Definicja węzła może się różnić w zależności od kontekstu. W przypadku sieci komputerowych lub telekomunikacyjnych węzły mogą pełnić funkcję punktu redystrybucyjnego lub końcowego punktu komunikacyjnego. Zwykle węzeł składa się z fizycznego urządzenia sieciowego, ale w niektórych przypadkach używane są węzły wirtualne.
Węzeł sieci to punkt, w którym można utworzyć, odebrać lub przesłać wiadomość. W tym artykule omówimy różne typy węzłów Bitcoin: węzły pełne, superwęzły, węzły górnicze i klienci SPV.
Węzły Bitcoin
Zagłębiając się w kontekst blockchainów – które są zaprojektowane jako systemy rozproszone – sieć węzłów komputerowych umożliwia wykorzystanie Bitcoina jako zdecentralizowanej waluty cyfrowej typu peer-to-peer (P2P). W związku z tym jest z założenia odporny na cenzurę i nie wymaga pośrednictwa w przeprowadzaniu transakcji od użytkownika do użytkownika (bez względu na to, jak daleko na świecie się znajdują).
Dlatego węzły blockchain odpowiadają za pełnienie roli punktu komunikacyjnego, który może pełnić różne funkcje. Każdy komputer lub urządzenie, które łączy się z interfejsem Bitcoin, można uznać za węzeł w tym sensie, że w jakiś sposób komunikują się ze sobą. Węzły te są również w stanie przesyłać informacje o transakcjach i blokach w rozproszonej sieci komputerów za pomocą protokołu Bitcoin peer-to-peer. Jednakże każdy węzeł komputera jest zdefiniowany zgodnie z jego konkretnymi funkcjami, dlatego istnieją różne typy węzłów Bitcoin.
Pełne węzły
Pełne węzły to te, które naprawdę obsługują i zapewniają bezpieczeństwo Bitcoinowi i są niezbędne w sieci. Węzły te można również nazwać węzłami w pełni walidującymi, ponieważ angażują się w proces weryfikacji transakcji i bloków pod kątem zasad konsensusu systemu. Ponadto pełne węzły są w stanie przekazywać nowe transakcje i bloki do łańcucha bloków.
Zwykle pełny węzeł pobiera kopię łańcucha bloków Bitcoin przy każdym bloku i transakcji, ale nie jest to wymóg, aby można go było uznać za pełny węzeł (zamiast tego można zastosować zmniejszoną kopię łańcucha bloków).
Pełny węzeł Bitcoin można utworzyć za pomocą różnych implementacji oprogramowania, ale najczęściej używanym i popularnym jest Bitcoin Core. Oto minimalne wymagania do uruchomienia pełnego węzła Bitcoin Core:
Komputer stacjonarny lub laptop z najnowszą wersją systemu Windows, Mac OS X lub Linux.
200 GB wolnego miejsca na dysku.
2 GB pamięci (RAM).
Szybkie łącze internetowe z prędkością wysyłania co najmniej 50 kB/s.
Połączenie niezmierzone lub połączenie z wysokimi limitami przesyłania. Pełne węzły online mogą osiągnąć lub przekroczyć wykorzystanie przesyłania wynoszące 200 GB/miesiąc i wykorzystanie pobierania wynoszące 20 GB/miesiąc. Będziesz także musiał pobrać ~200 GB przy pierwszym uruchomieniu pełnego węzła.
Twój pełny węzeł powinien działać co najmniej 6 godzin dziennie. Jeszcze lepiej, jeśli uruchamiasz go w sposób ciągły (24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu).
Wiele organizacji wolontariuszy i użytkowników uruchamia pełne węzły Bitcoin, aby pomóc ekosystemowi Bitcoin. Od 2022 r. w sieci Bitcoin działa ponad 10 000 węzłów publicznych. Należy pamiętać, że liczba ta obejmuje tylko węzły publiczne, które odnoszą się do widocznych i dostępnych węzłów Bitcoin, zwanych węzłami nasłuchującymi.
Oprócz węzłów publicznych istnieje wiele innych ukrytych węzłów, które nie są widoczne (węzły nienasłuchujące). Węzły te zwykle działają za zaporą ogniową, poprzez ukryte protokoły, takie jak Tor, lub po prostu dlatego, że zostały skonfigurowane tak, aby nie nasłuchiwały połączeń.
