Die Definition eines Knotens kann je nach Kontext variieren. Im Kontext von Computer- oder Telekommunikationsnetzwerken können Knoten als Umverteilungspunkte oder als Kommunikationsendpunkte fungieren. Typischerweise bestehen Knoten aus physischen Netzwerkgeräten. Es gibt jedoch bestimmte Situationen, in denen virtuelle Knoten verwendet werden.

Netzwerkknoten sind Punkte, an denen Nachrichten erstellt, empfangen oder gesendet werden können. In diesem Artikel besprechen wir die verschiedenen Arten von Bitcoin-Knoten: vollständige Knoten, Superknoten, Miner-Knoten und SPV-Clients.


Node Bitcoin

Im Kontext der Blockchain als verteiltes System ist ein Netzwerk von Computerknoten die Komponente, die es ermöglicht, Bitcoin als dezentrale digitale Peer-to-Peer-Währung (P2P) zu verwenden. Daher ist Bitcoin so konzipiert, dass es zensurresistent ist und keine Zwischenhändler erfordert, um von einem Benutzer zum anderen zu handeln (egal wie weit entfernt auf der Welt sie sich befinden).

Daher dienen Blockchain-Knoten als Kommunikationspunkte, die verschiedene Funktionen erfüllen können. Computer oder Geräte, die mit der Bitcoin-Schnittstelle verbunden sind, können als Knoten betrachtet werden, da sie miteinander kommunizieren. Diese Knoten können mithilfe des Peer-to-Peer-Protokolls von Bitcoin auch Informationen zu Transaktionen und Blöcken innerhalb eines verteilten Computernetzwerks senden. Jeder Computerknoten wird jedoch entsprechend seiner spezifischen Funktion definiert. Daher gibt es verschiedene Arten von Bitcoin-Knoten.

 

Vollständiger Knoten

Vollständige Knoten sind Knoten, die Bitcoin wirklich unterstützen und Sicherheit bieten. Dieser Knoten ist für das Netzwerk sehr wichtig. Dieser Knoten kann auch als vollständig validierender Knoten betrachtet werden, da er auf der Grundlage der Konsensregeln des Systems am Transaktions- und Blockverifizierungsprozess beteiligt ist. Darüber hinaus können Full Nodes neue Transaktionen und Blöcke an die Blockchain weiterleiten.

Normalerweise laden Full Nodes mit jedem Block und jeder Transaktion eine Kopie der Bitcoin-Blockchain herunter. Dies ist jedoch keine Voraussetzung dafür, dass ein Node als „Full Node“ bezeichnet wird (stattdessen kann eine reduzierte Kopie der Blockchain verwendet werden).

Vollständige Bitcoin-Knoten können durch verschiedene Softwareimplementierungen eingerichtet werden, aber die am weitesten verbreitete und beliebteste Alternative ist Bitcoin Core. Hier sind die Mindestanforderungen zum Ausführen eines Bitcoin Core-Vollknotens:

  • Desktop oder Laptop mit der neuesten Version von Windows, Mac OS

  • 200 GB freier Speicherplatz.

  • Speicher (RAM) von 2 GB.

  • Hochgeschwindigkeits-Internetverbindung mit einer Upload-Geschwindigkeit von mindestens 50 kB/Sek.

  • Nicht gemessene Verbindungen oder Verbindungen mit hohen Upload-Limits. Vollständige Online-Knoten können eine Upload-Nutzung von 200 GB/Monat und eine Download-Nutzung von 20 GB/Monat erreichen oder überschreiten. Sie müssen außerdem etwa 200 GB herunterladen, wenn Sie Ihren ersten vollständigen Knoten starten.

  • Ihr vollständiger Knoten sollte mindestens 6 Stunden am Tag laufen. Es wäre besser, wenn Sie es kontinuierlich (24/7) laufen ließen.

Die meisten Organisationen und freiwilligen Benutzer betreiben vollständige Bitcoin-Knoten, um das Bitcoin-Ökosystem zu unterstützen. Im Jahr 2018 liefen im Bitcoin-Netzwerk etwa 9.700 öffentliche Knoten. Bitte beachten Sie, dass diese Zahl nur öffentliche Knoten umfasst, nämlich Bitcoin-Knoten, die sichtbar und zugänglich sind (auch Abhörknoten genannt).

Neben öffentlichen Knoten gibt es viele andere versteckte Knoten, die nicht sichtbar sind (nicht hörende Knoten). Diese Knoten arbeiten normalerweise hinter einer Firewall, über ein verstecktes Protokoll wie Tor oder einfach, weil sie so konfiguriert sind, dass sie nicht auf Verbindungen „lauschen“.


