Definicja węzła może się znacznie różnić w zależności od kontekstu, w którym jest używana. Jeśli chodzi o sieci komputerowe lub telekomunikacyjne, węzły mogą służyć różnym celom, jako punkt redystrybucji lub punkt końcowy komunikacji. Zwykle węzeł składa się z fizycznego urządzenia sieciowego, ale istnieją pewne szczególne przypadki, w których używane są węzły wirtualne.

Mówiąc najprościej, węzeł sieci to punkt, w którym można utworzyć, odebrać lub przesłać wiadomość. Następnie omówimy różne typy węzłów Bitcoin: węzły pełne, superwęzły, węzły wydobywcze i klienci SPV.


Węzły Bitcoin

Gdy zagłębimy się w kontekst blockchainów, które są projektowane jako systemy rozproszone, to sieć węzłów obliczeniowych sprawia, że Bitcoin może być używany jako zdecentralizowana cyfrowa waluta peer-to-peer (P2P), która jest z założenia odporna na cenzurę i nie wymaga pośrednika do dokonywania transakcji od jednego użytkownika do drugiego (bez względu na to, jak daleko od siebie mieszkają na świecie).

Węzły blockchain pełnią zatem funkcję punktu komunikacji, który może pełnić różne funkcje. Każdy komputer lub urządzenie łączące się z interfejsem Bitcoin można uznać za węzeł, ponieważ w pewien sposób komunikują się one ze sobą. Węzły te mogą również przesyłać informacje o transakcjach i blokach w rozproszonej sieci komputerów za pomocą protokołu peer-to-peer Bitcoin. Jednak każdy węzeł komputerowy jest definiowany zgodnie z jego konkretnymi funkcjami, dlatego istnieją różne typy węzłów Bitcoin.


Pełne węzły

Pełne węzły to te, które faktycznie obsługują i zapewniają bezpieczeństwo Bitcoina, i są niezbędne dla sieci. Węzły te są również znane jako pełne węzły walidacyjne, ponieważ biorą udział w procesie weryfikacji transakcji i bloków zgodnie z regułami konsensusu systemu. Pełne węzły mogą również transmitować nowe transakcje i bloki do blockchaina.

Zazwyczaj pełny węzeł pobiera kopię blockchaina Bitcoin z każdym blokiem i transakcją, ale nie jest to wymóg, aby być uważanym za pełny węzeł (zamiast tego można użyć ograniczonej kopii blockchaina).

Pełny węzeł Bitcoin można skonfigurować za pomocą różnych implementacji oprogramowania, ale najpopularniejszym i najczęściej używanym jest Bitcoin Core. Oto minimalne wymagania do uruchomienia pełnego węzła Bitcoin Core:

  • Komputer stacjonarny lub laptop z najnowszą wersją systemu Windows, Mac OS X lub Linux.

  • 200 GB wolnej przestrzeni na dysku.

  • 2GB pamięci RAM.

  • Szybkie łącze internetowe o prędkości wysyłania danych nie mniejszej niż 50 kB/s.

  • Połączenie nielimitowane lub połączenie z wysokimi limitami wysyłania. Pełne węzły mogą osiągnąć lub przekroczyć 200 GB/miesiąc przy wysyłaniu i 20 GB/miesiąc przy pobieraniu. Będziesz również musiał pobrać około 200 GB przy pierwszym uruchomieniu pełnego węzła.

  • Twój pełny węzeł powinien działać co najmniej 6 godzin dziennie. Jeszcze lepiej, jeśli działa nieprzerwanie (24/7).


Wiele organizacji i użytkowników-wolontariuszy korzysta z pełnych węzłów Bitcoin, aby wspierać ekosystem Bitcoin. Obecnie w sieci Bitcoin działa około 9700 węzłów publicznych. Należy pamiętać, że liczba ta obejmuje tylko węzły publiczne, czyli widoczne i dostępne węzły nasłuchujące Bitcoin (znane również jako węzły nasłuchujące).

Oprócz węzłów publicznych istnieje wiele innych węzłów ukrytych, które są niewidoczne (węzły z redukcją szumów). Węzły te zazwyczaj działają za zaporą sieciową, korzystają z ukrytych protokołów, takich jak Tor, lub po prostu zostały skonfigurowane tak, aby nie nasłuchiwać połączeń.


