La définition d'un nœud peut varier selon le contexte. Lorsqu'il s'agit de réseaux informatiques ou de télécommunications, les nœuds peuvent servir soit de point de redistribution, soit de point final de communication. Habituellement, un nœud est constitué d'un périphérique réseau physique, mais il existe certains cas où des nœuds virtuels sont utilisés.
Un nœud de réseau est un point où un message peut être créé, reçu ou transmis. Nous aborderons ici les différents types de nœuds Bitcoin : nœuds complets, super-nœuds, nœuds mineurs et clients SPV.
Nœuds Bitcoin
En plongeant dans le contexte des blockchains – qui sont conçues comme des systèmes distribués – le réseau de nœuds informatiques est ce qui permet au Bitcoin d’être utilisé comme monnaie numérique décentralisée peer-to-peer (P2P). En tant que tel, il est de par sa conception résistant à la censure et ne nécessite pas de transaction entre utilisateurs (quelle que soit leur distance dans le monde).
Par conséquent, les nœuds blockchain sont chargés d’agir comme un point de communication pouvant remplir différentes fonctions. Tout ordinateur ou appareil qui se connecte à l’interface Bitcoin peut être considéré comme un nœud dans le sens où ils communiquent d’une manière ou d’une autre. Ces nœuds sont également capables de transmettre des informations sur les transactions et les blocs au sein du réseau distribué d'ordinateurs en utilisant le protocole peer-to-peer Bitcoin. Cependant, chaque nœud informatique est défini en fonction de ses fonctions particulières, il existe donc différents types de nœuds Bitcoin.
Nœuds complets
Les nœuds complets sont ceux qui prennent réellement en charge et assurent la sécurité du Bitcoin, et ils sont indispensables au réseau. Ces nœuds peuvent également être appelés nœuds de validation complète car ils s'engagent dans le processus de vérification des transactions et des blocages par rapport aux règles de consensus du système. De plus, les nœuds complets sont capables de relayer de nouvelles transactions et blocs vers la blockchain.
Habituellement, un nœud complet télécharge une copie de la blockchain Bitcoin avec chaque bloc et transaction, mais ce n'est pas une exigence pour être considéré comme un nœud complet (une copie réduite de la blockchain peut être utilisée à la place).
Un nœud Bitcoin complet peut être établi via différentes implémentations logicielles, mais le plus utilisé et le plus populaire est le Bitcoin Core. Voici la configuration minimale requise pour exécuter un nœud complet Bitcoin Core :
Ordinateur de bureau ou portable avec une version récente de Windows, Mac OS X ou Linux.
200 Go d'espace disque libre.
2 Go de mémoire (RAM).
Connexion Internet haut débit avec des vitesses de téléchargement d'au moins 50 Ko/s.
Une connexion illimitée ou une connexion avec des limites de téléchargement élevées. Les nœuds complets en ligne peuvent atteindre ou dépasser une utilisation de téléchargement de 200 Go/mois et une utilisation de téléchargement de 20 Go/mois. Vous devrez également télécharger environ 200 Go lorsque vous démarrerez pour la première fois votre nœud complet.
Votre nœud complet doit fonctionner au moins 6 heures par jour. C'est encore mieux si vous l'exécutez en continu (24h/24 et 7j/7).
De nombreuses organisations bénévoles et utilisateurs exécutent des nœuds Bitcoin complets afin d'aider l'écosystème Bitcoin. En 2022, plus de 10 000 nœuds publics fonctionnent sur le réseau Bitcoin. Notez que ce numéro n’inclut que les nœuds publics, qui font référence aux nœuds Bitcoin visibles et accessibles, appelés nœuds d’écoute.
Outre les nœuds publics, il existe de nombreux autres nœuds cachés qui ne sont pas visibles (nœuds non-écoutants). Ces nœuds fonctionnent généralement derrière un pare-feu, via des protocoles cachés comme Tor, ou simplement parce qu'ils ont été configurés pour ne pas écouter les connexions.
