Qui vérifie et valide les transactions sur une blockchain?

Comprendre le rôle des nœuds dans les réseaux de blockchain

Dans un réseau de blockchain, les nœuds sont l'épine dorsale de la vérification et de la validation des transactions. Chaque participant au réseau qui gère un nœud complet maintient une copie complète du grand livre de la blockchain. Ces nœuds sont responsables de la réception, de la vérification et de la relance des transactions sur le réseau. Lorsqu'un utilisateur initie une transaction, il est diffusé aux nœuds à proximité. Chaque nœud vérifie la transaction par rapport à un ensemble de règles prédéfinies, y compris la vérification de la signature numérique , garantissant que l'expéditeur a un solde suffisant et confirmant que le format de transaction est valide. Ce n'est qu'après avoir réussi ces chèques que la transaction considérée comme «vérifiée» et éligible à l'inclusion dans un nouveau bloc.

• Un nœud valide la signature cryptographique pour confirmer la propriété de l'expéditeur de la clé privée.
• Il vérifie les dépenses doubles en faisant référence à l'état de la blockchain existant.
• Il garantit que la transaction adhère aux règles de consensus du réseau.

Si l'un de ces vérifications échoue, le nœud rejette la transaction et ne le propage pas davantage. Ce processus de vérification décentralisé garantit qu'aucune entité unique ne contrôle le processus de validation, renforçant la nature sans confiance des systèmes de blockchain.

La fonction des mineurs dans les systèmes de preuve de travail

Dans les blockchains de preuve de travail (POW) comme Bitcoin, les mineurs jouent un rôle essentiel dans la validation des transactions. Une fois que les nœuds ont vérifié les transactions, ils sont regroupés en bloc de candidats. Les mineurs rivalisent ensuite pour résoudre un puzzle cryptographique intensif en calcul. Le premier mineur à résoudre le puzzle diffuse le nouveau bloc du réseau. D'autres nœuds vérifient l'intégrité du bloc, y compris la vérification que toutes les transactions à l'intérieur sont valides et que la solution au puzzle répond à la cible de difficulté du réseau.

• Les mineurs collectent des transactions à partir du mempool (pool de mémoire).
• Ils construisent un bloc et tentent de trouver un nonce valide qui produit un hachage sous la cible.
• Une fois trouvé, le bloc est envoyé au réseau pour la validation par d'autres nœuds.

Le mineur réussi reçoit une récompense de bloc et des frais de transaction comme incitations. Ce processus sécurise non seulement le réseau, mais garantit également que seules les transactions valides sont ajoutées à la blockchain. La concurrence décentralisée entre les mineurs empêche les acteurs malveillants de manipuler facilement le grand livre.

Validateurs dans les blockchains de preuve de mise

Dans les systèmes de preuve de mise (POS) tels que Ethereum 2.0, le rôle des mineurs est remplacé par des validateurs . Au lieu de résoudre des puzzles, les validateurs sont choisis pour proposer et attester de nouveaux blocs en fonction de la quantité de crypto-monnaie qu'ils «mettent» comme garantie. Pour devenir un validateur, un utilisateur doit déposer une quantité minimale de pièces - 32 ETH dans le cas d'Ethereum - dans un contrat intelligent. Le réseau sélectionne ensuite au hasard les validateurs pour créer des blocs et confirmer les blocs des autres.

• Les validateurs proposent de nouveaux blocs contenant des transactions vérifiées.
• D'autres validateurs témoignent de la validité du bloc proposé.
• Un consensus est obtenu lorsqu'une supermajorité de validateurs s'accorde sur la légitimité du bloc.

Si un validateur agit malhonnête - tel que tentant de valider une transaction invalide - ils risquent de perdre une partie ou la totalité de leurs fonds jalonds grâce à un processus appelé Slashing . Cette dissuasion économique assure un comportement honnête. Les validateurs sont récompensés par des frais de transaction et des pièces nouvellement frappées, alignant leurs intérêts sur la sécurité du réseau.

Le rôle des algorithmes consensus dans la finalité des transactions

Les algorithmes de consensus sont les protocoles qui garantissent que tous les participants à un réseau de blockchain sont d'accord sur l'état du grand livre. Qu'il s'agisse de POW, de POS ou d'autres variantes comme la preuve d'assistance déléguée (DPO) ou la tolérance aux défauts byzantine pratique (PBFT) , chaque algorithme définit comment les transactions sont validées et finalisées. Ces mécanismes empêchent les fourches et garantissent qu'une fois une transaction confirmée, elle ne peut pas être inversée sans collusion écrasante du réseau.

