Сила одноранговой сети Биткойн основана на обширной сети узлов. Известную поговорку «не жди ключи, не свои деньги» можно с успехом перефразировать в направлении «не узел, не правила». Как запустить полный биткойн-узел?
Полные биткойн-узлы защищают конфиденциальность пользователей и усиливают распределенный характер сетевого консенсуса. Сеть недавно достигла исторического рекорда по количеству активных узлов, что делает ее еще более надежной.
После тщательного исследования выясняется, что настройка не только проста, но и чрезвычайно важна для долговечности и постоянства состояния сети Биткойн. Кроме того, Lightning Network (LN) предоставляет способ мотивировать операторов узлов Биткойн и поставщиков текучести каналов (LP).
Что такое биткойн-узел?
Узел Биткойн - это структура, которая проверяет транзакции и блоки. Существуют разные типы узлов: от полного легкого узла до светового узла и до обрезанного полного узла. Между каждым из вышеперечисленных классов узлов существуют технические различия. В любом случае, биткойн-узлы помогают обеспечить соблюдение правил консенсуса в сети, независимо от того, в какой они форме.
По сути, правила консенсуса - это набор условий, закодированных в сети. Биткойн-узел обеспечивает соблюдение этих правил, проверяя частный адрес и баланс при отправке платежей BTC. Полный узел подключен к сети из других узлов, которые образуют распределенную консенсусную сеть.
Узлу не нужно доверять другим узлам для подтверждения оплаты. Он сам проверяет их перед трансляцией транзакций в сеть.
Сеть узлов Биткойн быстро игнорирует любой узел, который пытается распространить недопустимую информацию, блокируя ее как минимум на 24 часа или даже дольше, в зависимости от количества недопустимых распространений.
Биткойн-узлы и кошельки
Биткойн-кошелек или адрес - это набор из двух зашифрованных структур - открытого ключа и закрытого ключа. Используя их оба, пользователи биткойнов отправляют транзакции. Кошелек обычно взаимодействует с узлом Биткойн, который проверяет и транслирует транзакцию в сети.
Кошельки могут быть подключены к онлайн-серверам и узлам, управляемым кошельком или узлом, размещенным у пользователя. Пользователь может выбрать один из следующих вариантов:
Обменный кошелек:
Сторонний кошелек, закрытый ключ которого часто скрыт от пользователя или передается стороннему приложению. Эти кошельки уязвимы для угроз безопасности и взломов, которые происходили много раз в истории Биткойна.
Кошельки с упрощенной проверкой платежей (SPV):
это программные портфели, которые взаимодействуют с полными узлами через заголовки блокчейна. SPV бумажник может подтвердить добавление транзакции к блоку с помощью этих блоков заголовков. Примеры включают Electrum , Green Wallet от Blockstream и некоторые другие.
Собственные узлы:
Майнеры , предприятия и пользователи, заботящиеся о конфиденциальности, полагаются на свои собственные полные узлы для прямого подключения к блокчейну без посредников / третьих лиц. Следовательно, обеспечение конфиденциальности и безопасности адресов биткойнов.
Если транзакция недействительна, например, если она указывает на недопустимый адрес или если у нее недостаточный баланс, то узел игнорирует транзакцию.
В чем разница между полным узлом и узлом майнинга?
Валидаторы (альтернативный термин для узлов) в сети Биткойн решают три основные проблемы. Они проверяют подлинность транзакций, защищают конфиденциальность тех, кто совершает транзакции, и предотвращают двойные расходы.
В манифесте Биткойн Сатоши Накамото узлы майнинга были неотделимы от полных узлов:
«Система безопасна до тех пор, пока честные узлы совместно контролируют большую мощность процессора, чем любая сотрудничающая группа атакующих узлов».
Из-за жесткой конкуренции и развития специализированного оборудования для майнинга майнеры превратились в «специализированные узлы», которые выполняют дополнительную работу, помимо простой проверки транзакций.
Если быть точным: все майнеры - это биткойн-узлы, но не все биткойн-майнеры.
Майнеры работают над решением энергоемкой проблемы Proof of Work ( PoW ) для добавления блоков в основную цепочку блоков . Программное обеспечение для майнинга получает транзакции от узлов, объединяет их в линейный набор данных (блок) и, наконец, конкурирует с другими майнерами за добавление своего блока в цепочку блоков.
С другой стороны, двойное расходование - это когда адрес тратит больше биткойнов, чем он фактически владеет, дублируя цифровые монеты или отправляя транзакции одновременно. Например, человек A с одним BTC отправляет две сделки по одному BTC лицу B и человеку C.
Сатоши Накамото решил эту проблему, разработав сеть как « сервер временных меток ».
Узлы интеллектуального анализа данных упорядочивают транзакцию в стеке данных на основе отметки времени в виде блока. Следовательно, как только первая транзакция регистрируется в блоке, скажем, от A до B одного BTC отправляется и регистрируется; тогда вторая, недостаточная транзакция будет отклонена.
