Technologia blockchain zmieniła sposób, w jaki są przeprowadzane transakcje cyfrowe. Ma również wielki wpływ na sektor finansowy ogólnie: dzięki decentralizacji nie wymaga pośredników takich jak banki czy inne instytucje finansowe. Oczywiście nie wszystko działa automatycznie – aby system funkcjonował bezpiecznie i prawidłowo niezbędne jest zatwierdzanie transakcji przez uczestników sieci. Kto zatwierdza transakcje w blockchainie? Kim są uczestnicy tych procesów? Wszystko to wyjaśnimy w poniższym poradniku.
Spis treści
Kto zatwierdza transakcje w blockchainie? Rola górników, walidatorów i węzłów
Sieć blockchain nie mogłaby działać równie skutecznie, gdyby nie jej uczestnicy, którzy pełnią funkcję weryfikatorów. Kto zatwierdza transakcje w blockchainie? W zależności od rodzaju sieci blockchain i mechanizmu konsensusu mogą to być:
- Górnicy (miners) – W sieciach opartych na PoW (Proof of Work, np. Bitcoin) transakcje zostają zatwierdzone przez górników. Odbywa się to w samym procesie wydobycia (miningu), który wymaga wielkich mocy obliczeniowych do rozwiązywania zagadek kryptograficznych.
- Walidatorzy (validators) – W systemach PoS (Proof of Stake, np. Ethereum) i jego wariantach transakcje są zatwierdzane przez walidatorów. W tym celu blokują własne tokeny jako zabezpieczenie sieci.
- Węzły (nodes) – Komputerowe jednostki, które przechowują pełną historię blockchaina. Uczestniczą w weryfikacji i propagacji transakcji w sieci.
- Inni – W innych mechanizmach konsensusu zazwyczaj używa się specjalnych podmiotów, np. delegowanych walidatorów (w DPoS – Delegated Proof of Stake) czy autoryzowanych podmiotów (w PoA – Proof of Authority)
Każdy z tych uczestników ma określoną rolę w zatwierdzaniu transakcji, zapewniając bezpieczeństwo i integralność blockchaina. Jeśli potrzebujesz doczytać podstawy, sprawdź, co to jest blockchain.
Jak działają górnicy w blockchainie i jaka jest ich rola w zatwierdzaniu transakcji?
Jak już wiemy z powyższej listy, górnicy są charakterystyczni dla systemów PoW, w których zatwierdzają transakcje poprzez wydobywanie kryptowaluty, czyli „kopanie”. Używają do tego potężnych komputerów do rozwiązywania skomplikowanych zagadek kryptograficznych, co pozwala im dodać nowy blok do blockchaina. Mining zapewnia bezpieczeństwo, ale jest energochłonny, a przez to kosztowny. Można śmiało powiedzieć, że to właśnie ten powód skłonił społeczność do szukania alternatywnych metod zatwierdzania transakcji.
Jednak jak dokładnie działają górnicy w blockchainie? Jak wygląda ten proces krok po kroku?
- Zbieranie transakcji – Użytkownicy przesyłają transakcje, które trafiają do mempoola (pamięci podręcznej oczekujących transakcji).
- Tworzenie bloku – Górnicy grupują transakcje w blok i rozpoczynają proces wydobycia.
- Rozwiązywanie zagadki kryptograficznej – W PoW konieczne jest znalezienie poprawnego hasha poprzez wykonywanie obliczeń.
- Weryfikacja bloku – Jeśli hash spełnia określone warunki, blok jest ogłaszany reszcie sieci, która go weryfikuje.
- Dodanie bloku do łańcucha – Zatwierdzony blok zostaje trwale zapisany w blockchainie, a górnik otrzymuje nagrodę w kryptowalucie.
Pozostaje do wyjaśnienia jedna kwestia: czym się różnią górnicy od walidatorów? Górnicy rywalizują o nagrodę, wykonując trudne obliczenia. Walidatorzy (w PoS) są wybierani na podstawie liczby zablokowanych tokenów (choć w wielu sieciach stosuje się dodatkowe mechanizmy losowości) i zatwierdzają transakcje bez konieczności rozwiązywania zagadek. W systemach DPoS użytkownicy głosują na reprezentantów, którzy odpowiadają za weryfikację i dodawanie transakcji do blockchaina, co zwiększa efektywność sieci.
Jak zatwierdzają transakcje w blockchainie walidatorzy?
Przybliżyliśmy już sylwetki górników, ale nie oni jedyni zatwierdzają transakcje w blockchainie. W przypadku systemów PoS to walidatorzy są kluczowymi uczestnikami sieci. Ich zadaniem jest zatwierdzanie transakcji, utrzymywanie bezpieczeństwa sieci i dodawanie nowych bloków do blockchaina. W przeciwieństwie do górników w Proof of Work (PoW), walidatorzy nie rywalizują na moc obliczeniową, lecz wykorzystują mechanizm stakingu, czyli blokowania własnych środków jako zabezpieczenia.