• Dans POW, la règle de la chaîne la plus longue détermine la version valide de la blockchain.
• Dans POS, les gadgets de finalité comme les blocs de marque CASPER FFG sont irréversibles après suffisamment d'attestations.
• Dans DPOS, les délégués élus valident les transactions au nom des détenteurs de jetons.

Chaque nœud vérifie indépendamment que les règles de consensus sont suivies. Par exemple, dans Ethereum, un bloc est considéré comme finalisé lorsque les deux tiers des validateurs actifs l'ont attesté, et les points de contrôle ultérieurs le confirment. Cette validation multicouche assure la finalité des transactions et protège contre les attaques à double dépenses.

Comment les contrats intelligents automatisent la validation sur certaines blockchains

Sur les plateformes comme Ethereum, les contrats intelligents peuvent jouer un rôle dans la validation des transactions en appliquant des règles spécifiques au niveau de l'application. Alors que la blockchain sous-jacente valide la transaction de base (signature, solde, etc.), les contrats intelligents exécutent une logique supplémentaire. Par exemple, un contrat d'échange décentralisé (DEX) peut valider si un utilisateur a approuvé les dépenses de jetons avant d'exécuter un métier.

• Un utilisateur appelle une fonction dans un contrat intelligent avec les données de transaction.
• Le contrat vérifie les conditions internes, telles que les limites d'allocation ou les verrous.
• Si les conditions sont remplies, le contrat met à jour son état; Sinon, il reprend la transaction.

Cette couche de validation se produit après la validation de la blockchain de base. L'exécution est transparente et immuable, ce qui signifie que tous les nœuds exécutent le même code et arrivent au même résultat. Cela garantit la cohérence dans le réseau et permet aux applications décentralisées complexes de fonctionner en toute sécurité.

Différences entre les blockchains publics, privés et consortium

Les entités responsables de la validation varient considérablement entre différents types de blockchain. Dans les blockchains publics comme Bitcoin et Ethereum, n'importe qui peut participer en tant que nœud, mineur ou validateur. Cet accès ouvert assure la décentralisation mais nécessite des mécanismes de consensus robustes pour prévenir la fraude.

Dans les blockchains privés , une seule organisation contrôle qui peut valider les transactions. La validation est généralement effectuée par les nœuds pré-approuvés, et le consensus peut utiliser des algorithmes plus simples comme Paxos ou Raft . Bien que plus rapide, ce modèle sacrifie la décentralisation.

Les blockchains du consortium sont régis par un groupe d'organisations. Par exemple, un groupe de banques peut exploiter conjointement une blockchain où chaque membre exécute un nœud de validation. La validation des transactions nécessite un accord entre les membres du consortium, équilibrer le contrôle et la confiance.

• Public: Ouvert à tous, sécurisé par POW / POS.
• Privé: contrôlé par une entité, plus rapide mais centralisé.
• Consortium: contrôle partagé, semi-décentralisé.

Chaque modèle détermine qui peut vérifier les transactions et en vertu des règles, impactant la sécurité, la vitesse et la transparence.

Questions fréquemment posées

Un seul nœud peut-il modifier une transaction après sa validation? Non. Une fois qu'une transaction est incluse dans un bloc et confirmée par le réseau, la modification nécessiterait de modifier tous les blocs ultérieurs et de prendre le contrôle de la majorité de la puissance de calcul du réseau (en POW) ou de pieu (en POS), ce qui est pratiquement irréalisable.

Que se passe-t-il si deux nœuds valident la même transaction différemment? Les nœuds suivent des règles de consensus strictes. Si un nœud tente de valider une transaction non valide, d'autres nœuds rejeteront son bloc. Le réseau converge sur la version de la blockchain qui suit les règles convenues, jetant des chaînes non valides.

Tous les nœuds doivent-ils valider chaque transaction? Oui, dans les réseaux de nœuds complets, chaque nœud vérifie indépendamment chaque transaction et bloc. Cette redondance garantit la sécurité et empêche les acteurs malveillants d'introduire des données non valides.

Comment les clients légers (portefeuilles SPV) vérifient-ils les transactions sans validation complète? Les portefeuilles SPV s'appuient sur des nœuds complets pour la validation. Ils téléchargent uniquement les en-têtes de bloc et utilisent des preuves Merkle pour confirmer qu'une transaction existe dans un bloc, faisant confiance au consensus du réseau sans traiter toutes les données.