誰在區塊鏈上驗證和驗證交易？

了解節點在區塊鍊網絡中的作用

在區塊鍊網絡中，節點是事務驗證和驗證的骨幹。運行完整節點的網絡中的每個參與者都維護著區塊鏈分類帳的完整副本。這些節點負責在整個網絡上接收，驗證和中繼交易。當用戶啟動交易時，它會廣播到附近的節點。每個節點都根據一組預定義的規則檢查交易，包括驗證數字簽名，確保發件人具有足夠的餘額，並確認交易格式有效。只有在通過這些檢查之後才被認為是“經過驗證”的交易，並有資格將其納入新塊。

• 一個節點驗證了加密簽名，以確認發件人對私鑰的所有權。
• 它通過引用現有區塊鏈狀態來檢查雙支出。
• 它確保交易遵守網絡的共識規則。

如果這些檢查中的任何一個失敗，節點會拒絕交易，並且不會進一步傳播。這個分散的驗證過程可確保沒有任何一個實體控制驗證過程，從而增強了區塊鏈系統的無信任性質。

礦工在工作證明系統中的功能

在工作證明（POW）區塊鏈中，礦工在交易驗證中起著至關重要的作用。節點驗證交易後，將它們分組為候選塊。然後，礦工競爭解決計算密集的加密拼圖。第一個解決難題的礦工將新塊廣播到網絡。其他節點驗證了塊的完整性，包括檢查其中的所有交易都是有效的，並且解決難題的解決方案符合網絡的難度目標。

• 礦工從Mempool （內存池）收集交易。
• 他們構建一個塊，並試圖找到一個有效的NONCE ，該noce在目標以下產生哈希。
• 發現後，該塊將通過其他節點發送到網絡進行驗證。

成功的礦工獲得了獎勵和交易費用作為激勵措施。此過程不僅可以確保網絡，還確保僅將有效的交易添加到區塊鏈中。礦工之間的分散競爭使惡意演員無法輕易操縱分類帳。

驗證驗證區塊鏈中的驗證者

在諸如以太坊2.0之類的驗證（POS）系統中，礦工的作用被驗證者取代。選擇驗證者沒有解決難題，而是根據其“股份”作為抵押品的加密貨幣量提出並證明新塊。要成為驗證器，用戶必須存入最少的硬幣（以太坊的情況下為32 ETH），以固定智能合約。然後，網絡隨機選擇驗證器以創建塊並確認其他塊。

• 驗證者提出了包含經過驗證的交易的新塊。
• 其他驗證者證明了擬議塊的有效性。
• 當驗證者的超級差異同意該塊的合法性時，就達成了共識。

如果驗證者不誠實地行事（例如試圖驗證無效的交易），他們冒著通過稱為Slashing的過程而損失部分或全部固定資金的風險。這種經濟抑制可確保誠實的行為。驗證者將獲得交易費用和新鑄造的硬幣，使他們的利益與網絡安全保持一致。

共識算法在交易終結中的作用

共識算法是確保區塊鍊網絡中所有參與者一致的協議。無論是POW，POS還是其他變體，例如授權證明（DPO）或實用的拜占庭容錯（PBFT） ，每種算法都定義了交易的驗證和最終確定。這些機制阻止了叉子，並確保一旦確認交易，就無法在沒有壓倒網絡勾結的情況下逆轉。

• 在POW中，最長的鏈條規則確定了區塊鏈的有效版本。
• 在POS中，諸如Casper FFG Mark之類的終端小工具在足夠的證明後是不可逆的。
• 在DPO中，當選代表代表代幣持有人驗證交易。

每個節點獨立驗證是否遵循共識規則。例如，在以太坊中，當三分之二的有效驗證器證明它時，將考慮一個塊最終確定，然後隨後的檢查點確認了這一點。這種多層驗證可確保交易終結性並防止雙重支出攻擊。

智能合同如何在某些區塊鏈上自動驗證

在以太坊等平台上，智能合約可以通過在應用程序級別執行特定規則來在交易驗證中發揮作用。基礎區塊鏈驗證基本事務（簽名，餘額等）時，智能合約執行其他邏輯。例如，分散的交易所（DEX）合同可以驗證用戶在執行交易之前是否批准了令牌支出。

• 用戶在智能合約中調用具有交易數據的函數。
• 合同檢查內部條件，例如津貼限制或時間鎖。
• 如果滿足條件，合同將更新其狀態；否則，它會恢復交易。

這種驗證層發生在基本區塊鏈驗證之後。執行是透明且不可變的，這意味著所有節點都運行相同的代碼並得出相同的結果。這確保了整個網絡的一致性，並使復雜的分散應用程序可以安全地運行。

公共，私人和財團區塊鏈之間的差異

負責驗證的實體在不同的區塊鏈類型之間差異很大。在Bitcoin和以太坊等公共區塊鏈中，任何人都可以作為節點，礦工或驗證器參與。這種開放訪問可確保權力下放，但需要強大的共識機制來防止欺詐。

在私人區塊鏈中，一個組織控制可以驗證交易的組織。驗證通常由預先批准的節點執行，共識可能會使用諸如Paxos或Raft之類的簡單算法。在更快的速度中，該模型犧牲了權力下放。

財團區塊鏈由一組組織管轄。例如，一組銀行可以共同操作一個區塊鏈，每個成員運行驗證節點。交易驗證需要在財團成員之間達成協議，平衡控制和信任。

• 公眾：對所有人開放，由POW/POS保證。
• 私人：由一個實體控制，更快但集中。
• 財團：共享控制，半居中。

每個模型都確定誰可以驗證交易，以及在哪些規則下，影響安全性，速度和透明度。

常見問題

單個節點在經過驗證後可以更改該交易嗎？否。一旦交易包含在一個塊中並由網絡確認，它將需要更改所有後續塊，並控制大多數網絡計算能力（以POW）或股份（In POS）（在POS中）進行控制，這實際上是不可行的。

如果兩個節點以不同的方式驗證相同的交易，會發生什麼？節點遵循嚴格的共識規則。如果節點試圖驗證無效的事務，其他節點將拒絕其塊。網絡收斂於遵循約定規則的區塊鏈版本，丟棄無效的鏈條。

所有節點都需要驗證每筆交易嗎？是的，在完整的節點網絡中，每個節點都獨立驗證了每個事務和塊。這種冗餘可確保安全性並防止惡意參與者引入無效的數據。

輕巧的客戶（SPV錢包）如何在沒有完全驗證的情況下驗證交易？ SPV錢包依靠完整的節點進行驗證。他們僅下載塊標頭並使用默克爾的證據來確認在一個塊中存在交易，從而在不處理所有數據的情況下信任網絡的共識。