O que são nós Blockchain?

Os nós Blockchain são um componente importante de uma rede Blockchain. Um nó é um computador ou dispositivo que se conecta a uma rede e participa do pedido, verificação e validação de transações. Essencialmente, os nós ajudam a garantir que o blockchain seja um registro seguro e confiável de todas as transações que ocorreram na rede.

Existem vários tipos de nós blockchain que podem existir em uma rede blockchain, cada um com funções e responsabilidades específicas. Alguns nós são responsáveis ​​por armazenar uma cópia de todo o blockchain e validar transações usando regras de consenso do blockchain. Outros são responsáveis ​​por verificar e adicionar novas transações ao blockchain. Outros são nós especializados configurados para lidar com tarefas mais complexas na blockchain, como executar contratos inteligentes ou servir como intermediários confiáveis ​​para determinadas transações.

Independentemente da sua função específica, todos os nós da blockchain trabalham juntos para garantir a integridade e a segurança da blockchain. Eles se comunicam entre si, trocam informações sobre novas transações e blocos e usam regras de consenso do blockchain para validar essas transações e adicioná-las ao blockchain.

Este artigo responde a uma pergunta muito importante: o que são nós de blockchain e o que eles fazem? Vamos discutir isso.

Qual é a importância dos nós Blockchain?

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O aumento da popularidade da tecnologia blockchain nos últimos anos e a sua adoção generalizada em setores como cadeia de abastecimento, saúde, energia, etc., só continuarão à medida que a tecnologia avança. Portanto, é importante compreender a infraestrutura e arquitetura central por trás da tecnologia blockchain para compreender a dinâmica e a utilidade que a tornam superior às tecnologias tradicionais.

Os nós são a espinha dorsal da infraestrutura blockchain. O principal objetivo é aumentar a segurança dos dados no blockchain e comprovar credibilidade na rede. Existem milhares de nós na rede blockchain garantindo descentralização, imutabilidade e rastreabilidade. Os nós ajudam a fornecer confiabilidade, mantendo registros de todas as transações blockchain. Além disso, os nós também podem proteger o blockchain de ataques centralizados porque não existe um ponto único de falha na rede blockchain. Cada nó possui uma cópia do banco de dados blockchain e a utiliza para verificar transações e adicioná-las ao blockchain como blocos. Assim, quanto mais ampla for a rede de nós, mais confiável será o blockchain.

Os nós têm uma ampla gama de usos em blockchain, desde ordenar, organizar e registrar transações de blockchain até rejeitar e armazenar dados e manter algoritmos de consenso. Além disso, os nós também são responsáveis ​​por determinar se um bloco de transação ou assinatura é válido ou não e então aceitá-lo ou rejeitá-lo para manter a rede funcionando sem problemas.

Como funcionam os nós Blockchain?

Fonte: RS on-line | uma explicação visual do que é um nó em uma blockchain em três tipos de sistemas

Agora que discutimos o que são os nós do blockchain, também é importante entender como os nós funcionam. Para fazer isso, primeiro temos que voltar ao blockchain e entender sua função. Um blockchain é um livro-razão compartilhado imutável onde cada bloco é conectado criptograficamente ao próximo bloco, onde alterações em uma parte do blockchain farão com que todos os blocos subsequentes sofram alterações. No entanto, eles existem em uma rede distribuída e possuem muitas cópias, o que significa que não podem ser alterados.

Os nós são únicos no sentido de que cada um pode ser diferenciado dos outros por certas características ou recursos. Eles podem ter funções diferentes dependendo da aplicação. Normalmente, diz-se que um nó mantém um registro das transações do blockchain, conforme discutido acima, mas esta não é uma função para todos os nós. O que os nós fazem depende dos requisitos gerais do blockchain. Cada nó desempenha um papel diferente no ecossistema blockchain, juntamente com as tarefas padrão de gerenciamento de transações, compartilhamento de dados com outros nós para desenvolver a rede e implementação de algoritmos para manter toda a rede atualizada e funcionando.

Há também um tipo especial de nó blockchain conhecido como nó RPC que é configurado para lidar com tarefas mais complexas no blockchain, como buscar transações de contratos inteligentes ou servir como intermediário confiável para determinadas transações. Esses nós geralmente possuem poder e recursos computacionais significativos e geralmente são operados por grandes organizações.

Diferentes tipos de nós Blockchain

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Os diferentes tipos de nós de blockchain e suas funções para as diferentes camadas de blockchain são uma parte muito importante para entender o que é um nó de blockchain.

