Роль валидаторів у блокчейні

Валідатори відіграють ключову роль у функціонуванні блокчейну, відповідаючи за верифікацію транзакцій та додавання нових блоків у ланцюг.

У механізмах консенсусу блокчейна, таких як Proof-of-Stake (PoS) та Proof-of-Authority (PoA), валідатори виконують критично важливу функцію перевірки транзакцій. Вони підтверджують, що нові операції відповідають правилам мережі та що у відправника достатньо коштів для здійснення переказу.

Окрім цього, валідатори забезпечують безпеку блокчейну, відстежуючи потенційно шкідливу активність, наприклад, спроби подвійного витрачання. Подвійне витрачання – це ситуація, коли одні й ті ж кошти намагаються витратити двічі. Блокчейни запобігають цьому за допомогою комбінації відкритого реєстру та криптографічних алгоритмів.

За свою роботу валідатори отримують винагороду в нативній криптовалюті відповідного блокчейна. Наприклад, валідатори в мережі Gate отримують виплати в токенах GT.

Механізм роботи валідаторів у Proof-of-Stake (PoS)

У блокчейнах з PoS валідатори перевіряють коректність транзакцій у запропонованому блоці, додають його до ланцюга та ведуть облік у реєстрі. За цю діяльність вони отримують винагороду в криптовалюті.

У PoS-блокчейнах валідатори виконують три основні функції: клієнт валідатора, оператор вузла та стейкер. Клієнт валідатора – це програмний додаток, який зберігає та використовує приватні ключі для верифікації стану блокчейна. Оператор вузла – це фізична або юридична особа, що керує програмним та апаратним забезпеченням валідатора. Стейкер – це той, хто вносить криптовалюту як заставу для отримання статусу валідатора.

З пулу валідаторів випадковим чином обирається один для пропозиції нового блоку. Вибраний валідатор формує блок і розсилає його по мережі. Спільнота валідаторів перевіряє транзакції у запропонованому блоці. Важливо зазначити, що фінальність досягається лише для підтверджених транзакцій.

У блокчейні Gate загальна кількість валідаторів поділена на підгрупи для паралельної обробки кількох блоків, що прискорює верифікацію транзакцій. Процес узгодження стану блокчейну валідаторами називається досягненням консенсусу.

Існують також блокчейни з делегованим доказом частки (DPoS), де користувачі мережі голосують за делегатів, які будуть перевіряти наступний блок. У порівнянні з PoS, DPoS забезпечує більш оптимізоване управління і швидкий консенсус завдяки меншій кількості валідаторів при збереженні децентралізації. Делегати розподіляють отримане винагороду між тими, хто голосував за них користувачами.

Принцип роботи валідаторів у Proof-of-Authority (PoA)

У блокчейнах з PoA група валідаторів, відібраних на основі їхньої репутації, підтверджує транзакції та створює нові блоки.

Механізм консенсусу PoA базується на невеликій групі попередньо обраних валідаторів, відповідальних за генерацію нових блоків та підтримання цілісності мережі. Цей підхід ефективний у приватних або корпоративних блокчейнах, де валідаторами стають довірені особи або організації, а децентралізація не є пріоритетом.

Щоб стати валідатором у PoA-мережі, зазвичай потрібна офіційна ідентифікація в блокчейні, зв'язок з організацією-хазяїном і відсутність судимостей. Після затвердження валідатори отримують повноваження на перевірку транзакцій і додавання блоків до ланцюга.

У PoA-мережах валідатори використовують спеціальне програмне забезпечення для обробки транзакцій і формування блоків. Валідатори зазвичай обираються на основі їх репутації для пропозиції блоків. У деяких системах для кожного блоку обирається один валідатор як "лідер", який пропонує блок мережі.

Потім цей лідер перевіряється іншими валідаторами за допомогою консенсусу, що гарантує дійсність блоку перед його додаванням у ланцюг. Критерії та процес вибору лідера можуть суттєво відрізнятися в різних реалізаціях PoA.

Якщо валідатор затверджує шкідливу або шахрайську транзакцію, він може бути покараний тимчасовим або постійним виключенням зі списку валідаторів.

