Un nod (nod) este un punct din rețeaua blockchain, a cărui funcție principală este de a distribui date între alte noduri. Acest lucru este necesar pentru a transfera informații în cadrul blockchain-ului, menținând în același timp efectul de descentralizare. Un nod poate fi o legătură intermediară sau destinatarul final al datelor.
Caracteristicile tehnice ale nodurilor
Un nod este un computer (server) cu un portofel de criptomonede instalat, care este sincronizat cu alte computere similare. O legătură a unor astfel de noduri formează un blockchain. Utilizarea unei astfel de rețele face posibilă distribuirea rapidă a fluxurilor mari de date.
Funcționarea nodului este asigurată de puterea serverului. Orice dispozitiv care poate transmite informații prin Internet este potrivit pentru asta. De asemenea, este necesar un software special pentru funcționarea nodului.
În cele mai multe cazuri, nodul este utilizat pentru a efectua 3 sarcini:
Stocați și distribuiți informații între noduri despre tranzacții și suma de fonduri în portofelele participanților la rețea.
Monitorizați implementarea regulilor de rețea (PoS, algoritm de consens PoW etc.).
Susține funcționarea registrelor distribuite, care stochează informații despre tranzacții pe întreaga existență a rețelei.
Nodurile nu pot funcționa fără o conexiune la Internet. De asemenea, un dispozitiv de stocare offline nu este capabil să îndeplinească funcția unui nod. Dar devine un nod cu drepturi depline dacă este conectat la Internet.
De ce sunt necesare noduri?
Pentru a susține funcționarea stabilă a blockchain-ului, aveți nevoie de o rețea de servere care sunt sincronizate între ele. Valoarea principală a unei astfel de rețele este de a asigura efectul descentralizării fără a pierde viteza de interacțiune a matricelor de informații.
Având în vedere că nodurile computerizate sunt situate în diferite țări și orașe, chiar și blocarea Internetului într-o anumită regiune nu va duce la blocarea blockchain-ului. Dar dacă toate nodurile sunt concentrate în mâinile unui grup de oameni, atunci vor putea controla complet rețeaua, ceea ce poate duce la limitarea efectului descentralizării.
În același timp, descentralizarea este unul dintre avantajele cheie ale criptomonedelor. Pentru a asigura acest lucru și a obține efectul distribuției datelor, blockchain-ul folosește numeroase noduri nesemnificative. Ei nu participă la minerit, dar stochează întregul istoric al tranzacțiilor. Acest lucru împiedică un grup limitat de oameni să preia controlul asupra registrului distribuit.
Utilizatorii care și-au furnizat puterea de calcul pentru a asigura funcționarea blockchain-ului primesc o recompensă pentru acest lucru. Acesta este modul în care proiectul motivează oamenii să-și conecteze PC-urile la o rețea distribuită.
Tipuri de noduri
Nodurile blockchain variază în funcție de funcție și scop. Printre acestea există mai multe tipuri standard care sunt prezente în multe blockchain-uri. Există, de asemenea, modele de noduri suplimentare care sunt utilizate în rețele individuale cu funcționalitate extinsă.
Noduri pline
Aceasta este prima versiune a nodului care a fost creat inițial pentru a rula Bitcoin. Nodurile complete formează baza blockchain-ului și sunt implicate în finalizarea tranzacțiilor.
Un astfel de nod conține toate informațiile despre tranzacții și blocuri din momentul lansării rețelei până în momentul actual. Când un utilizator transferă monede, această operațiune este „văzută” de toate nodurile și salvată în istoricul lor.
Zeci de mii de noduri complete pot funcționa simultan pe un blockchain. Toți fac schimb constant de informații între ei. Pentru a procesa un flux de date atât de mare, este necesară o putere de calcul suficientă.
Dacă utilizatorul instalează pentru prima dată un nod complet pe computerul său, acesta trebuie să fie sincronizat, adică să descarce întregul blockchain. În cazul unor blockchain-uri, acest lucru ocupă destul de multă memorie. De exemplu, dimensiunea blockchain-ului Bitcoin era de 438 GB în noiembrie 2022 și ar putea dura câteva săptămâni pentru a sincroniza.