Węzły nasłuchujące (superwęzły)

Zasadniczo węzeł nasłuchujący lub superwęzeł to pełny węzeł, który jest publicznie widoczny. Komunikuje się i dostarcza informacje każdemu innemu węzłowi, który zdecyduje się z nim połączyć. Zatem superwęzeł jest w zasadzie punktem redystrybucji, który może pełnić zarówno rolę źródła danych, jak i mostu komunikacyjnego.

Zaufany superwęzeł zazwyczaj działa 24/7 i ma wiele nawiązanych połączeń, przesyłając historię blockchaina i dane transakcyjne do wielu węzłów na całym świecie. Z tego powodu superwęzeł prawdopodobnie będzie wymagał większej mocy obliczeniowej i lepszego połączenia internetowego w porównaniu z ukrytym, pełnym węzłem.


Węzły górników

Aby móc wydobywać Bitcoiny w dzisiejszym konkurencyjnym środowisku, należy zainwestować w specjalistyczny sprzęt i oprogramowanie do kopania. Te programy (oprogramowanie) do kopania nie są bezpośrednio powiązane z Bitcoin Core i działają równolegle, testując i wydobywając bloki Bitcoin. Górnik może pracować samodzielnie (solar miner) lub w grupach (mining pools).

Podczas gdy pełne węzły solo minerskie uruchamiają własną kopię blockchaina, pule wydobywcze współpracują ze sobą, wnosząc własne zasoby obliczeniowe (hashpower). W puli wydobywczej tylko administrator puli musi uruchomić pełny węzeł, który jest nazywany pełnym węzłem puli wydobywczej.


Klienci indywidualni lub klienci SPV

Znani również jako klienci uproszczonej weryfikacji płatności (SPV), klienci „lekcy” to ci, którzy korzystają z sieci Bitcoin, ale w rzeczywistości nie działają jako pełnoprawny węzeł. W związku z tym klienci SPV nie przyczyniają się do bezpieczeństwa sieci, ponieważ nie przechowują kopii blockchaina i nie uczestniczą w procesie weryfikacji i walidacji transakcji.

Krótko mówiąc, SPV to metoda, dzięki której użytkownik może sprawdzić, czy określone transakcje zostały uwzględnione w bloku, bez konieczności pobierania danych całego bloku. Dlatego klienci SPV polegają na informacjach dostarczanych przez inne pełne węzły (superwęzły). Klienci „lekcy” pełnią funkcję punktów końcowych komunikacji i są wykorzystywani przez wiele portfeli kryptowalut.


Klient kontra węzły górnicze

Należy pamiętać, że uruchomienie pełnego węzła to nie to samo, co uruchomienie pełnego węzła wydobywczego. Chociaż górnicy muszą inwestować w drogi sprzęt i oprogramowanie do wydobycia, każdy może uruchomić pełny węzeł walidacyjny. Dodatkowo, przed próbą wydobycia bloku, górnik musi zebrać oczekujące transakcje, które zostały wcześniej zaakceptowane jako prawidłowe przez pełne węzły. Następnie górnik tworzy blok kandydujący (z zestawem transakcji) i próbuje go wydobyć. Jeśli górnikowi uda się znaleźć prawidłowe rozwiązanie dla tego bloku, rozgłasza je do sieci, a inne pełne węzły zweryfikują poprawność bloku. Dlatego reguły konsensusu są ustalane i egzekwowane przez rozproszoną sieć węzłów walidacyjnych, a nie przez górników.


Wniosek

Węzły Bitcoin komunikują się ze sobą za pośrednictwem protokołu sieciowego Bitcoin P2P, zapewniając integralność systemu. Węzeł, który zachowuje się niewłaściwie lub próbuje rozpowszechniać nieprawidłowe informacje, jest szybko rozpoznawany przez uczciwe węzły i odłączany od sieci.

Chociaż uruchomienie pełnego węzła walidatora nie zapewnia korzyści finansowych, jest ono zdecydowanie zalecane, ponieważ zapewnia użytkownikom zaufanie, bezpieczeństwo i prywatność. Pełne węzły zapewniają przestrzeganie zasad. Chronią blockchain przed atakami i oszustwami (takimi jak podwójne wydawanie). Co więcej, pełny węzeł nie wymaga zaufania do innych i pozwala użytkownikom mieć pełną kontrolę nad swoimi funduszami.