Jak działa zatwierdzanie transakcji przez walidatorów?
- Użytkownik wysyła transakcję – Każda transakcja przesyłana do blockchaina trafia do mempoola, czyli tymczasowego „bufora” oczekujących transakcji.
- Walidatorzy wybierają transakcje do nowego bloku – W zależności od algorytmu PoS, sieć wybiera walidatora, który ma prawo dodać nowy blok. Kryterium wyboru zależy m.in. od liczby stake’owanych tokenów (im więcej, tym większa szansa na wybór).
- Walidator sprawdza poprawność transakcji – Walidator weryfikuje, czy użytkownik posiada wystarczające środki i czy transakcja nie narusza reguł konsensusu (np. czy nie jest próbą podwójnego wydania – double spending).
- Tworzenie i podpisywanie bloku – Po zatwierdzeniu transakcji walidator grupuje je w nowy blok i podpisuje cyfrowo jako autoryzowany węzeł sieci.
- Propagacja bloku w sieci – Nowy blok zostaje przesłany do innych węzłów blockchaina. Inne walidatory sprawdzają poprawność bloku i jeśli większość go zaakceptuje, zostaje on dodany do łańcucha.
- Finalizacja bloku i nagroda dla walidatora – Po zatwierdzeniu bloku walidator otrzymuje nagrodę w postaci opłat transakcyjnych lub dodatkowych tokenów jako zachętę do dalszego utrzymywania sieci.
Warto zauważyć, że bezpieczeństwo polega nie tylko na zaufaniu do osób będących walidatorami. Do zapobiegania nadużyciom i oszustwom sieci PoS stosują mechanizm „slashingu”, czyli kar finansowych na niewłaściwe działania.
Węzły i ich rola w zatwierdzaniu transakcji
Oprócz górników i walidatorów w proces zatwierdzania transakcji zaangażowane są także węzły. Węzły to komputery lub serwery podłączone do sieci blockchain, które przechowują, weryfikują i propagują transakcje oraz bloki. Wyróżniamy kilka typów węzłów:
- Pełne węzły (Full Nodes) – Przechowują całą historię blockchaina, weryfikują każdą transakcję i uczestniczą w zatwierdzaniu nowych bloków. To one sprawiają, że blockchain jest zdecentralizowany i odporny na manipulacje.
- Lekkie węzły (Light Nodes) – Nie przechowują całego blockchaina, lecz pobierają jedynie nagłówki bloków, dzięki czemu mogą weryfikować transakcje bez dużego zużycia zasobów.
- Superwęzły (Super Nodes) – W niektórych sieciach pełnią funkcję pośredników, utrzymując stabilność sieci i pomagając synchronizować dane między innymi węzłami.
Pełne węzły odgrywają kluczową rolę w weryfikacji poprawności transakcji i bloków. Choć nie wszystkie mogą aktywnie zatwierdzać transakcje (np. dodawać je do blockchaina), to decydują o ich legalności, odrzucając nieprawidłowe operacje.
Alternatywne modele zatwierdzania transakcji w blockchainie
Niektóre blockchainy wykorzystują alternatywne mechanizmy zatwierdzania transakcji. W Delegated Proof of Stake (DPoS), np. w EOS czy TRON, użytkownicy głosują na delegowanych walidatorów. Zwiększa to efektywność, ale prowadzi do pewnej centralizacji. Proof of Authority (PoA), stosowany w VeChain, opiera się na ograniczonej liczbie zaufanych walidatorów, co przyspiesza transakcje kosztem decentralizacji.
Dlaczego transakcje w blockchainie wymagają zatwierdzenia?
Zatwierdzanie transakcji w blockchainie jest niezbędne, aby zapewnić bezpieczeństwo, integralność i wiarygodność całej sieci. Blockchain to zdecentralizowany system, w którym nie ma jednej centralnej instytucji (np. banku) nadzorującej przepływ środków. Zamiast tego rolę „strażników” systemu przejmują mechanizmy konsensusu i opisani wyżej uczestnicy sieci, tacy jak górnicy i walidatorzy.
Czy każdy może zatwierdzać transakcje w blockchainie?
W praktyce, choć blockchain jest zdecentralizowany, zatwierdzanie transakcji nie jest dostępne dla każdego – wymaga to zasobów, uprawnień lub stake’owania kryptowaluty. W PoW, np. w Bitcoinie, zatwierdzanie wymaga specjalistycznego sprzętu i dużej mocy obliczeniowej, stąd jest to dostępne głównie dla dużych kopalni kryptowalut. W PoS, np. w Ethereum 2.0, zatwierdzanie transakcji jest zarezerwowane dla walidatorów, którzy muszą posiadać i stake’ować określoną liczbę kryptowaluty.