Nœuds d'écoute (supernodes)
Essentiellement, un nœud d’écoute ou super nœud est un nœud complet visible publiquement. Il communique et fournit des informations à tout autre nœud qui décide d'établir une connexion avec lui. Par conséquent, un super nœud est essentiellement un point de redistribution qui peut servir à la fois de source de données et de pont de communication.
Un super-nœud fiable fonctionne généralement 24h/24 et 7j/7 et dispose de plusieurs connexions établies, transmettant l'historique de la blockchain et les données de transactions à plusieurs nœuds dans le monde. Pour cette raison, un super nœud nécessitera probablement plus de puissance de calcul et une meilleure connexion Internet par rapport à un nœud complet caché.
Nœuds de mineurs
Afin de pouvoir exploiter des Bitcoins dans le scénario concurrentiel actuel, il faut investir dans du matériel et des programmes de minage spécialisés. Ces programmes (logiciels) de minage ne sont pas directement liés au Bitcoin Core et sont exécutés en parallèle pour tenter de miner des blocs Bitcoin. Un mineur peut choisir de travailler seul (mineur solo) ou en groupe (mineur en pool).
Alors que les nœuds complets des mineurs solo utilisent leur propre copie de la blockchain, les mineurs du pool travaillent ensemble, chacun contribuant à ses propres ressources de calcul (hashpower). Dans un pool de minage, seul l'administrateur du pool est tenu d'exécuter un nœud complet - qui peut être appelé nœud complet d'un mineur de pool.
Clients légers ou SPV
Également connus sous le nom de clients SPV (Simplified Payment Verification), les clients légers sont ceux qui utilisent le réseau Bitcoin mais n’agissent pas vraiment comme un nœud complet. Ainsi, les clients SPV ne contribuent pas à la sécurité du réseau car ils ne conservent pas de copie de la blockchain et ne participent pas au processus de vérification et de validation des transactions.
En bref, SPV est la méthode par laquelle un utilisateur peut vérifier si certaines transactions ont été incluses ou non dans un bloc, sans avoir à télécharger l'intégralité des données du bloc. Ainsi, les clients SPV s'appuient sur les informations fournies par d'autres nœuds complets (supernodes). Les clients légers fonctionnent comme des points de terminaison de communication et sont utilisés par de nombreux portefeuilles de crypto-monnaie.
Client vs nœuds miniers
Il est important de noter que l’exécution d’un nœud complet n’est pas la même chose que l’exécution d’un nœud d’exploration de données complet. Alors que les mineurs doivent investir dans du matériel et des logiciels miniers coûteux, n’importe qui peut exécuter un nœud entièrement validé.
Avant d'essayer d'exploiter un bloc, un mineur doit rassembler les transactions en attente qui ont été précédemment acceptées comme valides par les nœuds complets. Ensuite, le mineur crée un bloc candidat (avec un groupe de transactions) et essaie d'exploiter ce bloc. Si un mineur parvient à trouver une solution valide pour son bloc candidat, il la diffuse sur le réseau afin que d'autres nœuds complets puissent vérifier la validité du bloc. Par conséquent, les règles de consensus sont déterminées et sécurisées par le réseau distribué de nœuds de validation et non par les mineurs.
Pensées finales
Les nœuds Bitcoin communiquent entre eux via le protocole réseau Bitcoin P2P et garantissent ainsi l’intégrité du système. Un nœud qui se comporte mal ou tente de propager des informations incorrectes est rapidement reconnu par les nœuds honnêtes et est déconnecté du réseau.
Bien que l’exécution d’un nœud entièrement validé n’apporte pas de récompenses financières, il est fortement recommandé car il assure la confiance, la sécurité et la confidentialité des utilisateurs. Les nœuds complets garantissent que les règles sont respectées. Ils protègent la blockchain contre les attaques et les fraudes (telles que les doubles dépenses). De plus, un nœud complet n’a pas besoin de faire confiance aux autres et permet à l’utilisateur d’avoir le contrôle total de son argent.