1. Nó completo

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Um nó completo armazena todo o blockchain, permitindo validar totalmente transações e blocos de acordo com as regras de consenso da rede. Além disso, os nós completos desempenham um papel crítico na disseminação desses dados pela rede, garantindo a distribuição oportuna e eficiente de novas transações e blocos. No entanto, os nós completos geralmente não sugerem novos blocos para inclusão na blockchain. Ao executar nós completos, os participantes podem verificar de forma independente e autorizada cada transação no histórico do blockchain, sem depender de referências externas. Esta independência garante que a rede permaneça descentralizada e resistente a agentes maliciosos ou pontos únicos de falha. O Geth da Ethereum é um cliente popular e implementação de software para executar nós completos.

Além disso, os nós completos desempenham um papel importante na governança da rede blockchain. Quando uma mudança ou atualização de protocolo é proposta, a escolha do nó completo de adotar ou ignorar essa mudança torna-se um forte sinal de consenso. Ao optar por atualizar o seu software em resposta a estas propostas, os nós completos expressam efetivamente a sua posição, moldando a direção da evolução da rede. O seu papel não é simplesmente passivo; Os nós completos aplicam ativamente as regras da rede. Se a maioria optar por adoptar a mudança e outros não, estes últimos poderão encontrar-se numa cadeia incompatível, ilustrando o importante papel dos nós na concretização das decisões de governação.

2. Arquivo ou Nó de Arquivo

Em contraste, um nó de arquivo é uma forma especial de nó completo que vai além no armazenamento de dados. Além de armazenar o blockchain completo, um nó de arquivo armazena meticulosamente todo o histórico da rede, capturando cada estado de transição entre os blocos. Isto significa que para cada ação, seja uma transação, execução de contrato ou qualquer outra atividade, o nó de arquivo captura e armazena as alterações resultantes. Isso é semelhante a ter um instantâneo de cada momento da história do blockchain, permitindo que os desenvolvedores retrocedam e examinem cada momento de interesse.

Para projetos que exigem um mergulho profundo em dados históricos ou para depurar contratos inteligentes complexos, os nós de arquivo são uma ferramenta indispensável. No entanto, esta profundidade de informação tem um custo, uma vez que os requisitos de armazenamento para um nó de arquivo excedem em muito os de um nó completo típico, exigindo infra-estruturas e investimentos substanciais para mantê-lo eficazmente. Novamente, qualquer pessoa pode executar um nó de arquivo na cadeia sem permissão.

3. Validador de nó

Ao contrário dos nós completos tradicionais que validam e encaminham transações, os nós validadores (também chamados de nós de piquetagem em algumas redes) desempenham um papel mais ativo no processo de criação de blocos. Eles são selecionados com base em vários critérios, como quantidade de moeda real apostada, reputação ou outros fatores, para validar e adicionar novos blocos à cadeia. Ao propor ou validar novos blocos, esses nós ajudam a chegar a um consenso sobre o próximo estado da blockchain. Em uma rede blockchain como o Shardeum, os nós validadores têm diversas funções. Quando chega a sua vez, eles validam, chegam a um consenso e processam as transações sem liderança. Assim que essas transações forem validadas, a rede irá combiná-las em grupos ou blocos. Este grupo consolidado de transações é então encaminhado para nós de arquivo na rede para armazenamento abrangente e registro histórico.

Tudo o que foi dito acima se baseia na suposição de que os validadores agem honestamente. Se se envolverem em atividades maliciosas ou validarem transações/bloqueios incorretamente, enfrentarão penalidades rigorosas, muitas vezes referidas como “penhora”, que podem levar ao confisco dos ativos que apostaram. Assim, os nós validadores representam uma mistura de confiança e autoridade dentro de um determinado ecossistema blockchain, garantindo a integridade da rede e incentivando a descentralização.

4. RPC do nó

Os nós RPC, ou nós de Chamada de Procedimento Remoto, servem como pontos de acesso críticos em uma rede blockchain. Esses nós facilitam as interações externas com o blockchain, processando solicitações e executando funções específicas. Desenvolvedores, aplicativos e outros participantes da rede se comunicam com nós RPC para recuperar dados, enviar transações ou consultar o status da rede. Esses nós interpretam e transmitem essas solicitações externas ao blockchain e então retornam as respostas apropriadas. Embora não estejam diretamente envolvidos no consenso ou na validação de blocos, os nós RPC desempenham um papel importante na ponte entre entidades externas e a infraestrutura blockchain subjacente, tornando a rede mais acessível e utilizável para uma ampla variedade de aplicações e serviços. A sua presença sublinha a importância da acessibilidade e da facilidade de utilização no avanço da adoção da blockchain.