Abhörknoten (Superknoten)

Grundsätzlich handelt es sich bei Listening Nodes oder Super Nodes um vollständige Knoten, die für die Öffentlichkeit sichtbar sind. Diese Knoten kommunizieren und liefern Informationen an andere Knoten, die sich entscheiden, eine Verbindung mit ihnen herzustellen. Daher sind Superknoten Umverteilungspunkte, die sowohl als Datenquellen als auch als Kommunikationsbrücken fungieren.

Zuverlässige Superknoten laufen in der Regel rund um die Uhr, verfügen über mehrere Verbindungen und senden Blockchain-Verlaufs- und Transaktionsdaten an mehrere Knoten auf der ganzen Welt. Daher werden Superknoten im Vergleich zu versteckten Vollknoten wahrscheinlich mehr Rechenleistung und bessere Internetverbindungen erfordern.


Knoten-Miner

Um im heutigen Wettbewerbsumfeld Bitcoin schürfen zu können, muss man in spezielle Mining-Hardware und -Programme investieren. Dieses Mining-Programm (Software) steht nicht in direktem Zusammenhang mit Bitcoin Core und wird parallel zum Mining von Bitcoin-Blöcken ausgeführt. Ein Bergmann kann wählen, ob er alleine (Solo-Bergmann) oder in einer Gruppe (gemeinsamer Bergmann) arbeiten möchte.

Der vollständige Knoten eines Solo-Miners verwendet seine eigene Kopie der Blockchain, während die kombinierten Miner zusammenarbeiten und jeder Miner Ressourcen beisteuert (Hashing-Leistung). In einem Mining-Pool sollte nur der Pool-Administrator vollständige Knoten ausführen. Diese Knoten können als kombinierte Miner-Vollknoten bezeichnet werden.


Leichter Kunde oder SPV

Light-Clients, auch bekannt als Simplified Payment Verification (SPV)-Clients, sind Knoten, die das Bitcoin-Netzwerk nutzen, aber nicht wirklich als vollständige Knoten fungieren. Daher tragen SPV-Clients nicht zur Netzwerksicherheit bei, da sie keine Kopie der Blockchain speichern und nicht am Transaktionsverifizierungs- und Validierungsprozess teilnehmen.

Kurz gesagt: Mit der SPV-Methode können Benutzer überprüfen, ob eine bestimmte Transaktion in einem Block enthalten ist oder nicht, ohne die gesamten Blockdaten herunterladen zu müssen. Auf diese Weise verlassen sich SPV-Clients auf Informationen, die von anderen vollständigen Knoten (Superknoten) bereitgestellt werden. Der Light-Client dient als Kommunikationsendpunkt und wird von verschiedenen Kryptowährungs-Wallets verwendet.


Node-Klienten vs. Mining

Bitte beachten Sie, dass der Betrieb eines vollständigen Knotens nicht dasselbe ist wie der Betrieb eines vollständigen Mining-Knotens. Miner müssen in teure Mining-Hardware und -Software investieren, wohingegen jeder einen vollständig validierenden Knoten betreiben kann.

Bevor ein Miner versucht, einen Block zu schürfen, muss er ausstehende Transaktionen sammeln, die zuvor vom vollständigen Knoten als gültig erachtet wurden. Als nächstes erstellt der Miner einen Kandidatenblock (mit einer Gruppe von Transaktionen) und versucht, diesen Block abzubauen. Wenn es dem Miner gelingt, eine gültige Lösung für seinen Kandidatenblock zu finden, sendet er diese an das Netzwerk, damit andere vollständige Knoten die Gültigkeit des Blocks überprüfen können. Daher werden Konsensregeln durch ein verteiltes Netzwerk von Validierungsknoten definiert und gesichert, nicht durch Miner.


Schließen

Bitcoin-Knoten kommunizieren untereinander über das Bitcoin-P2P-Netzwerkprotokoll. Dadurch gewährleisten sie die Integrität des Systems. Knoten, die sich schlecht benehmen oder versuchen, Fehlinformationen zu verbreiten, werden von ehrlichen Knoten schnell erkannt und vom Netzwerk getrennt.

Obwohl sich der Betrieb eines vollständig validierenden Knotens finanziell nicht lohnt, wird er dringend empfohlen, da er den Benutzern Vertrauen, Sicherheit und Privatsphäre bietet. Vollständige Knoten stellen sicher, dass Regeln eingehalten werden. Diese Knoten schützen die Blockchain vor Angriffen und Betrug (z. B. doppelten Ausgaben). Darüber hinaus müssen vollständige Knoten anderen Knoten nicht vertrauen. Dadurch haben Benutzer die vollständige Kontrolle über ihr Geld.