Die Definition eines Knotens kann je nach verwendetem Kontext stark variieren. Wenn es um Computer- oder Telekommunikationsnetzwerke geht, können Knoten unterschiedliche Zwecke erfüllen und entweder als Umverteilungspunkt oder als Kommunikationsendpunkt fungieren. Normalerweise besteht ein Knoten aus einem physischen Netzwerkgerät, es gibt jedoch bestimmte Fälle, in denen virtuelle Knoten verwendet werden.

Vereinfacht ausgedrückt ist ein Netzwerkknoten ein Punkt, an dem Nachrichten erstellt, empfangen oder übertragen werden können. Hier besprechen wir die verschiedenen Arten von Bitcoin-Knoten: Full Nodes, Super Nodes, Miner Nodes und SPV Client.


Bitcoin-Knoten

Das Eintauchen in den Kontext von Blockchains, die als verteiltes System eines Netzwerks von Computerknoten konzipiert sind, ermöglicht die Verwendung von Bitcoin als dezentrale Peer-to-Peer (P2P)-Digitalwährung, die von Natur aus zensurresistent ist, ohne die Notwendigkeit von Vermittlern beim Austausch zwischen Benutzern (egal wie weit entfernt dieser ist).

Blockchain-Knoten sind daher dafür verantwortlich, als Kommunikationspunkt zu fungieren, 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 miteinander kommuniziert. Diese Knoten können mithilfe des Peer-to-Peer-Netzwerkprotokolls (P2P) von Bitcoin auch Transaktions- und Blockinformationen über ein verteiltes Netzwerk von Computern übertragen. Allerdings ist jeder Rechenknoten entsprechend seiner spezifischen Funktionen definiert, weshalb es verschiedene Arten von Bitcoin-Knoten gibt.


Voller Knoten

Vollständige Knoten sind diejenigen, die Bitcoin tatsächlich unterstützen und sichern, und sie sind für das Netzwerk unverzichtbar. Diese Knoten werden auch als vollständig validierende Knoten bezeichnet, da sie entgegen den Konsensregeln des Systems am Prozess der Validierung von Transaktionen und Blöcken beteiligt sind. Vollständige Knoten können auch neue Transaktionen und Blöcke auf der Blockchain weiterleiten

Typischerweise lädt ein Full Node bei jedem Block und jeder Transaktion eine Kopie der Bitcoin-Blockchain herunter. Dies ist jedoch keine Voraussetzung für einen Full Node (stattdessen kann eine verkürzte Kopie der Blockchain verwendet werden).

Ein vollständiger Bitcoin-Knoten kann mit verschiedenen Softwareimplementierungen installiert werden, die am häufigsten verwendete und beliebteste ist jedoch Bitcoin Core. Dies sind die Mindestanforderungen für den Betrieb eines vollständigen Bitcoin Core-Knotens:

  • Ein Laptop oder Laptop mit der neuesten Version von Windows, Mac OS X oder Linux.

  • 200 GB freier Speicherplatz.

  • 2 GB Arbeitsspeicher (RAM).n

  • Highspeed-Internetverbindung mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von mindestens 50 kB/s.

  • Unbegrenzte Verbindung oder Verbindung mit einem großen Download-Limit. Vollständige Knoten können 200 GB oder mehr pro Monat herunterladen und die Download-Nutzung beträgt 20 GB pro Monat. Sie müssen außerdem etwa 200 GB herunterladen, wenn Sie Ihren vollständigen Knoten zum ersten Mal ausführen.

  • Ihr vollständiger Knoten sollte mindestens 6 Stunden am Tag laufen. Noch besser, wenn es rund um die Uhr (24/7) funktioniert

Viele freiwillige Organisationen und Benutzer arbeiten mit Bitcoin-Kernknoten zusammen, um das Bitcoin-Ökosystem zu unterstützen. Derzeit laufen rund 9.700 öffentliche Knoten im Bitcoin-Netzwerk. Beachten Sie, dass diese Zahl nur öffentliche Knoten umfasst, die sich auf Bitcoin-Tracking-Knoten beziehen, die sichtbar und zugänglich sind (auch bekannt als Listening-Knoten).

Neben öffentlichen Knoten gibt es viele andere versteckte Knoten, die nicht sichtbar sind (nicht verfolgte Knoten). Diese Knoten arbeiten normalerweise innerhalb der Firewall über versteckte Protokolle wie Tor oder einfach, weil sie so konfiguriert sind, dass sie die Verbindung nicht überwachen.


