谁在区块链上验证和验证交易？

了解节点在区块链网络中的作用

在区块链网络中，节点是事务验证和验证的骨干。运行完整节点的网络中的每个参与者都维护着区块链分类帐的完整副本。这些节点负责在整个网络上接收，验证和中继交易。当用户启动交易时，它会广播到附近的节点。每个节点都根据一组预定义的规则检查交易，包括验证数字签名，确保发件人具有足够的余额，并确认交易格式有效。只有在通过这些检查之后才被认为是“经过验证”的交易，并有资格将其纳入新块。

• 一个节点验证了加密签名，以确认发件人对私钥的所有权。
• 它通过引用现有区块链状态来检查双支出。
• 它确保交易遵守网络的共识规则。

如果这些检查中的任何一个失败，节点会拒绝交易，并且不会进一步传播。这个分散的验证过程可确保没有任何一个实体控制验证过程，从而增强了区块链系统的无信任性质。

矿工在工作证明系统中的功能

在工作证明（POW）区块链中，矿工在交易验证中起着至关重要的作用。节点验证交易后，将它们分组为候选块。然后，矿工竞争解决计算密集的加密拼图。第一个解决难题的矿工将新块广播到网络。其他节点验证了块的完整性，包括检查其中的所有交易都是有效的，并且解决难题的解决方案符合网络的难度目标。

• 矿工从Mempool （内存池）收集交易。
• 他们构建一个块，并试图找到一个有效的NONCE ，该noce在目标以下产生哈希。
• 发现后，该块将通过其他节点发送到网络进行验证。

成功的矿工获得了奖励和交易费用作为激励措施。此过程不仅可以确保网络，还确保仅将有效的交易添加到区块链中。矿工之间的分散竞争使恶意演员无法轻易操纵分类帐。

验证验证区块链中的验证者

在诸如以太坊2.0之类的验证（POS）系统中，矿工的作用被验证者取代。选择验证者没有解决难题，而是根据其“股份”作为抵押品的加密货币量提出并证明新块。要成为验证器，用户必须存入最少的硬币（以太坊的情况下为32 ETH），以固定智能合约。然后，网络随机选择验证器以创建块并确认其他块。

• 验证者提出了包含经过验证的交易的新块。
• 其他验证者证明了拟议块的有效性。
• 当验证者的超级差异同意该块的合法性时，就达成了共识。

如果验证者不诚实地行事（例如试图验证无效的交易），他们冒着通过称为Slashing的过程而损失部分或全部固定资金的风险。这种经济抑制可确保诚实的行为。验证者将获得交易费用和新铸造的硬币，使他们的利益与网络安全保持一致。

共识算法在交易终结中的作用

共识算法是确保区块链网络中所有参与者一致的协议。无论是POW，POS还是其他变体，例如授权证明（DPO）或实用的拜占庭容错（PBFT） ，每种算法都定义了交易的验证和最终确定。这些机制阻止了叉子，并确保一旦确认交易，就无法在没有压倒网络勾结的情况下逆转。

• 在POW中，最长的链条规则确定了区块链的有效版本。
• 在POS中，诸如Casper FFG Mark之类的终端小工具在足够的证明后是不可逆的。
• 在DPO中，当选代表代表代币持有人验证交易。

每个节点独立验证是否遵循共识规则。例如，在以太坊中，当三分之二的有效验证器证明它时，将考虑一个块最终确定，然后随后的检查点确认了这一点。这种多层验证可确保交易终结性并防止双重支出攻击。

智能合同如何在某些区块链上自动验证

在以太坊等平台上，智能合约可以通过在应用程序级别执行特定规则来在交易验证中发挥作用。基础区块链验证基本事务（签名，余额等）时，智能合约执行其他逻辑。例如，分散的交易所（DEX）合同可以验证用户在执行交易之前是否批准了令牌支出。

• 用户在智能合约中调用具有交易数据的函数。
• 合同检查内部条件，例如津贴限制或时间锁。
• 如果满足条件，合同将更新其状态；否则，它会恢复交易。

这种验证层发生在基本区块链验证之后。执行是透明且不可变的，这意味着所有节点都运行相同的代码并得出相同的结果。这确保了整个网络的一致性，并使复杂的分散应用程序可以安全地运行。

公共，私人和财团区块链之间的差异

负责验证的实体在不同的区块链类型之间差异很大。在Bitcoin和以太坊等公共区块链中，任何人都可以作为节点，矿工或验证器参与。这种开放访问可确保权力下放，但需要强大的共识机制来防止欺诈。

在私人区块链中，一个组织控制可以验证交易的组织。验证通常由预先批准的节点执行，共识可能会使用诸如Paxos或Raft之类的简单算法。在更快的速度中，该模型牺牲了权力下放。

财团区块链由一组组织管辖。例如，一组银行可以共同操作一个区块链，每个成员运行验证节点。交易验证需要在财团成员之间达成协议，平衡控制和信任。

• 公众：对所有人开放，由POW/POS保证。
• 私人：由一个实体控制，更快但集中。
• 财团：共享控制，半居中。

每个模型都确定谁可以验证交易，以及在哪些规则下，影响安全性，速度和透明度。

常见问题

单个节点在经过验证后可以更改该交易吗？否。一旦交易包含在一个块中并由网络确认，它将需要更改所有后续块，并控制大多数网络计算能力（以POW）或股份（In POS）（在POS中）进行控制，这实际上是不可行的。

如果两个节点以不同的方式验证相同的交易，会发生什么？节点遵循严格的共识规则。如果节点试图验证无效的事务，其他节点将拒绝其块。网络收敛于遵循约定规则的区块链版本，丢弃无效的链条。

所有节点都需要验证每笔交易吗？是的，在完整的节点网络中，每个节点都独立验证了每个事务和块。这种冗余可确保安全性并防止恶意参与者引入无效的数据。

轻巧的客户（SPV钱包）如何在没有完全验证的情况下验证交易？ SPV钱包依靠完整的节点进行验证。他们仅下载块标头并使用默克尔的证据来确认在一个块中存在交易，从而在不处理所有数据的情况下信任网络的共识。