Когда майнеры успешно добавляют блок в сеть, полный узел независимо и авторитетно проверяет все транзакции в этом блоке. Таким образом, если майнер добавляет недопустимую транзакцию в блок, узлы отбрасывают этот блок.
Транзакция получает свое первое подтверждение только тогда, когда блок, содержащий транзакцию, ратифицирован полным узлом.
Количество подтверждений транзакций - это мера, полученная путем вычитания номера блока, в котором хранится платеж, из текущей суммы блока. Более того, вам не обязательно быть узлом, если вы действуете в духе PoW для пула майнинга. В этом случае пул поиска добавляет блок на основе соответствующих правил консенсуса.
Таким образом, майнеры несут ответственность за хранение транзакций в блоке, а узлы определяют, соответствуют ли транзакции и блоки правилам консенсуса.
Биткойн-узлы и конфиденциальность
Вся информация о биткойнах публично записывается. Это касается баланса и истории всех переводов с использованием всех адресов. Публичный характер реестра подвергает пользователя сети Биткойн риску нарушения конфиденциальности, поскольку во многих случаях адрес может быть эффективным для указания отдельных лиц.
С другой стороны, полный биткойн-узел получает и передает данные без каких-либо различий, что затрудняет определение IP-адреса входящего узла.
Более того, пользователь может захотеть скрыть свой IP-адрес с помощью сети Tor . Хотя видно только около 11 500 полных узлов, эксперты говорят, что многие из них на самом деле работают за закрытыми шторами Tor.
Запуск узла Биткойн также защищает пользователей от траты монет в сети, созданной форками .
Например, поскольку Bitcoin Cash - форк Биткойна, у них один и тот же адрес. Следовательно, если ваш кошелек не поддерживает Bitcoin Cash или наоборот, отправка транзакций на неправильные кошельки может привести к потере средств, особенно если они отправляются на биржу или на сторонний кошелек без резервного копирования закрытого ключа.
В худшем случае сомнительные приложения и хакеры могут заставить пользователя поверить, что они получают BTC, хотя на самом деле это может быть BCH.
Как настроить биткойн-узел?
Полный биткойн-узел - это сервер, на котором хранятся все транзакции, когда-либо совершенные в цепочке блоков. Полная нода проверяет баланс кошелька, используя эту историю, и проверяет транзакции в соответствии с правилами консенсуса.
Следовательно, для размещения полного узла Биткойн требуется определенное пространство памяти. Размер цепочки биткойнов линейно увеличивается со временем; на данный момент это около 320 ГБ. Средний размер блока - 1,3 МБ. Все пространство узла увеличивается в течение недели чуть более чем на один ГБ, сохраняя при этом менее десяти минут на блок.
Владельцы узлов могут выбирать между более старой версией жестких дисков HDD или новыми твердотельными накопителями (SSD). Для последнего процесс загрузки и проверки выполняется намного быстрее.
Другие требования для запуска полного узла:
- Аппаратное устройство с операционной системой и кошельком. Существует также программное обеспечение с открытым исходным кодом для автономных устройств, таких как Raspberry Pi.
- Жесткий диск / SSD 500 ГБ
- Оперативная память не менее 2 ГБ
- Интернет-соединение с высокими лимитами загрузки и выгрузки.
Самый популярный графический интерфейс для настройки узла - Bitcoin Core . Он объединяет ведущих разработчиков блокчейнов, выпускает новое клиентское программное обеспечение с исправлениями ошибок и обновлениями протокола. Недавно сообщество работало над крупным обновлением Schnorr / Taproot .
Если вы хотите прочитать подробные инструкции о том, как настроить полный узел с помощью Bitcoin Core, см. Здесь .
Получение всей истории для полного узла, также известного как узлы архива, может занять несколько дней. Программное обеспечение требует подключения к Интернету для проверки заданий и отправки транзакций.
Bitnodes построил публичный репозиторий всех узлов Биткойн, работающих в настоящее время. В этой конкретной онлайн-библиотеке пользователи могут найти свои узлы, а также подключиться к другим узлам по всему миру.
Есть и другие способы запустить узел ...
Обрезанный узел - это такой узел, где программное обеспечение Bitcoin Core хранит полные данные только самых новых блоков.
Его работа основана на механизме удаления ненужных или избыточных частей из активных сетевых компонентов. На таком узле удаляется значительный объем информации с 350 ГБ до 5 ГБ, заменяя данные блока заголовками индекса.
Пользователь может указать дисковое пространство, назначенное такому узлу. однако он должен содержать более 288 МБ, что является минимумом как минимум для двух дней хранения данных полного блока.
Легкий узел Биткойн (легкий узел) - альтернатива, которая требует меньше места, чем полные узлы. Вместо всей истории облегченный узел загружает только заголовки блоков.
Этот тип узла зависит от полных узлов для проверки транзакции; сеть полных узлов рассматривает их как продолжение своей работы.
BTCPayServer и RaspiBlitz - популярные решения с открытым исходным кодом, которые предоставляют возможности полного хостинга узлов на микропроцессоре Raspberry Pi. Инструкции по настройке BTCPayServer на Raspberry Pi можно найти здесь .