Определение узла, или ноды, может существенно различаться в зависимости от контекста. В контексте компьютерных или телекоммуникационных сетей узлы могут служить различным целям, выполняя функции либо как точки перераспределения, либо как конечные точки связи.
Обычно узел представляет собой физическое сетевое устройство, но существуют случаи, когда используются виртуальные узлы.
Сетевой узел — это точка, в которой могут быть созданы, получены или переданы сообщения. В данной статье мы рассмотрим различные типы узлов в сети Биткойн: полные узлы (Full Nodes), суперузлы (Super Nodes), майнер-узлы (Miner Nodes) и SPV-клиенты.
Bitcoin Узлы
В контексте блокчейна, который представляет собой распределённую систему, состоящую из сети компьютерных узлов, даввинг позволяет использовать Биткоин как децентрализованную одноранговую (P2P) цифровую валюту. Архитектура блокчейна устойчива к цензуре и не требует участия посредников во время обмена от пользователя к пользователю, независимо от расстояния между ними.
Узлы блокчейна выполняют роль связующих элементов, которые могут выполнять различные функции. Любое устройство, подключённое к интерфейсу Биткоин, может рассматриваться как узел, поскольку оно каким-либо образом взаимодействует с другими узлами. Эти узлы также передают информацию о транзакциях и блоках в распределённой сети компьютеров, используя протокол Биткоин одноранговой (P2P) сети. Однако каждый вычислительный узел имеет свои специфические функции, поэтому существуют различные типы узлов Биткоин.
Полные Узлы
Полные узлы представляют собой неотъемлемые элементы инфраструктуры, обеспечивающие безопасность и надёжность функционирования сети Bitcoin. Они играют ключевую роль в процессе проверки транзакций и блоков, что делает их незаменимыми для поддержания консенсуса в системе.
Эти узлы, также известные как полные проверяющие узлы, выполняют функцию валидации транзакций и блоков, строго следуя установленным правилам системы. Они также способны ретранслировать новые транзакции и блоки в блокчейне, обеспечивая тем самым его непрерывное функционирование.
Обычно полный узел загружает полную копию блокчейна Bitcoin, включая все блоки и транзакции. Однако это не является обязательным требованием для полноценного функционирования узла. Вместо этого может быть использована сокращённая копия блокчейна.
Полный узел Биткоина может быть установлен с помощью различных программных имплементаций, но наиболее часто используемым и популярным является Bitcoin Core. Это минимальные требования для запуска полного узла Bitcoin Core:
- Портативный компьютер или ноутбук с новейшей версией Windows, Mac OS X или Linux.
- 200 ГБ свободного места на диске.
- 2GB оперативной памяти (RAM).н
- Высокоскоростное подключение к Интернету со скоростью передачи не менее 50 кБ/с.
- Безлимитное соединение или соединение с большим лимитом загрузки. Полные узлы могут загружать 200 ГБ в месяц или больше и загрузка использования составляет - 20 ГБ в месяц. Вам также потребуется загрузить ~ 200 ГБ при первом запуске своего полного узла.
- Ваш полный узел должен работать не менее 6 часов в день. Еще лучше, если он будет работать круглосуточно (24/7)
В настоящее время в сети Bitcoin функционирует около 9 700 общедоступных узлов, которые являются основой для работы многих добровольных организаций и пользователей, стремящихся внести свой вклад в развитие экосистемы Bitcoin.
Следует отметить, что указанное количество включает только общедоступные узлы, относящиеся к узлам отслеживания Bitcoin, которые являются видимыми и доступными (так называемые Listening nodes).
Помимо общедоступных узлов, существует значительное количество скрытых узлов, которые не являются видимыми и не отслеживаемыми. Эти узлы обычно функционируют за файрволами, используя скрытые протоколы, такие как Tor, или же их конфигурация настроена таким образом, чтобы не оставлять следов соединения.
Узлы отслеживания (Супер Узлы)
Суперузел, или узел отслеживания, представляет собой, по сути, тот же полный узел, но обладающий особым статусом доступности. Он служит связующим звеном, предоставляя информацию любому другому узлу, который решит установить с ним соединение.
Таким образом, суперузел выступает в роли своеобразного распределительного центра, способного функционировать как источник данных и как канал связи.
Надежный суперузел функционирует непрерывно, обеспечивая передачу информации и данных транзакций на несколько узлов по всему миру. В связи с этим, суперузел, вероятно, требует более высокой вычислительной мощности и более качественного интернет-соединения по сравнению с обычным узлом.
Майнеры Узлов
Для того чтобы иметь возможность эффективно заниматься майнингом биткоинов в настоящее время, необходимо использовать специализированные аппаратные устройства и программное обеспечение. Эти программы не связаны напрямую с Bitcoin Core и функционируют параллельно, выполняя попытки майнинга блоков биткоина.
Майнер может выбрать, будет ли он работать самостоятельно (solo miner) или в группе (pool miner). В то время как соло-майнеры используют свою собственную копию блокчейна, пул-майнеры работают совместно, каждый из них вносит свой вклад в вычислительные ресурсы (хеш-мощность). В пуле майнинга только администратор пула требуется для запуска полного узла, который можно назвать пул-майнером полного узла.
SPV Clients или Lightweight
Также известный как Simplified Payment Verification (SPV), клиенты lightweight представляют собой тех пользователей сети Bitcoin, которые, фактически, не функционируют как полноценные узлы.
В связи с этим, клиенты SPV не вносят свой вклад в обеспечение безопасности сети, поскольку они не хранят копию блокчейна и не участвуют в процессе проверки и подтверждения транзакций.
SPV — это метод, который позволяет пользователям проверять, были ли транзакции включены в блок, без необходимости загружать данные всего блока. Клиенты SPV полагаются на информацию, предоставленную другими узлами сети, которые выполняют функции суперузлов.
Клиенты lightweight работают как конечные точки связи и используются многими криптовалютными кошельками.
Клиент vs Майнинг Узел
Следует подчеркнуть, что запуск полного узла — это не то же самое, что запуск полного майнинг-узла. В то время как майнерам приходится инвестировать в дорогостоящее оборудование и программное обеспечение для майнинга, любой желающий может запустить полный проверяющий узел.
Более того, прежде чем приступить к добыче блока, майнер должен собрать группу транзакций, которые были ранее признаны действительными для полных узлов. Затем майнер формирует блок-кандидат с этой группой транзакций и пытается добыть этот блок. Если майнер успешно находит решение для этого блока, он транслирует его в сеть, и остальные полные узлы проверяют достоверность этого блока.
Таким образом, правила консенсуса определяются и защищаются распределённой сетью проверяющих узлов, а не майнерами.
Заключение
Узлы Биткоина функционируют в рамках сетевого протокола Bitcoin P2P, обеспечивая тем самым целостность системы. Узел, который пытается распространять недостоверную информацию или некорректно её использовать, быстро распознаётся добросовестными узлами и отключается от сети.
Запуск полного проверяющего узла, хотя и не приносит финансовых вознаграждений, настоятельно рекомендуется, поскольку он обеспечивает доверие, безопасность и конфиденциальность пользователей. Полные узлы гарантируют соблюдение правил, защищая блокчейн от атак и мошенничества, такого как двойное расходование. Кроме того, полный узел не должен доверять другим узлам, предоставляя пользователю полный контроль над своими средствами.