Mezgls (mezgls) ir punkts blokķēdes tīklā, kura galvenā funkcija ir datu izplatīšana starp citiem mezgliem. Tas ir nepieciešams, lai pārsūtītu informāciju blokķēdē, vienlaikus saglabājot decentralizācijas efektu. Mezgls var būt starpsaite vai datu gala saņēmējs.
Mezglu tehniskās īpašības
Mezgls ir dators (serveris) ar instalētu kriptovalūtas maku, kas ir sinhronizēts ar citiem līdzīgiem datoriem. Šādu mezglu saite veido blokķēdi. Šāda tīkla izmantošana ļauj ātri izplatīt lielas datu plūsmas.
Mezgla darbību nodrošina servera jauda. Tam ir piemērota jebkura ierīce, kas var pārraidīt informāciju caur internetu. Tāpat mezgla darbībai nepieciešama speciāla programmatūra.
Vairumā gadījumu mezgls tiek izmantots 3 uzdevumu veikšanai:
Saglabājiet un izplatiet informāciju starp mezgliem par darījumiem un līdzekļu apjomu tīkla dalībnieku makos.
Pārraugiet tīkla noteikumu ieviešanu (PoS, PoW konsensa algoritms utt.).
Atbalstiet sadalīto reģistru darbību, kas glabā informāciju par darījumiem visā tīkla pastāvēšanas laikā.
Mezgli nevar darboties bez interneta savienojuma. Bezsaistes atmiņas ierīce arī nespēj veikt mezgla funkciju. Bet tas kļūst par pilnvērtīgu mezglu, ja tas ir savienots ar internetu.
Kāpēc ir nepieciešami mezgli?
Lai atbalstītu stabilu blokķēdes darbību, ir nepieciešams viens ar otru sinhronizētu serveru tīkls. Šāda tīkla galvenā vērtība ir nodrošināt decentralizācijas efektu, nezaudējot informācijas masīvu mijiedarbības ātrumu.
Ņemot vērā, ka datoru mezgli atrodas dažādās valstīs un pilsētās, pat interneta bloķēšana noteiktā reģionā nenovedīs pie blokķēdes bloķēšanas. Bet, ja visi mezgli ir koncentrēti vienas cilvēku grupas rokās, viņi varēs pilnībā kontrolēt tīklu, kas var novest pie decentralizācijas ietekmes ierobežošanas.
Tajā pašā laikā decentralizācija ir viena no galvenajām kriptovalūtu priekšrocībām. Lai to nodrošinātu un iegūtu datu izplatīšanas efektu, blokķēde izmanto daudzus nenozīmīgus mezglus. Viņi nepiedalās ieguvē, bet glabā visu darījumu vēsturi. Tas neļauj vienai ierobežotai cilvēku grupai pārņemt kontroli pār sadalīto virsgrāmatu.
Lietotāji, kuri ir nodrošinājuši savu skaitļošanas jaudu, lai nodrošinātu blokķēdes darbību, saņem par to atlīdzību. Šādi projekts motivē cilvēkus savienot savus datorus ar izplatītu tīklu.
Mezglu veidi
Blockchain mezgli atšķiras pēc funkcijas un mērķa. Starp tiem ir vairāki standarta veidi, kas ir sastopami daudzās blokķēdes. Ir arī papildu mezglu modeļi, kas tiek izmantoti atsevišķos tīklos ar paplašinātu funkcionalitāti.
Pilni mezgli
Šī ir pati pirmā mezgla versija, kas sākotnēji tika izveidota, lai palaistu Bitcoin. Pilni mezgli veido blokķēdes pamatu un ir iesaistīti darījumu pabeigšanā.
Šāds mezgls satur visu informāciju par darījumiem un blokiem no tīkla palaišanas brīža līdz pašreizējam laikam. Kad viens lietotājs pārskaita monētas, šo darbību “redz” visi mezgli un saglabā to vēsturē.
Vienā blokķēdē vienlaikus var darboties desmitiem tūkstošu pilnu mezglu. Viņi visi pastāvīgi apmainās ar informāciju savā starpā. Lai apstrādātu tik lielu datu plūsmu, ir nepieciešama pietiekama skaitļošanas jauda.
Ja lietotājs savā datorā pirmo reizi instalē pilnu mezglu, tas ir jāsinhronizē, tas ir, lejupielādējiet visu blokķēdi. Dažu blokķēžu gadījumā tas aizņem diezgan daudz atmiņas. Piemēram, Bitcoin blokķēdes lielums 2022. gada novembrī bija 438 GB, un tā sinhronizācija var aizņemt vairākas nedēļas.