Tracking-Knoten (Superknoten)

Im Wesentlichen ist ein Tracking-Knoten oder Superknoten dasselbe wie ein vollständiger Knoten, der öffentlich zugänglich ist. Es kommuniziert und stellt Informationen jedem anderen Knoten zur Verfügung, der sich für eine Verbindung mit ihm entscheidet. Daher ist ein Superknoten im Grunde ein Umverteilungspunkt, der sowohl als Datenquelle als auch als Kommunikationsbrücke fungieren kann.

Ein vertrauenswürdiger Superknoten ist in der Regel rund um die Uhr in Betrieb und verfügt über mehrere etablierte Verbindungen, die den Blockchain-Verlauf und Transaktionsdaten an mehrere Knoten auf der ganzen Welt weiterleiten. Aus diesem Grund benötigt ein Superknoten wahrscheinlich mehr Rechenleistung und eine bessere Internetverbindung als ein vollständig versteckter Knoten.


Node-Miner

Um Bitcoin wettbewerbsfähig schürfen zu können, müssen Sie derzeit über spezielle Hardwaregeräte und Programme verfügen. Diese Programme (Software) sind nicht direkt mit Bitcoin Core verbunden, sondern laufen parallel und versuchen, Bitcoin-Blöcke abzubauen. Der Miner kann wählen, ob er unabhängig (Solo-Miner) oder in einer Gruppe (Pool-Miner) arbeiten möchte.

Während Solo-Full-Node-Miner ihre eigene Kopie der Blockchain verwenden, arbeiten Pool-Miner zusammen, wobei jeder seine eigene Hash-Leistung beisteuert. In einem Mining-Pool ist nur ein Pool-Administrator erforderlich, um einen vollständigen Knoten auszuführen, der als Pool-Full-Node-Miner bezeichnet werden kann.


Lightweight oder SPV-Clients

Lightweight-Clients, auch Simplified Payment Verification (SPV) genannt, sind Clients, die das Bitcoin-Netzwerk nutzen, aber nicht tatsächlich als vollständiger Knoten fungieren. Somit tragen SPV-Clients nicht zur Sicherheit des Netzwerks bei, da sie keine Kopie der Blockchain speichern und nicht am Prozess der Überprüfung und Bestätigung von Transaktionen teilnehmen.

Kurz gesagt ist SPV eine Methode, mit der ein Benutzer überprüfen kann, ob Transaktionen in einem Block enthalten waren oder nicht, ohne die Daten des gesamten Blocks herunterladen zu müssen. Daher sind SPV-Clients auf Informationen angewiesen, die von anderen vollständigen Knoten (Superknoten) bereitgestellt werden. Lightweight-Clients fungieren als Kommunikationsendpunkte 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 der Miner vor dem Versuch, einen Block zu schürfen, ausstehende Transaktionen sammeln, die zuvor von vollständigen Knoten als gültig akzeptiert wurden. Der Miner erstellt dann einen Kandidatenblock (mit einer Gruppe von Transaktionen) und versucht, diesen Block abzubauen. Wenn der Miner die richtige Lösung für diesen Block findet, sendet er sie an das Netzwerk und die verbleibenden vollständigen Knoten überprüfen die Gültigkeit dieses Blocks. Daher werden Konsensregeln durch ein verteiltes Netzwerk von Validierungsknoten und nicht durch Miner bestimmt und geschützt.


Abschluss

Bitcoin-Knoten kommunizieren über das Bitcoin-P2P-Netzwerkprotokoll miteinander und gewährleisten so die Integrität des Systems. Ein Knoten, der falsche Informationen missbraucht oder zu verbreiten versucht, wird von ehrlichen Knoten schnell erkannt und vom Netzwerk getrennt.

Der Betrieb eines vollständigen Validierungsknotens bringt zwar keine finanziellen Vorteile mit sich, wird jedoch dringend empfohlen, da er den Benutzern Vertrauen, Sicherheit und Privatsphäre bietet. Vollständige Knoten erzwingen die Regeln. Sie schützen die Blockchain vor Angriffen und Betrug (z. B. Doppelausgaben). Darüber hinaus muss ein Full Node anderen nicht vertrauen und ermöglicht dem Benutzer die vollständige Kontrolle über sein Geld.