Węzły nasłuchujące (superwęzły)
Zasadniczo węzeł nasłuchujący lub superwęzeł to pełny węzeł, który jest publicznie widoczny. Komunikuje się i dostarcza informacji każdemu innemu węzłowi, który zdecyduje się nawiązać z nim połączenie. Zatem superwęzeł jest w zasadzie punktem redystrybucji, który może działać zarówno jako źródło danych, jak i jako pomost komunikacyjny.
Niezawodny superwęzeł zazwyczaj działa 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu i ma kilka ustanowionych połączeń, przesyłając historię blockchain i dane dotyczące transakcji do wielu węzłów na całym świecie. Z tego powodu superwęzeł będzie prawdopodobnie wymagał większej mocy obliczeniowej i lepszego połączenia internetowego w porównaniu z pełnym węzłem, który jest ukryty.
Węzły Górnicze
Aby móc wydobywać Bitcoiny w obecnym konkurencyjnym scenariuszu, należy zainwestować w specjalistyczny sprzęt i programy wydobywcze. Te programy wydobywcze (oprogramowanie) nie są bezpośrednio powiązane z Bitcoin Core i są wykonywane równolegle w celu wydobywania bloków Bitcoin. Górnik może wybrać pracę samotną (górnik solo) lub w grupach (górnik basenowy).
Podczas gdy pełne węzły górników solo korzystają z własnej kopii łańcucha bloków, górnicy z puli współpracują ze sobą, każdy wnosząc swój wkład w swoje własne zasoby obliczeniowe (hashpower). W puli wydobywczej tylko administrator puli jest zobowiązany do uruchomienia pełnego węzła – który można określić jako pełny węzeł górnika puli.
Klienci lekki lub SPV
Klienci uproszczeni, znani również jako klienci uproszczonej weryfikacji płatności (SPV), to ci, którzy korzystają z sieci Bitcoin, ale tak naprawdę nie działają jako pełny węzeł. Dlatego klienci SPV nie przyczyniają się do bezpieczeństwa sieci, ponieważ nie przechowują kopii blockchainu i nie uczestniczą w procesie weryfikacji i walidacji transakcji.
Krótko mówiąc, SPV to metoda, dzięki której użytkownik może sprawdzić, czy jakieś transakcje znalazły się w bloku, czy nie, bez konieczności pobierania danych całego bloku. Dlatego klienci SPV korzystają z informacji dostarczanych przez inne pełne węzły (superwęzły). Lekcy klienci działają jako punkty końcowe komunikacji i są wykorzystywani przez wiele portfeli kryptowalut.
Klient a węzły wydobywcze
Należy pamiętać, że uruchomienie pełnego węzła to nie to samo, co uruchomienie pełnego węzła wydobywczego. Podczas gdy górnicy muszą inwestować w kosztowny sprzęt i oprogramowanie wydobywcze, każdy jest w stanie uruchomić w pełni sprawdzający się węzeł.
Przed próbą wydobycia bloku górnik musi zebrać oczekujące transakcje, które wcześniej zostały zaakceptowane jako ważne przez pełne węzły. Następnie górnik tworzy blok kandydujący (z grupą transakcji) i próbuje wydobyć ten blok. Jeśli górnikowi uda się znaleźć prawidłowe rozwiązanie dla swojego potencjalnego bloku, rozgłasza je do sieci, aby inne pełne węzły mogły zweryfikować ważność bloku. Dlatego reguły konsensusu są ustalane i zabezpieczane przez rozproszoną sieć węzłów walidujących, a nie przez górników.
Zamykające myśli
Węzły Bitcoin komunikują się ze sobą poprzez protokół sieciowy Bitcoin P2P, gwarantując w ten sposób integralność systemu. Węzeł, który zachowuje się niewłaściwie lub próbuje rozpowszechniać nieprawidłowe informacje, jest szybko rozpoznawany przez uczciwe węzły i odłączany od sieci.
Pomimo tego, że uruchomienie w pełni sprawdzającego się węzła nie zapewnia korzyści finansowych, jest ono wysoce zalecane, ponieważ zapewnia użytkownikom zaufanie, bezpieczeństwo i prywatność. Pełne węzły zapewniają przestrzeganie reguł. Chronią blockchain przed atakami i oszustwami (takimi jak podwójne wydatki). Ponadto pełny węzeł nie musi ufać innym, a pozwala użytkownikowi mieć całkowitą kontrolę nad swoimi pieniędzmi.