Was sind Knoten?

Was ist das Konzept der Knoten?

Die Definition des Begriffs „Knoten“ kann je nach Kontext, in dem er verwendet wird, erheblich variieren. In Computer- oder Telekommunikationsnetzen können Knoten auf unterschiedliche Weise genutzt werden und entweder als Umverteilungspunkt oder als Kommunikationsterminal fungieren. Im Allgemeinen ist ein Knoten ein physisches Gerät in einem Netzwerk, in einigen speziellen Fällen werden jedoch virtuelle Knoten verwendet.

Einfach ausgedrückt ist ein Netzwerkknoten ein Punkt in diesem Netzwerk, an dem eine Nachricht erstellt, empfangen oder übertragen werden kann. In diesem Dokument besprechen wir die verschiedenen Arten von Bitcoin-Knoten: Vollständige Knoten, Superknoten, Mining-Knoten sowie VPS-Clients.

Bitcoin-Knoten

Wenn wir in die Welt der „Blockchains“ eintauchen – die als dezentrale Systeme konzipiert sind – ist es das Netzwerk von Computerknoten, das die Nutzung von Bitcoin als dezentrale Peer-to-Peer-Digitalwährung (PAP) ermöglicht ), resistent gegen jede Zensur in seiner Gestaltung, und das nicht den Austausch eines Vermittlers von Benutzer zu Benutzer erfordert (unabhängig von der Entfernung, die sie in der Welt trennt).

Somit spielen die Knoten der Blockchain die Rolle eines Kommunikationspunkts, der unterschiedliche Funktionen erfüllen kann. Jeder Computer oder jedes Gerät, das eine Verbindung zur Bitcoin-Schnittstelle herstellt, kann in dem Sinne als Knoten betrachtet werden, dass er auf irgendeine Weise mit anderen kommuniziert. Diese Knoten sind auch in der Lage, Informationen zu Transaktionen und Blöcken innerhalb des verteilten Computernetzwerks mithilfe des Bitcoin-Peer-to-Peer-Protokolls zu übertragen. Da jedoch jeder Knoten (oder Computer) im Netzwerk hinsichtlich seiner besonderen Funktionen definiert ist, gibt es verschiedene Arten von Bitcoin-Knoten.

Komplette Knoten

Vollständige Knoten sind diejenigen, die Bitcoin tatsächlich unterstützen und sichern. Sie sind für das Netzwerk unerlässlich. Diese Knoten werden auch als vollständige Validierungsknoten bezeichnet, da sie am Prozess der Überprüfung von Transaktionen und Blöcken in Bezug auf die Konsensregeln des Systems beteiligt sind. Full Nodes sind auch in der Lage, neue Transaktionen und Blöcke an die Blockchain zu übertragen.

Normalerweise lädt ein vollständiger Knoten eine Kopie der Bitcoin-Blockchain herunter, einschließlich aller Blöcke und Transaktionen. Dies ist jedoch keine Voraussetzung, um einen Knoten als vollständig zu betrachten (an Ort und Stelle kann eine reduzierte Kopie der Blockchain verwendet werden).

Ein vollständiger Bitcoin-Knoten kann über verschiedene Softwarekonfigurationen installiert werden, die gebräuchlichste und beliebteste ist jedoch die von Bitcoin Core. Hier sind die Mindestanforderungen, um einen vollständigen Knoten mit Bitcoin Core zu betreiben:

• Desktop oder Laptop mit einer aktuellen Version von Windows, Mac OS X oder Linux.

• 200 GB verfügbarer Speicherplatz.

• 2 GB RAM.

• Highspeed-Internetverbindung mit einer Sendegeschwindigkeit von mindestens 50 KB/s.

• Unbegrenzter Internetzugang oder eine Verbindung mit hohen Download-Limits. Aktivierte Full Nodes können zwar eine Download-Kapazität von 200 GB/Monat für den Empfang und 20 GB/Monat für die Übertragung erreichen oder überschreiten. Sie müssen außerdem etwa 200 GB an Daten herunterladen, wenn Sie Ihren vollständigen Knoten zum ersten Mal starten.

• Ihr vollständiger Knoten muss mindestens 6 Stunden pro Tag laufen. Noch besser ist es, wenn Sie es kontinuierlich (24/7) laufen lassen.

Viele Freiwilligenorganisationen und Benutzer betreiben auf diese Weise Bitcoin-Vollknoten, um das Bitcoin-Ökosystem zu unterstützen. Derzeit sind rund 9.700 öffentliche Knoten im Bitcoin-Netzwerk tätig. Beachten Sie, dass diese Zahl nur öffentliche Knoten umfasst, was sich auf „abhörende“ Bitcoin-Knoten bezieht, die sichtbar und zugänglich sind (auch Abhörknoten genannt).

Abgesehen von öffentlichen Knoten sind viele andere versteckte Knoten nicht sichtbar („Nicht-Listener“-Knoten). Diese Knoten arbeiten normalerweise hinter einer Firewall, über versteckte Protokolle wie Tor oder einfach, weil sie so konfiguriert wurden, dass sie nicht auf Verbindungen lauschen.