Dacă un nod este deconectat de la rețea de ceva timp, atunci când este conectat, trebuie să se resincronizeze, adică să descarce toate informațiile care au fost generate în perioada absenței sale.
Nodurile complete au un anumit set de opțiuni care le deosebesc de alte tipuri de noduri din rețea. Una dintre cele mai importante funcții este verificarea semnăturilor (cheilor) pentru a confirma tranzacțiile și blocările. Dacă este detectată o eroare, nodul poate respinge operația. Motivele pot fi diferite: formatare incorectă, erori de algoritm, duplicare, manipulare a înregistrărilor etc.
Utilizatorii care au un nod de rețea complet pot verifica ei înșiși transferurile primite. Dacă doresc, au și posibilitatea de a participa la minerit și de a primi o recompensă pentru aceasta.
Noduri de lumină
Nodurile ușoare nu conțin informații complete despre blockchain. Un astfel de nod stochează doar o înregistrare a blocului la care este conectat. În cele mai multe cazuri, astfel de noduri nu funcționează continuu.
De obicei, un nod ușor este un software care se conectează la un nod complet și transmite informații de la acesta către computerul utilizatorului - de exemplu, informații despre soldul contului, tranzacțiile de intrare și de ieșire. De fapt, un nod ușor folosește un nod complet ca punte pentru a accesa blockchain-ul.
Un nod ușor are setul necesar de funcții pentru a utiliza criptomoneda, fără a necesita putere de calcul sau memorie mare. Prin urmare, poate fi rulat chiar și pe un dispozitiv mobil. De obicei, sincronizarea durează câteva secunde.
Noduri pline tăiate
Un astfel de nod descarcă întregul blockchain și îl sincronizează numai la prima lansare. În continuare, încarcă automat blocuri noi și le șterge pe cele vechi atunci când este atinsă o anumită cantitate de memorie. De obicei, utilizatorul poate seta dimensiunea nodului în setări, de exemplu, 10 GB.
Noduri de minerit
Nodul de exploatare este implicat în procesul de exploatare a criptomonedei și este utilizat numai în blockchain-uri bazate pe algoritmul Proof of Work. Poate fi plin sau ușor.
Pentru a rula un astfel de nod, utilizatorul trebuie să aibă un echipament de calcul puternic:
unitate centrală de procesare (CPU);
unitate de procesare grafică (GPU);
circuit integrat specific aplicației (ASIC).
De asemenea, va trebui să instalați un software special.
Astfel, în procesul de extragere a Bitcoin, este necesar să se rezolve probleme matematice complexe. Ca rezultat al unor astfel de calcule, minerul găsește o valoare unică a codului - un hash, care servește drept dovadă a muncii efectuate.
Apoi, minerul trimite hash-ul găsit către alte noduri, care trebuie să-l verifice pentru conformitatea cu sarcina. Dacă verificarea are succes, minerul poate adăuga un nou bloc și poate primi o recompensă pentru aceasta.
Staking noduri
Acesta este un analog al nodurilor de minerit, care este utilizat în blockchain-uri cu algoritmul Proof of Stake. Un astfel de nod este, de asemenea, necesar pentru a valida tranzacțiile și pentru a adăuga noi blocuri și poate fi, de asemenea, complet sau ușor.
În acest caz, recompensa este acordată nu pentru calcule matematice, ci pentru stocarea unei anumite cantități de monede în cont. În consecință, pentru a lansa un nod de staking, nu trebuie să cumpărați echipamente scumpe. Tot ce trebuie să faceți este să configurați corect software-ul și să vă încărcați contul.
Masternoduri
Un masternode este un analog al unui nod complet: de asemenea, stochează toate informațiile din blockchain și este sincronizat cu acesta, dar are și funcții suplimentare. Sunt necesare pentru a asigura anonimatul prin împărțirea tranzacțiilor și trimiterea lor între portofele.