5. Nós totalmente podados

Os nós podados, em sua funcionalidade principal, são muito semelhantes aos nós completos, mas adotam uma abordagem mais eficiente em termos de armazenamento. Em vez de manter todo o blockchain, os nós removidos priorizam os blocos mais novos, descartando os dados mais antigos para permanecer dentro de um limite de armazenamento especificado. Inicialmente, um nó removido fará o download do blockchain, mas, à medida que opera, descarta sistematicamente os blocos mais antigos, garantindo que apenas os dados mais recentes que estejam alinhados com os parâmetros de armazenamento definidos sejam retidos. Por exemplo, se um operador alocar 550 MB para um nó removido, ele reterá os blocos mais recentes que atendem a essa restrição e removerá os dados mais antigos, se necessário. Apesar da metodologia de armazenamento mais enxuta, os nós removidos mantêm a capacidade completa do nó de autenticar transações e participar de procedimentos de consenso.

6. Nó de autoridade

Um nó de autoridade é um nó escolhido pela organização ou comunidade responsável pelo blockchain. Eles são usados ​​para autorizar novos nós a ingressar na rede blockchain. Eles também podem definir permissões de acesso de outros nós se quiserem acessar determinados canais de dados. Algoritmos de consenso que não são totalmente descentralizados, como Prova de Participação Delegada e Prova de Autoridade, usam nós de autoridade. Algoritmos de consenso como este requerem um número fixo de nós de autoridade para funcionar. O número de nós de autoridade e quem serão os nós de autoridade geralmente são escolhidos pela comunidade ou determinados pela equipe de desenvolvimento. Outros participantes da rede executarão nós leves, que dependem de informações transmitidas por nós de autoridade para operar no blockchain. Os nós de autoridade acrescentam um grau de centralização à rede para aumentar a velocidade, mas também introduzem a possibilidade de controle centralizado.

7. Nó Mineiro

Um nó de mineração (ou minerador) é um nó projetado especificamente para realizar o processo de mineração. Com a Prova de Trabalho, por exemplo, o primeiro minerador a resolver um quebra-cabeça de computador recebe o direito de confirmar um bloco de transações. Os nós de mineração usam sistemas de computação de alto desempenho que incluem CPUs, GPUs ou ASICs para resolver quebra-cabeças, permitindo-lhes adicionar novos blocos ao blockchain. Um nó de mineração pode consistir em um único minerador ou em um conjunto de mineradores.

Os mineradores são um dos diferentes tipos de nós em um blockchain (completo ou leve) que tentam provar que completaram o trabalho necessário (quebra-cabeça) para criar um novo bloco no blockchain. Depois que os mineradores resolvem um quebra-cabeça, eles transmitem a solução para a rede para verificação pelo nó completo. Se o consenso for alcançado, os mineradores terão o direito de adicionar novos blocos ao blockchain e serão recompensados ​​com um número predeterminado de moedas digitais, bem como taxas de transação associadas a esses blocos.

8. Nó Utama

O nó mestre é um nó completo responsável por manter o livro-razão do blockchain e validar as transações. No entanto, eles não podem adicionar novos blocos ao blockchain. Em geral, os nós mestres são mais poderosos que os nós normais. Dependendo da natureza do evento, o nó mestre também pode auxiliar outros eventos na blockchain. Isso inclui o gerenciamento de eventos de votação, o fornecimento de execução de protocolo e a aplicação das regras de cada blockchain.

Embora os nós mestres não tenham a mesma função que os nós completos na adição de novos blocos, eles ainda têm um papel importante nas operações e na segurança da rede. Ao executar um nó mestre, os usuários não apenas contribuem para a segurança da rede, mas também têm a oportunidade de ganhar uma parte das recompensas pelos seus serviços. Para criar um nó mestre, os usuários devem bloquear uma certa quantia de fundos como garantia (semelhante aos validadores e nós de piquetagem) e garantir que seu nó esteja online 24 horas por dia, 7 dias por semana. Hospedar o nó primário em um servidor virtual privado é considerado uma boa prática, pois ajuda a garantir a disponibilidade e a confiabilidade do nó.

9. Nó Ringan

Este tipo de nó só pode baixar e armazenar cabeçalhos de bloco. Simplificando, este tipo de nó fornece apenas as informações necessárias para apoiar as atividades diárias ou transações mais rápidas. Eles não estão envolvidos na validação de bloco. Nós de verificação de pagamento simples (nós SPV) é outro nome para esses nós. Este tipo de nó blockchain se comunica com o blockchain, mas depende de nós completos para fornecer as informações necessárias. Como não armazenam uma cópia do blockchain, eles simplesmente consultam o estado atual da cadeia e transmitem as transações para processamento. Eles economizam muito tempo e espaço de armazenamento para os usuários.

