работы и обязанности значительно различаются.

В системах PoW (доказательство работы), таких как Bitcoin, майнеры добавляют блоки, решая сложные математические задачи. Этот процесс требует огромных вычислительных мощностей и конкуренции с другими майнерами. Первый, кто решит задачу, сможет добавить свой блок в блокчейн и получить награду в криптовалюте или комиссию за транзакцию. Остальные узлы выполняют роль валидаторов, проверяя транзакции и блоки без участия в майнинге.

В отличие от этого, в системах на основе PoS (доказательство доли) и PoA (доказательство авторитета), валидаторы работают, утверждая транзакции и создавая блоки без интенсивных вычислений. Их механизмы выбора и награждения полностью отличаются, что делает эти системы более энергоэффективными по сравнению с традиционным доказательством работы.

Что такое валидатор блокчейна и его основные обязанности

Понятие валидатора в блокчейне сегодня стало неотъемлемой частью криптовалютной экосистемы, они играют ключевую роль в добавлении новых блоков и проверке действительности транзакций. Валидаторы крайне важны для нормальной работы блокчейна.

Основные задачи валидатора:

• Проверка действительности транзакций: убедиться, что новые транзакции соответствуют правилам сети, проверить, есть ли у отправителя достаточно средств для перевода
• Обеспечение безопасности сети: мониторинг злоумышленной активности, такой как “двойная трата” (когда одни и те же средства тратятся дважды). Блокчейн предотвращает такие ситуации, сочетая публичную книгу с криптографическими алгоритмами
• Получение вознаграждения: валидаторы получают нативную криптовалюту блокчейна в качестве награды. Например, валидаторы в Solana получают награду в виде токенов SOL

Как работают валидаторы в системах на основе PoS

В блокчейнах на базе PoS валидаторы проверяют, действительно ли транзакции в предложенном блоке, добавляют его в цепочку и сохраняют запись в реестре. В качестве вклада они получают награду в нативной криптовалюте.

В системах PoS валидаторы выполняют три роли:

1. Клиент валидатора: программное обеспечение, хранящее и использующее приватные ключи для проверки состояния блокчейна
2. Оператор узла: физическое или юридическое лицо, управляющее программным обеспечением и аппаратным обеспечением валидатора
3. Доля залога: криптовалюта, которую личность или организация вкладывает в качестве залога для становления валидатором

Из случайно выбранного пула валидаторов один выбирается для предложения блока. Этот предложитель формирует блок и транслирует его по сети. Сообщество валидаторов затем одобряет транзакции в блоке. Обратите внимание, что только подтвержденные транзакции могут получить окончательное подтверждение.

В таких блокчейнах, как Ethereum, все валидаторы делятся на подмножества для одновременной обработки нескольких блоков и ускорения проверки транзакций. Функция координации состояния блокчейна называется консенсус.

Также существует вариация — Доверенное доказательство доли (DPoS), при которой пользователи сети голосуют за представителей, которые проверяют следующий блок. В отличие от PoS, DPoS обеспечивает более оптимальное управление и быстрый консенсус за счет уменьшения числа валидаторов, при этом сохраняя децентрализацию. Обранные представители получают награды и распределяют их среди своих избирателей.

Роль валидаторов в системе доказательства авторитета (PoA)

В блокчейнах PoA валидаторы выбираются на основе их идентичности, они утверждают транзакции и создают новые блоки. Механизм консенсуса PoA состоит из небольшого числа заранее выбранных валидаторов, которые отвечают за генерацию новых блоков и поддержание доверия к сети.

Этот механизм хорошо подходит для частных или корпоративных блокчейнов, где доверенные лица или организации выступают в роли валидаторов, а децентрализация не является приоритетом.

Чтобы стать валидатором в сети PoA, обычно требуется:

• иметь официальную идентификацию в блокчейне
• быть связанным с принимающей организацией
• не иметь криминального прошлого

После включения валидатор получает задачу проверять транзакции и добавлять блоки в цепочку.

Процесс выбора валидатора в сети PoS

В системах PoS валидаторы используют специальное программное обеспечение для управления транзакциями и созданием блоков. Обычно их выбирают пропорционально количеству заложенных токенов. В некоторых системах один валидатор назначается “ведущим узлом” для каждого блока, который предлагает его в сеть. Затем этот лидер проходит проверку другими валидаторами через механизм консенсуса, чтобы подтвердить его правильность, прежде чем блок будет добавлен в цепочку.

Критерии и процедуры выбора ведущего узла значительно различаются в разных реализациях PoS. Если валидатор одобрит мошенническую или фальсифицированную транзакцию, его могут наказать, исключив из списка валидаторов на определённое время или полностью заблокировав.

Шесть шагов запуска узла валидатора блокчейна

Чтобы стать валидатором, необходимо пройти последовательный процесс, включающий выбор блокчейна, настройку оборудования, установку программного обеспечения, присоединение в качестве валидатора, мониторинг узла и управление наградами.

Конкретные шаги:

1. Выбор блокчейна
Первый шаг — выбрать блокчейн, желательно с высоким объемом транзакций и требующий валидаторов.

2. Настройка оборудования
Для работы узла валидатора нужен компьютер с достаточным объемом RAM, хранилища и вычислительной мощности. У каждого блокчейна есть свои требования к аппаратному обеспечению.

3. Установка программного обеспечения
Валидатор должен установить и настроить соответствующее программное обеспечение для выбранного блокчейна. Все блокчейны используют разные программы для проверки. Также важно держать ПО в актуальном состоянии и использовать сложные пароли для защиты узла.

4. Вступление в сеть как валидатор
В системах PoS необходимо заложить требуемое количество криптовалюты и присоединиться к сети как валидатор. В системах PoA — требуется подтверждение личности. Некоторые блокчейны также требуют присоединения к пулу валидаторов.

5. Мониторинг узла
Валидатор должен постоянно следить за работой узла, чтобы обеспечить его стабильность и своевременно решать возникающие проблемы.

6. Управление наградами
За работу в сети валидаторы получают вознаграждение в криптовалюте. Важно хорошо понимать структуру наград и процесс их получения.

Современные направления развития технологий проверки в блокчейне

Потребность в более безопасных, масштабируемых и практичных решениях стимулирует значительные достижения и инновации в области проверки блокчейна.

В настоящее время индустрия исследует новые механизмы консенсуса, превосходящие традиционные PoW и PoS. Такие протоколы, как доказательство сжигания (PoB), доказательство авторитета (PoA) и доказательство пространства (PoSpace), предлагают уникальные методы проверки, ориентированные на участие пользователей, безопасность и энергоэффективность.

Еще одним инновационным направлением является применение нулевых знаний (zero-knowledge proofs), повышающих безопасность и приватность, позволяя валидаторам подтверждать транзакции без раскрытия исходных данных. Также разрабатываются решения межцепочечной совместимости, которые облегчат коммуникацию и передачу ценностей между разными платформами, способствуя созданию более интегрированной и эффективной блокчейн-экосистемы.

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