節點的定義可能會根據其使用環境的不同而有很大差異。當涉及計算機或電信網絡時,節點可以服務於不同的目的,既可以作爲重新分發點,也可以作爲通信端點。通常,節點由物理網絡設備組成,但也有一些使用虛擬節點的特定情況。
簡而言之,網絡節點是可以創建、接收或傳輸消息的點。接下來,我們將討論不同類型的比特幣節點:全節點、超級節點、挖礦節點和 SPV 客戶端。
比特幣的節點
深入研究被設計爲分佈式系統的區塊鏈背景,計算節點網絡使得比特幣能夠被用作一種在設計上具有抗審查性的去中心化點對點(P2P)數字貨幣,並且不需要中介從一個用戶到另一個用戶進行交易(無論他們在世界上有多遠)。
因此,區塊鏈節點負責充當可以執行不同功能的通信點。任何連接到比特幣接口的計算機或設備都可以被視爲節點,因爲它們以某種方式相互通信。這些節點還可以使用比特幣的點對點協議在分佈式計算機網絡內傳輸有關交易和區塊的信息。然而,每個計算機節點都是根據其特定功能來定義的,這就是爲什麼有不同類型的比特幣節點。
全節點
完整節點是那些真正支持比特幣併爲其提供安全性的節點,並且對網絡至關重要。這些節點也稱爲完整驗證節點,因爲它們參與根據系統共識規則驗證交易和區塊的過程。全節點還可以將新的交易和區塊廣播到區塊鏈。
通常,完整節點會下載比特幣區塊鏈的每個塊和交易的副本,但這並不是被視爲完整節點的要求(可以使用區塊鏈的縮減副本)。
比特幣全節點可以通過不同的軟件實現來建立,但最常用和流行的是Bitcoin Core。這些是運行比特幣核心完整節點的最低要求:
運行最新版本的 Windows、Mac OS X 或 Linux 的臺式機或筆記本電腦。
200 GB 可用磁盤空間。
2GB 內存 (RAM)。
高速互聯網連接,上傳速度至少爲 50 kB/s。
未計量的連接或具有高負載限制的連接。完整節點可以達到或超過 200 GB/月上傳使用量和 20 GB/月下載使用量。首次啓動完整節點時,您還需要下載約 200 GB。
您的完整節點每天必須運行至少 6 小時。如果連續運行(24/7)就更好了。
許多組織和志願者用戶正在運行比特幣全節點,作爲幫助比特幣生態系統的一種方式。目前,比特幣網絡上運行着大約 9,700 個公共節點。請注意,這個數字僅包括公共節點,公共節點是指可見且可訪問的監聽比特幣節點(也稱爲監聽節點)。
除了公共節點之外,還有許多其他不可見的隱藏節點(聞所未聞的節點)。這些節點通常通過 Tor 等隱藏協議在防火牆後面運行,或者僅僅是因爲它們被配置爲不偵聽連接。
監聽節點(超級節點)
本質上,監聽節點或超級節點是一個公開可見的完整節點。它與決定與其建立連接的任何其他節點進行通信並提供信息。因此,超級節點基本上是一個重新分發點,既可以充當數據源,也可以充當通信橋樑。
受信任的超級節點通常 24/7 運行,並建立多個連接,將區塊鏈歷史和交易數據傳輸到世界各地的多個節點。因此,與隱藏的完整節點相比,超級節點可能需要更多的計算能力和更好的互聯網連接。
礦工節點
爲了在當前競爭激烈的情況下開採比特幣,必須投資專門的採礦硬件和軟件。這些挖掘程序(軟件)與比特幣核心沒有直接關係,並且並行運行以測試和挖掘比特幣區塊。礦工可以選擇單獨工作(Solo Miner)或分組工作(礦池)。
雖然單獨礦工的完整節點使用自己的區塊鏈副本,但礦池一起工作,每個礦池貢獻自己的計算資源(哈希能力)。在礦池中,只有礦池管理員必須運行全節點,可以稱爲礦池全節點。
輕度客戶或 SPV 客戶
輕客戶端也稱爲簡化支付驗證(SPV)客戶端,是那些利用比特幣網絡但實際上並不充當完整節點的客戶端。因此,SPV 客戶端不會對網絡的安全做出貢獻,因爲它們不維護區塊鏈的副本,也不參與交易驗證和驗證過程。
簡而言之,SPV 是用戶可以驗證某個區塊中是否包含某些交易的方法,而無需下載整個區塊數據。因此,SPV客戶端依賴於其他全節點(超級節點)提供的信息。瘦客戶端作爲通信端點,被許多加密貨幣錢包使用。
客戶端與挖礦節點
需要注意的是,運行完整節點與運行完整挖礦節點不同。雖然礦工必須投資昂貴的挖礦硬件和軟件,但任何人都可以運行完整的驗證器節點。此外,在嘗試開採區塊之前,礦工必須收集之前被全節點視爲有效的待處理交易。然後,礦工創建一個候選塊(包含一組交易)並嘗試挖掘該塊。如果礦工設法找到該塊的有效解決方案,它將其廣播到網絡,其他全節點將驗證該塊的有效性。因此,共識規則是由驗證者節點的分佈式網絡決定和保證的,而不是由礦工決定和保證的。
結論
比特幣節點通過比特幣的 P2P 網絡協議相互通信,從而確保系統的完整性。行爲不當或試圖傳播不正確信息的節點會很快被誠實節點識別並斷開與網絡的連接。
儘管運行完整的驗證器節點不會提供經濟獎勵,但強烈建議這樣做,因爲它爲用戶提供了信任、安全和隱私。全節點確保規則得到遵守。它們保護區塊鏈免受攻擊和欺詐(例如雙重支出)。此外,全節點不需要信任其他人,並允許用戶完全控制自己的資金。