Відмінності між майнерами та валідаторами

В PoW-блокчейнах, таких як Bitcoin, майнери верифікують і додають транзакції в ланцюг шляхом майнінгу, тоді як інші вузли виконують роль валідаторів, перевіряючи транзакції та блоки без участі в процесі майнінгу. У системах стейкінгу валідатори підтверджують транзакції та створюють блоки на основі своєї частки без інтенсивних обчислень.

І майнери, і валідатори забезпечують коректність транзакцій та додають блоки в блокчейн. Проте їх обов'язки та методи роботи відрізняються в залежності від типу блокчейну.

У PoW-системах майнери вирішують складні математичні задачі для додавання блоків у ланцюг. При цьому вони верифікують транзакції, включаючи їх у майнені блоки. Рішення цих задач вимагає значних обчислювальних потужностей і конкуренції з іншими майнерами. Майнер, який першим вирішить задачу, додає свій блок у блокчейн і отримує винагороду в криптовалюті або комісію за транзакції.

Валідаторам у PoS та PoA блокчейнах доручено верифікацію транзакцій. У PoS-блокчейнах, таких як Gate, вони обираються на основі кількості заморожених монет. У PoA-блокчейнах вибір ґрунтується на репутації та особистості валідатора. Система винагороджує валідаторів за підтвердження транзакцій та чесну поведінку.

Процес запуску валідаторської ноди

Запуск валідаторської ноди включає шість основних етапів: вибір блокчейну, налаштування обладнання, встановлення ПЗ, приєднання як валідатора, моніторинг ноди та управління винагородами.

Для ефективної роботи валідаторської ноди необхідно виконати наступні кроки:

Вибір блокчейну

Першим кроком є вибір блокчейну, бажано з високим обсягом транзакцій та потребою в валідаторах.

Налаштування обладнання

Для запуску ноди валідаторам знадобиться комп'ютер з достатньою кількістю оперативної пам'яті, сховища та обчислювальної потужності. Кожен блокчейн має свої вимоги до апаратного забезпечення.

Встановлення програмного забезпечення

Валідатору необхідно встановити і налаштувати ПЗ для вибраного блокчейну. Різні блокчейни використовують різне ПЗ для валідації. Важно підтримувати ПЗ в актуальному стані та використовувати надійні паролі для захисту валідаторських вузлів від зламу.

Приєднання в якості валідатора

PoS-блокчейни вимагають стейкінгу певної кількості криптовалюти для приєднання до мережі в якості валідатора. У PoA-блокчейнах для цього знадобиться підтвердження особистості. Деякі блокчейни вимагають, щоб валідатори приєднувалися до пулів.

Моніторинг ноди

Валідатори повинні постійно слідкувати за роботою своєї ноди, забезпечуючи її безперебійну функціональність та оперативно усуваючи виникаючі проблеми.

Управління винагородами

Блокчейни виплачують валідаторам винагороду в криптовалюті. Валідаторам необхідно добре розбиратися в структурі винагород і процесі їх отримання.

Нові тенденції та інновації в валідації блокчейнів

Потреба в більш безпечних, масштабованих та практичних рішеннях призводить до помітних розробок і проривів у сфері блокчейн-валидації.

Одна з тенденцій – розробка методів консенсусу, які виходять за рамки традиційних моделей PoW та PoS. Такі протоколи, як Proof-of-Burn (PoB), PoA та Proof-of-Space (PoSpace), пропонують унікальні методи валідації, орієнтовані на залучення користувачів, безпеку та енергоефективність.

Іншою інновацією є застосування доказів з нульовим розкриттям, що підвищують безпеку та конфіденційність, дозволяючи валідаторам підтверджувати транзакції без розкриття базових даних. Крім того, розробляються рішення для забезпечення сумісності, які полегшать комунікацію та передачу цінності між різнорідними блокчейн-платформами, сприяючи створенню більш інтегрованої та ефективної блокчейн-екосистеми.

Ці досягнення відкривають нову еру блокчейн-технологій, роблячи їх більш широко застосовними, доступними та стійкими в багатьох галузях.