10. Nó Kilat

Os nós Lightning são um tipo especial de nó blockchain que permite aos usuários criar conexões fora do blockchain para facilitar transações mais rápidas e baratas. Esses nós são normalmente usados ​​em redes que aproveitam o estado do canal, que é uma solução de escalonamento da camada 2 sobre blockchains da camada 1. Essa configuração – tanto o nó quanto o software cliente do estado do canal – funciona criando canais de pagamento separados entre duas entidades, como. como loja e cliente. A entidade cria um endereço com múltiplas assinaturas, como um cofre, que pode ser acessado por ambos.

Os clientes depositam fundos no canal e os utilizam para pagar bens ou serviços da loja. Cada transação é acordada por ambas as partes e ocorre quase instantaneamente. Quando um cliente termina de fazer uma compra ou fica sem fundos, o canal de pagamento pode ser fechado e o saldo final transmitido para o blockchain. Este processo reduz a carga na blockchain e encurta os tempos de transferência porque permite que as partes interajam diretamente sem a necessidade de confirmação de cada transação na blockchain. Além disso, a rede relâmpago buscará o caminho mais eficiente para as transações, com o menor número de intermediários e as menores taxas, para reduzir o tempo de espera.

11. Nó Super

Os supernós são uma parte importante de algumas redes blockchain porque fornecem funcionalidade e suporte adicionais. Esses nós são frequentemente usados ​​para executar tarefas especializadas que são críticas para a operação e manutenção da rede. Por exemplo, uma blockchain pode usar supernós para impor regras de rede ou para implementar atualizações.

Ao contrário dos nós completos ou leves, que são os tipos mais comuns de nós de blockchain, os supernós não são tão difundidos e suas funções e responsabilidades podem variar de uma rede para outra. Apesar de sua natureza especializada, os supernós desempenham um papel crítico na operação e no sucesso de muitas redes blockchain.

Conclusão

Os nós blockchain são um dos aspectos mais importantes de uma rede blockchain, e entendê-los é importante se você planeja entrar no mundo da criptografia e do blockchain. Conforme discutido acima, existem diferentes tipos de nós, e cada um desempenha uma função diferente para manter o blockchain funcionando sem problemas. Um arquiteto de blockchain, desenvolvedor de UX ou alguém mais envolvido com a criação e operação de blockchains precisará de mais conhecimento técnico em relação à criação, configuração e operação de nós, mas o foco deste artigo é fornecer um esboço do que são os nós de blockchain. você pode desenvolver uma melhor compreensão do mundo descentralizado e como ele é organizado por meio de redes de computadores.

Perguntas frequentes (FAQ)

1. Quais são as etapas para configurar um nó completo?

Configurar um nó completo pode parecer complicado, mas é um processo relativamente simples quando dividido em algumas etapas:

  • Escolha um blockchain para configurar e executar o nó, como Bitcoin ou Ethereum

  • Adquirir as ferramentas de software e hardware necessárias para implantar o nó e depois executá-lo, o que será diferente para cada blockchain e criptomoeda

  • Obtenha o hardware apropriado, que requer um pequeno computador conhecido como Raspberry Pi

  • Nó em execução

2. Como executar um nó completo?

Para entender como executar um nó completo, primeiro é importante saber que um nó completo pode ser hospedado em um protocolo de nuvem, como Google Cloud ou Amazon Web Services, ou em um dispositivo com RAM e espaço em disco rígido suficientes para suportá-lo. Também é importante aproveitar ao máximo as soluções de nós, desenvolvendo-as a partir de uma única base.

Depois que um nó é configurado, também é importante mantê-lo sob controle, monitorando-o e mantendo-o quando necessário para evitar erros no blockchain.

3. Hospedar nós no Blockchain é lucrativo?

Um nó bem mantido na blockchain pode ser lucrativo e uma fonte de renda passiva. Os operadores de nós podem ganhar recompensas em moedas e lucrar com futuros aumentos de preços. No entanto, configurar e executar um nó pode ser caro, dependendo dos requisitos de hardware de cada rede blockchain. Os lucros também dependem do tipo de nó que você executa, sendo alguns nós mais lucrativos e sustentáveis ​​do que outros. Quando se trata de investir seus recursos em qualquer coisa, incluindo a execução de um nó, sempre certifique-se de fazer sua própria pesquisa (DYOR).

4. Quantos nós a máquina pode operar?

O número de nós que uma máquina pode executar depende inteiramente das capacidades do sistema de hardware da máquina. Em uma única máquina, você pode optar por administrar uma carteira ou aumentar esse número usando uma máquina virtual. No entanto, é importante certificar-se de não exceder 85% das unidades de recursos do servidor disponíveis se estiver usando um servidor virtual privado, pois você poderá ter problemas com seu provedor de serviços.

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