Người xác thực trong chuỗi khối: Người gác cổng an toàn của tiền điện tử

Validator và Thợ mỏ: Sự khác biệt ở đâu?

Nói về an ninh blockchain, nhiều người dễ nhầm lẫn hai khái niệm: validator và thợ mỏ mặc dù đều chịu trách nhiệm đảm bảo tính chính xác của giao dịch và thêm khối vào blockchain, nhưng cách thức hoạt động và trách nhiệm của chúng lại hoàn toàn khác nhau.

Trong hệ thống PoW (bằng chứng công việc) như Bitcoin, thợ mỏ thêm khối bằng cách giải các câu đố toán học phức tạp. Quá trình này đòi hỏi sức mạnh tính toán lớn và cạnh tranh với các thợ mỏ khác. Thợ mỏ giải được câu đố đầu tiên có thể thêm khối của mình vào blockchain và nhận phần thưởng tiền mã hóa hoặc phí giao dịch. Các nút khác đóng vai trò là validator, xác thực giao dịch và khối mà không tham gia vào quá trình đào mỏ.

Ngược lại, trong các hệ thống dựa trên cổ phần như PoS (bằng chứng cổ phần) và PoA (bằng chứng quyền lực), validator hoạt động bằng cách phê duyệt giao dịch và tạo khối mà không cần thực hiện các phép tính nặng. Cơ chế lựa chọn và thưởng của họ hoàn toàn khác, khiến các hệ thống này tiết kiệm năng lượng hơn so với phương pháp bằng chứng công việc truyền thống.

Validator là gì và trách nhiệm cốt lõi của chúng

Khái niệm validator ngày nay đã trở thành phần không thể thiếu trong hệ sinh thái tiền mã hóa, đóng vai trò quan trọng trong việc thêm khối mới và kiểm tra tính hợp lệ của giao dịch. Validator rất quan trọng đối với hoạt động bình thường của blockchain.

Nhiệm vụ chính của validator là:

• Xác thực tính hợp lệ của giao dịch: Đảm bảo giao dịch mới phù hợp với quy tắc mạng, kiểm tra xem người gửi có đủ số dư để chuyển tiền không
• Bảo vệ an ninh mạng: Giám sát các hoạt động độc hại trong mạng, như vấn đề “gấp đôi chi” (double spend). Blockchain ngăn chặn điều này bằng cách kết hợp sổ cái công khai với thuật toán mật mã
• Nhận phần thưởng: Validator sẽ nhận phần thưởng bằng tiền mã hóa gốc của blockchain, ví dụ như validator trong blockchain Solana nhận phần thưởng SOL

Cách validator hoạt động trong hệ thống PoS

Trong blockchain PoS, validator kiểm tra tính hợp lệ của các giao dịch trong khối đề xuất, thêm khối vào blockchain và lưu trữ hồ sơ trong sổ cái. Như một đóng góp, họ nhận phần thưởng bằng tiền mã hóa gốc.

Trong blockchain PoS, validator đóng vai trò gồm ba phần:

1. Client validator: Ứng dụng phần mềm lưu trữ và sử dụng khóa riêng để xác thực trạng thái blockchain
2. Nhà vận hành nút: Cá nhân hoặc tổ chức vận hành và quản lý phần mềm và phần cứng validator
3. Số tiền đặt cọc: Tiền mã hóa mà cá nhân hoặc tổ chức đặt cọc để trở thành validator

Từ nhóm validator được chọn ngẫu nhiên, một validator được chọn ngẫu nhiên để đề xuất một khối. Người đề xuất chuẩn bị khối và phát tán đề xuất đó ra toàn mạng. Cộng đồng validator sau đó phê duyệt các giao dịch trong khối. Lưu ý rằng chỉ các giao dịch đã được xác thực mới được xác nhận cuối cùng.

Các blockchain PoS như Ethereum chia tất cả validator thành các tập con khác nhau để xử lý nhiều khối cùng lúc và tăng tốc độ xác thực giao dịch. Chức năng điều phối trạng thái blockchain của validator gọi là đồng thuận (consensus).

Cũng tồn tại một biến thể gọi là Delegated Proof of Stake (DPoS), trong đó người dùng mạng bỏ phiếu bầu chọn đại diện để xác thực khối tiếp theo. So với PoS, DPoS cung cấp quản trị tối ưu hơn và đồng thuận nhanh hơn, vì số lượng validator giảm đi mà không ảnh hưởng đến tính phi tập trung. Các đại diện được chọn sẽ chia phần thưởng kiếm được cho các người dùng đã bầu chọn họ.

Vai trò của validator trong hệ thống PoA

Trong blockchain PoA, dựa trên danh tính của validator, một nhóm validator được chọn để phê duyệt giao dịch và tạo khối mới. Cơ chế đồng thuận PoA gồm một nhóm nhỏ validator đã được chọn trước, chịu trách nhiệm tạo khối mới và duy trì độ tin cậy của mạng.