Abhörende Knoten (oder Superknoten)

Konkret ist ein Listening-Knoten oder ein Superknoten ein vollständiger, öffentlich sichtbarer Knoten. Es kommuniziert und stellt Informationen jedem anderen Knoten zur Verfügung, der beschließt, eine Verbindung mit ihm herzustellen. Daher ist ein Superknoten im Wesentlichen ein Umverteilungspunkt, der sowohl als Datenquelle als auch als Kommunikationsbrücke fungieren kann.

Ein zuverlässiger Superknoten ist in der Regel 24 Stunden am Tag in Betrieb und verfügt über mehrere permanente Verbindungen, die den Blockchain-Verlauf und Transaktionsdaten an mehrere Knoten auf der ganzen Welt übertragen. Aus diesem Grund wird ein Superknoten wahrscheinlich mehr Rechenleistung und eine bessere Internetverbindung benötigen als ein vollständiger Knoten, der versteckt wäre.

Bergbauknoten

Um im heutigen Wettbewerbsumfeld Bitcoins schürfen zu können, müssen Sie in spezielle Mining-Hardware und -Programme investieren. Diese Mining-Programme (Software) sind nicht direkt mit Bitcoin Core verknüpft und werden parallel ausgeführt, um zu versuchen, Bitcoin-Blöcke abzubauen. Ein Miner kann dann wählen, ob er alleine (Solo-Miner) oder in einer Gruppe (Pool-Miner) arbeiten möchte.

Während die vollständigen Knoten von Solo-Minern ihre eigene Kopie der Blockchain verwenden, arbeiten gepoolte Miner zusammen, wobei jeder seine eigenen Rechenressourcen (Hash-Leistung) beisteuert. In einem Mining-Pool muss nur der Pool-Administrator einen vollständigen Knoten ausführen, der auch als vollständiger Knoten des Pool-Miners bezeichnet wird.

Thin Clients oder VPS

Thin Clients, auch VPS-Clients (Simplified Payment Verification) genannt, sind solche, die das Bitcoin-Netzwerk nutzen, aber nicht wirklich als vollständiger Knoten fungieren. Tatsächlich tragen VPS-Clients nicht zur Sicherheit des Netzwerks bei, da sie keine Kopie der Blockchain aufbewahren und auch nicht am Verifizierungs- und Validierungsprozess von Transaktionen teilnehmen

Kurz gesagt ist VPS die Methode, mit der ein Benutzer überprüfen kann, ob bestimmte Transaktionen in einem Block enthalten sind oder nicht, ohne alle Daten im Block herunterladen zu müssen. Auf diese Weise verlassen sich VPS-Clients auf Informationen, die von anderen vollständigen Knoten (Superknoten) bereitgestellt werden. Thin Clients fungieren als Kommunikationsterminals und werden von vielen Kryptowährungs-Wallets verwendet.

Client vs. Mining-Knoten

Es ist wichtig zu beachten, dass der Betrieb eines vollständigen Knotens nicht dasselbe ist wie der Betrieb eines vollständigen Mining-Knotens. Während Miner in teure Mining-Hardware und -Software investieren müssen, kann jeder einen vollständigen Validierungsknoten betreiben. 
Darüber hinaus muss ein Miner vor dem Mining eines Blocks ausstehende Transaktionen verarbeiten, die zuvor von vollständigen Knoten als gültig zugelassen wurden. Dann erstellt der Miner einen Kandidatenblock (mit der entsprechenden Transaktionsgruppe) und versucht, diesen Block abzubauen. Wenn es dem Miner gelingt, eine gültige Lösung für diesen Block zu finden, sendet er sie im Netzwerk und die anderen vollständigen Knoten überprüfen dann die Gültigkeit des Blocks. Auf diese Weise werden Konsensregeln durch das verteilte Netzwerk von Validierungsknoten und nicht durch die Miner vorgegeben und gesichert.

Abschluss
Bitcoin-Knoten kommunizieren untereinander über das Bitcoin-P2P-Netzwerkprotokoll, was die Systemintegrität gewährleistet. Ein Knoten, der sich schlecht verhält oder versucht, falsche Informationen zu verbreiten, wird von ehrlichen Knoten schnell erkannt und dann vom Netzwerk getrennt.

Obwohl der Betrieb eines vollständigen Validierungsknotens keine finanzielle Belohnung darstellt, wird dies empfohlen, da er den Benutzern Vertrauen, Sicherheit und Privatsphäre bietet. Vollständige Knoten stellen sicher, dass die Regeln eingehalten werden. Sie schützen die Blockchain vor Angriffen und Betrug (z. B. doppelten Ausgaben). Schließlich muss ein Full Node anderen Nodes nicht vertrauen und gibt dem Benutzer die vollständige Kontrolle über sein Geld.