Proprietarul unui nod complet poate primi un masternode dacă îndeplinește condițiile necesare blockchain-ului. De obicei, principala cerință este să reumpleți și să păstrați un anumit număr de monede în contul dvs. De asemenea, este necesar să se efectueze setări speciale de server (sunt diferite pentru diferite criptomonede).
Atunci când un utilizator face o tranzacție anonimă, monedele sale sunt „amestecate” în masternodes. Acest proces poate implica un număr diferit de noduri, care sunt împrăștiate în întreaga lume și selectate aleatoriu. Numărul de runde de amestecare variază și el - acesta poate fi setat manual sau automat. Ca urmare, devine imposibil de urmărit legătura dintre expeditor și destinatar.
Masternodes pot funcționa pe algoritmul Proof of Stake sau pe un consens hibrid PoW/PoS. Pentru a încuraja utilizatorii să creeze și să gestioneze masternodes, sistemul le acordă o parte din comisionul minerilor. Mărimea recompensei variază, de asemenea, între diferitele blockchain-uri.
Tipul de masternode care rulează pe blockchain-ul NEM (XEM) se numește supernod.
Noduri de fulger
Lightning Network (LN) este un add-on de al doilea nivel pentru blockchain-ul Bitcoin, care este o rețea de canale de plată pentru utilizatori. Acest sistem folosește noduri speciale ultra-rapide care se sincronizează între ele și cu blockchain-ul principal.
Nodurile Lightning verifică doar tranzacțiile care sunt asociate direct cu acestea (spre deosebire de nodurile standard, care verifică toate tranzacțiile din blockchain). Datorită acestei caracteristici, este atinsă viteza maximă de procesare a tranzacțiilor.
Validatori și oracole
Acestea sunt funcții suplimentare pe care le poate avea un nod dintr-o rețea descentralizată:
Un nod validator este un dispozitiv care verifică tranzacțiile și le aprobă. Astfel de noduri pot funcționa folosind diferiți algoritmi în funcție de caracteristicile blockchain-ului.
Un oracol este un nod care transmite informații de la sisteme externe către blockchain. Un exemplu de astfel de date ar putea fi costul actual al monedelor pentru un serviciu de schimb care rulează pe un blockchain.
Este necesar un script Oracle pentru a converti informațiile într-o formă ușor de înțeles pentru un contract inteligent. Validatorul validează apoi datele din oracol împreună cu toate celelalte informații din blockchain.
În acest caz, semnalul de la un oracol este verificat de un număr mare de validatori, ceea ce crește securitatea generală a rețelei.
Furcături și modificări ale funcțiilor nodurilor
Orice proiect de criptomonedă poate fi actualizat periodic. Pentru ca actualizările să aibă efect la nivelul întregii rețele, toate nodurile trebuie să le accepte. Uneori pot exista dezacorduri în comunitatea dezvoltatorilor și validatorilor cu privire la implementarea anumitor actualizări, când o parte a nodurilor le poate accepta, în timp ce altele le pot respinge. Procesul de introducere a modificărilor se numește furcă.
Există două tipuri de furci:
O furcă moale este o schimbare și o îmbunătățire ușoară care nu contrazice setările de bază ale blockchain-ului. Pentru a le accepta, proprietarul nodului trebuie să actualizeze software-ul. Dacă doar o parte din noduri acceptă această actualizare, sistemul va continua să funcționeze stabil.
Un hard fork implică modificări semnificative ale blockchain-ului. Ca urmare a unui astfel de eveniment, tipurile de noduri de rețea se pot schimba complet. De exemplu, în septembrie 2022, criptomoneda Ethereum a trecut de la algoritmul POS la POW. Ca urmare, au dispărut nodurile de minerit și au apărut noduri de staking cu funcții de validare.
Dacă există un dezacord în comunitate cu privire la acceptarea unui hard fork, rețeaua se împarte în două blockchain-uri incompatibile. Unul dintre ele păstrează setările de bază, iar al doilea trece la altele noi.