Cơ chế này phù hợp với blockchain riêng tư hoặc doanh nghiệp, nơi chọn các cá nhân hoặc tổ chức đáng tin cậy làm validator, trong khi tính phi tập trung không phải ưu tiên hàng đầu.

Để tham gia mạng PoA, validator thường cần:

• Có danh tính chính thức trong blockchain
• Liên kết với tổ chức chấp nhận
• Không có tiền án tiền sự

Sau khi được chấp nhận, validator sẽ được phân công nhiệm vụ xác thực giao dịch và thêm khối vào blockchain.

Quá trình chọn validator trong mạng PoS

Trong hệ thống PoS, validator sử dụng phần mềm chuyên dụng để quản lý giao dịch và tạo khối. Họ thường được chọn dựa trên số lượng token đã đặt cọc. Trong một số hệ thống, validator được chọn làm “nút chính” cho mỗi khối, có trách nhiệm đề xuất khối đó cho mạng. Sau đó, các validator khác xác nhận khối qua đồng thuận để đảm bảo tính hợp lệ, rồi mới thêm vào blockchain.

Tiêu chí và quy trình chọn nút chính này khác nhau tùy từng hệ thống PoS. Nếu validator phê duyệt các giao dịch gian lận hoặc lừa đảo, họ có thể bị phạt, bao gồm bị loại khỏi danh sách validator trong một thời gian nhất định hoặc bị cấm hoàn toàn.

6 bước để khởi động nút validator blockchain

Để trở thành validator, cần thực hiện theo trình tự gồm chọn blockchain, cấu hình phần cứng, cài đặt phần mềm, tham gia với tư cách validator, giám sát nút và quản lý phần thưởng.

Các bước cụ thể là:

1. Chọn blockchain
Bước đầu tiên là chọn một blockchain, tốt nhất là có khối lượng giao dịch lớn và cần validator.

2. Cấu hình phần cứng
Chạy validator đòi hỏi một máy tính có RAM, dung lượng lưu trữ và khả năng tính toán đủ mạnh. Mỗi blockchain có yêu cầu phần cứng riêng.

3. Cài đặt phần mềm
Validator cần cài đặt và cấu hình phần mềm phù hợp với blockchain đã chọn. Tất cả các blockchain đều dùng phần mềm riêng để xác thực. Đồng thời, cần giữ phần mềm luôn cập nhật và bảo vệ bằng mật khẩu mạnh để tránh bị tấn công.

4. Tham gia với tư cách validator
Trong hệ thống PoS, người dùng cần đặt cọc một lượng tiền mã hóa cần thiết và tham gia mạng với tư cách validator. Ngược lại, trong hệ thống PoA, cần xác thực danh tính khi tham gia. Một số blockchain còn yêu cầu validator tham gia vào pool validator.

5. Giám sát nút
Validator phải liên tục theo dõi trạng thái nút của mình để đảm bảo hoạt động bình thường và xử lý các vấn đề phát sinh.

6. Quản lý phần thưởng
Blockchain trả thưởng cho validator dưới dạng tiền mã hóa. Validator cần hiểu rõ cơ cấu thưởng và quy trình nhận thưởng.

Các xu hướng mới trong công nghệ xác thực blockchain

Nhu cầu về các giải pháp an toàn hơn, mở rộng hơn và thực tiễn hơn đang thúc đẩy các tiến bộ và đột phá trong lĩnh vực xác thực blockchain.

Hiện tại, ngành đang khám phá các phương pháp đồng thuận mới vượt ra ngoài PoW và PoS truyền thống. Các giao thức như chứng minh đốt (PoB), chứng minh quyền lực (PoA) và chứng minh không gian (PoSpace) cung cấp các phương pháp xác thực độc đáo, tập trung vào sự tham gia của người dùng, an ninh và tiết kiệm năng lượng.

Một đổi mới khác là ứng dụng của bằng chứng không kiến thức (zero-knowledge proofs), tăng cường bảo mật và quyền riêng tư, cho phép validator xác nhận giao dịch mà không tiết lộ dữ liệu nền. Ngoài ra, các giải pháp tương tác chuỗi chéo (cross-chain interoperability) đang được phát triển, giúp các nền tảng blockchain khác nhau giao tiếp và chuyển đổi giá trị dễ dàng hơn, thúc đẩy xây dựng hệ sinh thái blockchain tích hợp và hiệu quả hơn.

Những tiến bộ này mở ra kỷ nguyên mới cho công nghệ blockchain, làm cho blockchain trở nên phổ biến hơn, dễ tiếp cận hơn và bền vững hơn trong nhiều ngành công nghiệp.