Определение узла может существенно различаться в зависимости от контекста, в котором он используется. Когда дело доходит до компьютерных или телекоммуникационных сетей, узлы могут служить разным целям: либо в качестве точки перераспределения, либо в качестве конечной точки связи. Обычно узел состоит из физического сетевого устройства, но в некоторых особых случаях используются виртуальные узлы.
Проще говоря, сетевой узел — это точка, в которой сообщение может быть создано, получено или передано. Далее мы обсудим различные типы узлов Биткойна: полные узлы, суперузлы, узлы майнинга и клиенты SPV.
Узлы Биткойна
Если погрузиться в контекст блокчейнов, которые спроектированы как распределенные системы, сеть вычислительных узлов — это то, что позволяет использовать Биткойн в качестве децентрализованной одноранговой (P2P) цифровой валюты, устойчивой к цензуре по своей конструкции. и не требует посредника для осуществления транзакций от одного пользователя к другому (независимо от того, насколько далеко они находятся в мире).
Таким образом, узлы блокчейна отвечают за работу в качестве точки связи, которая может выполнять различные функции. Любой компьютер или устройство, подключающееся к интерфейсу Биткойн, можно считать узлом в том смысле, что они каким-то образом взаимодействуют друг с другом. Эти узлы также могут передавать информацию о транзакциях и блоках внутри распределенной сети компьютеров, используя одноранговый протокол Биткойна. Однако каждый компьютерный узел определяется в соответствии со своими конкретными функциями, поэтому существуют разные типы узлов Биткойна.
Полные узлы
Полные узлы — это те, которые фактически поддерживают и обеспечивают безопасность Биткойна и необходимы для сети. Эти узлы также известны как узлы полной проверки, поскольку они участвуют в процессе проверки транзакций и блоков на соответствие правилам консенсуса системы. Полные узлы также могут транслировать новые транзакции и блоки в блокчейн.
Обычно полный узел загружает копию блокчейна Биткойн с каждым блоком и транзакцией, но это не является обязательным требованием для того, чтобы считаться полным узлом (вместо этого можно использовать уменьшенную копию блокчейна).
Полный узел Биткойн может быть создан с помощью различных программных реализаций, но наиболее часто используемым и популярным является Bitcoin Core. Вот минимальные требования для запуска полного узла Bitcoin Core:
Настольный или портативный компьютер с последней версией Windows, Mac OS X или Linux.
200 ГБ свободного дискового пространства.
2 ГБ памяти (ОЗУ).
Высокоскоростное подключение к Интернету со скоростью загрузки не менее 50 Кбит/с.
Соединение без счетчика или соединение с высокими пределами нагрузки. Полные узлы могут достигать или превышать 200 ГБ/месяц использования загрузки и 20 ГБ/месяц загрузки. Вам также потребуется загрузить около 200 ГБ при первом запуске полного узла.
Ваш полный узел должен работать не менее 6 часов в день. Еще лучше, если вы будете запускать его постоянно (24 часа в сутки, 7 дней в неделю).
Многие организации и пользователи-добровольцы используют полные узлы Биткойн, чтобы помочь экосистеме Биткойн. В настоящее время в сети Биткойн работает около 9700 публичных узлов. Обратите внимание, что в это число входят только общедоступные узлы, то есть прослушивающие узлы Биткойн, которые видны и доступны (также известные как прослушивающие узлы).
Помимо общедоступных узлов, существует множество других скрытых узлов, которые невидимы (непрослушиваемые узлы). Эти узлы обычно работают за брандмауэром, через скрытые протоколы, такие как Tor, или просто потому, что они настроены не прослушивать соединения.
Прослушивающие узлы (суперузлы)
По сути, узел-прослушиватель или суперузел — это полный узел, который является общедоступным. Он связывается и предоставляет информацию любому другому узлу, который решает установить с ним соединение. Таким образом, супернода — это, по сути, точка перераспределения, которая может выступать как источником данных, так и мостом связи.
Доверенная супернода обычно работает круглосуточно и без выходных и имеет несколько установленных соединений, передающих историю блокчейна и данные транзакций на множество узлов по всему миру. По этой причине суперузлу, скорее всего, потребуется больше вычислительной мощности и лучшее подключение к Интернету по сравнению с полным скрытым узлом.
Узлы майнеров
Чтобы добывать биткойны в нынешнем конкурентном сценарии, необходимо инвестировать в специализированное оборудование и программное обеспечение для майнинга. Эти программы (программное обеспечение) для майнинга не связаны напрямую с Bitcoin Core и работают параллельно для тестирования и майнинга блоков Биткойн. Майнер может работать в одиночку (Solo Miner) или в группах (Mining Pool).
В то время как полные узлы одиночных майнеров используют свою собственную копию блокчейна, майнинговые пулы работают вместе, каждый из которых вносит свои собственные вычислительные ресурсы (хеш-мощность). В пуле майнинга только администратор пула должен запускать полный узел, который можно назвать полным узлом пула майнинга.
Легкие клиенты или клиенты SPV
Легкие клиенты, также известные как клиенты упрощенной проверки платежей (SPV), — это те, которые используют сеть Биткойн, но фактически не действуют как полный узел. Таким образом, клиенты SPV не способствуют безопасности сети, поскольку они не поддерживают копию блокчейна и не участвуют в процессе проверки и подтверждения транзакций.
Короче говоря, SPV — это метод, с помощью которого пользователь может проверить, были ли некоторые транзакции включены в блок, без необходимости загружать все данные блока. Таким образом, клиенты SPV полагаются на информацию, предоставляемую другими полными узлами (суперузлами). Тонкие клиенты работают как конечные точки связи и используются многими криптовалютными кошельками.
Клиент против узлов майнинга
Важно отметить, что запуск полного узла — это не то же самое, что запуск полного узла майнинга. Хотя майнерам приходится инвестировать в дорогостоящее оборудование и программное обеспечение для майнинга, любой может запустить полноценный узел валидатора. Кроме того, прежде чем пытаться добыть блок, майнер должен собрать ожидающие транзакции, которые ранее были приняты полными узлами как действительные. Затем майнер создает блок-кандидат (с набором транзакций) и пытается добыть этот блок. Если майнеру удается найти допустимое решение для этого блока, он передает его в сеть, а другие полные узлы проверяют достоверность блока. Таким образом, правила консенсуса определяются и обеспечиваются распределенной сетью узлов валидации, а не майнерами.
Заключение
Узлы Биткойна взаимодействуют друг с другом через сетевой протокол Биткойн P2P и тем самым обеспечивают целостность системы. Узел, который ведет себя некорректно или пытается распространить неверную информацию, быстро распознается честными узлами и отключается от сети.
Несмотря на то, что запуск полного узла валидатора не приносит финансового вознаграждения, его настоятельно рекомендуется использовать, поскольку он обеспечивает доверие, безопасность и конфиденциальность пользователей. Полные узлы гарантируют соблюдение правил. Они защищают блокчейн от атак и мошенничества (например, двойных расходов). Кроме того, полный узел не требует доверия другим и позволяет пользователю полностью контролировать свои деньги.