Ja mezgls kādu laiku ir atvienots no tīkla, tad, kad tas ir izveidots, tas ir atkārtoti jāsinhronizē, tas ir, jālejupielādē visa informācija, kas tika ģenerēta tā prombūtnes laikā.
Pilniem mezgliem ir noteikts opciju kopums, kas tos atšķir no cita veida mezgliem tīklā. Viena no svarīgākajām funkcijām ir parakstu (atslēgu) pārbaude, lai apstiprinātu darījumus un blokus. Ja tiek atklāta kļūda, mezgls var noraidīt darbību. Iemesli var būt dažādi: nepareizs formatējums, algoritma kļūdas, dublēšanās, manipulācijas ar ierakstiem utt.
Lietotāji, kuriem ir pilns tīkla mezgls, var paši pārbaudīt ienākošos pārskaitījumus. Ja vēlas, viņiem ir arī iespēja piedalīties ieguvē un saņemt par to atlīdzību.
Gaismas mezgli
Gaismas mezgli nesatur pilnīgu informāciju par blokķēdi. Šāds mezgls saglabā tikai tā bloka ierakstu, kuram tas ir pievienots. Vairumā gadījumu šādi mezgli nedarbojas nepārtraukti.
Parasti vieglais mezgls ir programmatūra, kas savienojas ar pilnu mezglu un pārraida informāciju no tā uz lietotāja datoru, piemēram, informāciju par konta atlikumu, ienākošajiem un izejošajiem darījumiem. Faktiski vieglais mezgls izmanto pilnu mezglu kā tiltu, lai piekļūtu blokķēdei.
Vieglam mezglam ir nepieciešamais funkciju kopums, lai izmantotu kriptovalūtu, neprasot lielu skaitļošanas jaudu vai atmiņu. Tāpēc to var palaist pat mobilajā ierīcē. Parasti sinhronizācija notiek dažu sekunžu laikā.
Apgriezti pilnie mezgli
Šāds mezgls lejupielādē visu blokķēdi un sinhronizē to tikai pēc pirmās palaišanas. Pēc tam tas automātiski ielādē jaunus blokus un izdzēš vecos, kad tiek sasniegts noteikts atmiņas apjoms. Parasti lietotājs iestatījumos var iestatīt mezgla izmēru, piemēram, 10 GB.
Kalnrūpniecības mezgli
Ieguves mezgls ir iesaistīts kriptovalūtas ieguves procesā un tiek izmantots tikai blokķēdēs, kuru pamatā ir Proof of Work algoritms. Tas var būt pilns vai viegls.
Lai palaistu šādu mezglu, lietotājam ir jābūt jaudīgam skaitļošanas aprīkojumam:
centrālais procesors (CPU);
grafikas apstrādes bloks (GPU);
lietojumprogrammai specifiska integrālā shēma (ASIC).
Jums būs arī jāinstalē īpaša programmatūra.
Tādējādi Bitcoin ieguves procesā ir nepieciešams atrisināt sarežģītas matemātiskas problēmas. Šādu aprēķinu rezultātā kalnracis atrod unikālu koda vērtību - hash, kas kalpo kā pierādījums veiktajam darbam.
Pēc tam kalnracis nosūta atrasto hash citiem mezgliem, kuriem jāpārbauda tā atbilstība uzdevumam. Ja pārbaude ir veiksmīga, kalnracis var pievienot jaunu bloku un saņemt par to atlīdzību.
Staking mezgli
Šis ir ieguves mezglu analogs, kas tiek izmantots blokķēdēs ar Proof of Stake algoritmu. Šāds mezgls ir nepieciešams arī darījumu apstiprināšanai un jaunu bloku pievienošanai, un tas var būt arī pilns vai viegls.
Šajā gadījumā atlīdzība tiek piešķirta nevis par matemātiskiem aprēķiniem, bet gan par noteikta daudzuma monētu uzglabāšanu kontā. Attiecīgi, lai palaistu staking mezglu, jums nav jāpērk dārgs aprīkojums. Viss, kas jums jādara, ir pareizi konfigurēt programmatūru un papildināt savu kontu.
Masternodes
Masternode ir pilna mezgla analogs: tas arī saglabā visu informāciju no blokķēdes un tiek sinhronizēts ar to, taču tam ir arī papildu funkcijas. Tie ir nepieciešami, lai nodrošinātu anonimitāti, sadalot darījumus un nosūtot tos starp makiem.
