Валідаційники у блокчейні: охоронці безпеки криптовалют

Валідаційні вузли та майнери: у чому різниця?

Говорячи про безпеку блокчейну, багато хто легко плутає два поняття: валідаційні вузли та майнери, хоча обидва відповідають за забезпечення точності транзакцій і додавання блоків до блокчейну, їхні способи роботи та обов’язки суттєво різняться.

У системах на кшталт Біткоїна, що базуються на PoW (доказі роботи), майнери додають блоки шляхом розв’язання складних математичних задач. Цей процес вимагає величезних обчислювальних потужностей і конкуренції з іншими майнерами. Перший, хто розв’яже задачу, може додати свій блок до блокчейну та отримати криптовалюту або комісію за транзакцію. Інші вузли виконують роль валідаторів, перевіряючи транзакції та блоки без участі у процесі майнінгу.

На відміну від цього, у системах на основі PoS (протокол довіри) та PoA (авторитетний протокол) валідатори працюють, затверджуючи транзакції та створюючи блоки без необхідності виконання інтенсивних обчислень. Їхній вибір і механізми винагороди суттєво відрізняються, що робить ці системи більш енергоефективними порівняно з традиційним доказом роботи.

Що таке валідатор у блокчейні та його основні обов’язки

Концепція валідатора у блокчейні нині стала невід’ємною частиною криптовалютної екосистеми, вони відіграють ключову роль у додаванні нових блоків і перевірці дійсності транзакцій. Валідатори життєво важливі для нормальної роботи блокчейну.

Основні обов’язки валідатора:

• Перевірка дійсності транзакцій: забезпечити відповідність нових транзакцій правилам мережі, перевірити, чи має відправник достатньо коштів для переказу
• Забезпечення безпеки мережі: контролювати зловмисну активність у мережі, наприклад, проблему “подвоєної витрати” (double spending). Блокчейн запобігає цьому, поєднуючи публічний реєстр із криптографічними алгоритмами
• Отримання винагороди: валідатори отримують нативну криптовалюту блокчейну як нагороду. Наприклад, у Solana валідатори отримують нагороду у SOL

Як працюють валідатори у системах на основі PoS

У PoS-блокчейнах валідатори перевіряють, чи є транзакції у запропонованому блоці дійсними, додають його до блокчейну та зберігають у реєстрі. За внесок вони отримують нагороду у нативній криптовалюті.

У системах на основі PoS валідатори виконують три ролі:

1. Клієнт валідатора: програма, що зберігає та використовує приватний ключ для перевірки стану блокчейну
2. Оператор вузла: особа або організація, що керує програмним забезпеченням і обладнанням валідатора
3. Заставу (стейк): криптовалюта, яку особа або організація ставить у якості застави для участі у валідаторстві

З випадкового пулу валідаторів один обирається для пропозиції нового блоку. Відповідальний за цей блок підготовлює його та поширює по мережі. Валідатори потім затверджують транзакції у цьому блоці. Зверніть увагу, що лише підтверджені транзакції отримують остаточне підтвердження.

У таких мережах, як Ethereum, валідатори поділяються на підмножини для одночасної обробки кількох блоків і прискорення підтвердження транзакцій. Функція координації стану блокчейну називається консенсус.

Існує також варіант — Довірче доведення (DPoS), коли користувачі голосують за делегатів, які підтверджують наступний блок. У порівнянні з PoS, DPoS забезпечує більш оптимізоване управління та швидший консенсус, оскільки кількість валідаторів зменшується, але при цьому зберігається децентралізація. Обрані делегати отримують нагороди та розподіляють їх між користувачами, що їх обрали.

Роль валідатора у протоколі авторитетного доведення (PoA)

У PoA-блокчейнах валідатори обираються на основі їхньої ідентичності, вони затверджують транзакції та створюють нові блоки. Механізм консенсусу PoA базується на невеликій групі заздалегідь обраних валідаторів, які відповідають за генерацію нових блоків і підтримку довіри до мережі.

Цей механізм добре працює у приватних або корпоративних блокчейнах, де обирають довірених осіб або організації, і децентралізація не є пріоритетом.

Щоб стати валідатором у PoA, зазвичай потрібно:

• Мати офіційну ідентифікацію у мережі
• Мати зв’язки з організацією, що приймає участь
• Не мати кримінального минулого

Після включення валідатор отримує завдання перевіряти транзакції та додавати їх до блокчейну.

Процес вибору валідаторів у PoS

У системах на основі PoS валідатори використовують спеціальне програмне забезпечення для управління транзакціями та створення блоків. Їх зазвичай обирають пропонувати блок залежно від кількості застейджених токенів. У деяких системах один валідатор обирається як “головний вузол” для кожного блоку, відповідальний за пропозицію цього блоку мережі. Інші валідатори підтверджують його через консенсус, щоб переконатися у дійсності блоку, перед додаванням до блокчейну.

Критерії та процес вибору головного вузла значно різняться у різних реалізаціях PoS. Якщо валідатор підтвердить шахрайські або фальшиві транзакції, його можуть покарати, наприклад, виключивши з пулу валідаторів на певний час або назавжди.

Шість кроків запуску валідаторського вузла у блокчейні

Щоб стати валідатором, потрібно пройти послідовний процес, що включає вибір блокчейну, налаштування обладнання, встановлення програмного забезпечення, приєднання як валідатора, моніторинг вузла та управління нагородами.

Конкретні кроки:

1. Вибір блокчейну
Перший крок — обрати блокчейн, бажано з високим обсягом транзакцій і потребою у валідаторах.

2. Налаштування обладнання
Для роботи валідатора потрібен комп’ютер із достатнім обсягом RAM, сховищем і обчислювальною потужністю. У кожної мережі свої вимоги до обладнання.

3. Встановлення програмного забезпечення
Валідатор має встановити та налаштувати відповідне програмне забезпечення для обраного блокчейну. Всі системи використовують різне ПЗ для валідаторства. Важливо тримати ПЗ оновленим і захищати його сильними паролями.

4. Приєднання як валідатора
У PoS потрібно застейджити необхідну кількість криптовалюти та приєднатися до мережі як валідатор. У PoA — потрібно підтвердити свою особу. Деякі мережі також вимагають приєднання до пулу валідаторів.

5. Моніторинг вузла
Валідатор має постійно контролювати роботу свого вузла, щоб забезпечити його стабільність і швидко реагувати на можливі проблеми.

6. Управління нагородами
Мережа виплачує валідаторам винагороди у криптовалюті. Важливо розуміти структуру нагород і процес їх отримання.

Останні тенденції у технологіях перевірки у блокчейні

Потреба у більш безпечних, масштабованих і практичних рішеннях стимулює значний прогрес і прориви у сфері валідаторства у блокчейні.

Зараз у галузі досліджують нові підходи до консенсусу, що виходять за межі традиційних PoW і PoS. Протоколи, такі як PoB (запалювання доказів), PoA та PoSpace (протокол простору), пропонують унікальні методи перевірки, зосереджені на участі користувачів, безпеці та енергоефективності.

Ще одним інноваційним напрямком є застосування нульових знань (zero-knowledge proofs), що підвищують безпеку і приватність, дозволяючи валідаторам підтверджувати транзакції без розкриття базових даних. Також розробляються рішення для міжланцюгової взаємодії (cross-chain interoperability), що полегшить комунікацію і передачу цін між різними платформами, сприяючи створенню більш інтегрованої та ефективної блокчейн-екосистеми.

Ці досягнення відкривають нову еру у технологіях блокчейну, роблячи їх більш широкодоступними, безпечними і сталими для застосування у багатьох галузях.