Различают два основных типа узлов (нод): полные (или сложные) ноды и легкие (или упрощенные) ноды. Отличаются они по функциям, ресурсам, которые требуют, и способу взаимодействия с блокчейном. Давай сначала поговорим про основные характеристики каждого из типов, а потом сравним их. (картинка 1).
Полные Ноды
Полные ноды - это полноценное программное обеспечение (программы), благодаря которым вы можете стать полноценным участником блокчейна, ПО которого вы установили. В большинстве случаев для полноценного поднятия своего узла (ноды) требуется скачать запись всего блокчейна.
Функции полных Нод:
1. Хранение данных: Полные ноды хранят всю историю блокчейна с момента его создания. Это включает в себя все транзакции, блоки и смарт-контракты.
Размеры полных нод блокчейнов:
- Малые блокчейны (новые или с низкой активностью): от нескольких гигабайт (1-10 ГБ).
- Средние блокчейны (популярные сети с умеренной активностью: Litecoin, Monero, Solana.): от 50 до 300 ГБ.
- Крупные блокчейны (Биткойн (картинка 2), Эфириум и другие масштабные сети): от 500 ГБ до нескольких терабайт.
Размер блокчейнов продолжает расти по мере увеличения числа транзакций и активности в сети так почти во всех сетях, но есть некоторые, которые имеют фиксированный размер блокчейна. В таких сетях старые записи удаляются, а новые встраиваются в цепочку и так постоянно.
2. Валидация блоков: Полные ноды самостоятельно проверяют все транзакции и блоки, убедившись, что они соответствуют правилам сети. После проверки транзакции ее нужно подписать, в блокчейнах с PoW узел имеющий большую мощность с большей вероятностью подпишет блок и получит награду, а в блокчейнах PoS подписание уйдет валидатору с большим количеством монет (картинка 3) . Это делает полные ноды критически важными для безопасности и децентрализации блокчейна. По сути на полных нодах и строятся все блокчейны без исключений и работа сети без них невозможна.
Если подробнее хотите узнать про роль и функционал нод в блокчейнах, то прочитайте мою статью.
3. Децентрализация и безопасность: Полные ноды повышают безопасность сети, так как они могут самостоятельно удостоверять легитимность данных. Владея полной историей блокчейна, такие ноды могут независимо проверить любую информацию в сети. Блокчейн является одной из самых защищенных систем тк для успешной мошеннической атаки с подменной количества монет на кошельке необходимо обмануть более 50% устройств сети, что в большинстве случаев делает такую атаку не целесообразной из-за стоимости превышающей потенциальную награду. Еще раз, мошенник должен иметь контроль над 51% нод (узлов) подключенных к блокчейну, чтобы изменить код сети или начислить себе несуществующих монет. (картинка 4).
5. Ресурсы: Полные ноды работающие на алгоритмах PoW требуют значительных вычислительных ресурсов, включая процессор, оперативную память и дисковое пространство, например для добычи биткоина создают целые заводы соединенных между собой в один супер-узел сотни Asic майнеров. Также они нуждаются в постоянном интернет-соединении для синхронизации с сетью. (картинка 5)
Напротив, полные ноды работающие на алгоритмах PoS требуют не значительные вычислительные мощности и могут быть запущены на устройства со средним железом. Например 8-ядерного процессора, 16 гигабайт оперативной памяти и 1 терабайта жесткого диска хватит для большинства узлов. В некоторых случаях требуется мощность не обычного процессора, а графического в этом случае нода потребляет ресурс видеокарты.
Примеры:- Биткойн Core - программа полной ноды Bitcoin (картинка 6).
- Ethereum Geth — программа полной ноды Ethereum.
Легкие ноды (Light nodes)
Хорошими примерами легких нод являются крипто кошельки. Часто мы можем встретить мультивалютные кошельки, которые имеют облегченную версию нод сразу нескольких блокчейнов позволяю пользователю через удобный интерфейс совершать транзакции и взаимодействовать со смарт-контрактами приложений.
1. Хранение данных: Легкие ноды в отличии от тяжелых не хранят всю историю блокчейна. Они сохраняют только заголовки блоков и обращаются к полным нодам для получения информации о конкретных транзакциях или данных. Значит, легкие ноды не являются полноценными участниками блокчейна, но могут использовать некоторый функционал сети (транзакции, отображение баланса, стейкинг, обмены и тп). (картинка 7)
2. Упрощенная валидация: Легкие ноды полагаются на полные ноды для проверки информации являясь некой прокладкой для конечного пользователя упрощая его опыт взаимодействия с блокчейном. Не полные ноды загружают лишь часть данных блокчейна и доверяют полным нодам, что делает их менее автономными в плане безопасности.
3. Меньшие требования: Легкие ноды требуют намного меньше ресурсов, чем полные. Они могут работать на мобильных устройствах или компьютерах с ограниченной вычислительной мощностью. Фактически вы скачиваете любое Web3 Приложение/программу - это и есть не полная нода.
- 4. Простота использования: Легкие ноды подходят для большинства простых пользователей, которым не нужно полностью проверять блокчейн или они не хотят разбираться в особенностях работы сложных программ/блокчейнов.
Примеры легких нод:
Кошельки:
- Exodus
- Trust Wallet
- Atomic Wallet
Легкие узлы известных блокчейнов, которые запускаются на Linux:
- Ethereum (на основе Light Client Geth) (скрин 8).
- Polkadot (на основе Parity Substrate)
- Solana (на основе Solana Light Client)
На скриншоте логи полной ноды Eth (geth). Но смысл в целом один и тот же.
Сравенение
Для рядового юзера в 99% случаев нет смысла устанавливать полные ноды блокчейнов тк они имеют высокие требования по железу, долгий процесс первой синхронизации, не удобные интерфейсы с плохим опытом взаимодействия и в целом идейно больше подходят для гиков, либо людей задействованных в сфере криптовалют. (картинка 9).
Последние мысли
Полные ноды являются основой блокчейна, обеспечивая его децентрализацию и безопасность, в то время как легкие ноды обеспечивают удобный доступ к сети с минимальными ресурсами, но с некоторыми ограничениями по безопасности и конфиденциальности. Какие использовать ? Решать вам!
Если тебе интересна тема установки, администрирования и заработка на Нодах, тогда заходи к нам в сообщество Telegram и Youtube. Там регулярно выкладываю гайды по запуску узлов.