Pilna mezgla īpašnieks var saņemt masternode, ja viņš izpilda nepieciešamos blokķēdes nosacījumus. Parasti galvenā prasība ir papildināt un turēt kontā noteiktu skaitu monētu. Tāpat nepieciešams veikt īpašus servera iestatījumus (dažādām kriptovalūtām tie ir atšķirīgi).
Kad lietotājs veic anonīmu darījumu, viņa monētas tiek “sajauktas” galvenajos mezglos. Šis process var ietvert atšķirīgu skaitu mezglu, kas ir izkaisīti visā pasaulē un tiek atlasīti nejauši. Arī maisīšanas kārtu skaits ir atšķirīgs - to var iestatīt manuāli vai automātiski. Tā rezultātā kļūst neiespējami izsekot saiknei starp sūtītāju un saņēmēju.
Masternodes var darboties, izmantojot Proof of Stake algoritmu vai hibrīda PoW/PoS konsensu. Lai mudinātu lietotājus izveidot un pārvaldīt masternodes, sistēma viņiem piešķir daļu no kalnraču komisijas maksas. Atlīdzības lielums dažādās blokķēdes arī atšķiras.
Masternode veidu, kas darbojas NEM (XEM) blokķēdē, sauc par supermezglu.
Zibens mezgli
Lightning Network (LN) ir otrā slāņa papildinājums Bitcoin blokķēdei, kas ir lietotāju maksājumu kanālu tīkls. Šajā sistēmā tiek izmantoti īpaši īpaši ātri mezgli, kas sinhronizējas savā starpā un ar galveno blokķēdi.
Zibens mezgli pārbauda tikai darījumus, kas ir tieši saistīti ar tiem (atšķirībā no standarta mezgliem, kas pārbauda visus darījumus blokķēdē). Pateicoties šai funkcijai, tiek sasniegts maksimālais darījumu apstrādes ātrums.
Validatori un orākuli
Šīs ir papildu funkcijas, kas var būt mezglam decentralizētā tīklā:
Validatora mezgls ir ierīce, kas pārbauda darījumus un apstiprina tos. Šādi mezgli var darboties, izmantojot dažādus algoritmus atkarībā no blokķēdes īpašībām.
Orākuls ir mezgls, kas pārraida informāciju no ārējām sistēmām uz blokķēdi. Šādu datu piemērs varētu būt pašreizējās valūtas izmaksas maiņas pakalpojumam, kas darbojas blokķēdē.
Orākula skripts ir nepieciešams, lai informāciju pārvērstu viedajam līgumam saprotamā formā. Pēc tam validators apstiprina datus no orākula kopā ar visu pārējo informāciju blokķēdē.
Šajā gadījumā signālu no viena orākula pārbauda liels skaits validatoru, kas palielina kopējo tīkla drošību.
Dakšas un mezglu funkciju izmaiņas
Jebkuru kriptovalūtas projektu var periodiski atjaunināt. Lai atjauninājumi stātos spēkā visā tīklā, tie ir jāpieņem visiem mezgliem. Dažkārt izstrādātāju un pārbaudītāju kopienā var rasties domstarpības par noteiktu atjauninājumu ieviešanu, kad viena mezglu daļa var tos pieņemt, bet citi tos noraidīt. Izmaiņu ieviešanas procesu sauc par dakšiņu.
Ir divu veidu dakšas:
Mīkstā dakša ir mīksta maiņa un uzlabojums, kas nav pretrunā ar blokķēdes pamatiestatījumiem. Lai tos pieņemtu, mezgla īpašniekam ir jāatjaunina programmatūra. Ja tikai daļa mezglu pieņem šo atjauninājumu, sistēma joprojām darbosies stabili.
Cietā dakša ietver būtiskas izmaiņas blokķēdē. Šāda notikuma rezultātā tīkla mezglu veidi var pilnībā mainīties. Piemēram, 2022. gada septembrī Ethereum kriptovalūta pārgāja no POS algoritma uz POW. Tā rezultātā pazuda ieguves mezgli un parādījās staking mezgli ar validatora funkcijām.
Ja sabiedrībā rodas domstarpības par to, vai pieņemt cieto dakšiņu, tīkls sadalās divās nesaderīgās blokķēdēs. Viens no tiem saglabā pamata iestatījumus, bet otrs pārslēdzas uz jauniem.
