A definição de um nó pode variar de acordo com o contexto. Quando se trata de redes de computadores ou de telecomunicações, os nós podem atuar como pontos de redistribuição ou como terminais de comunicação. Normalmente, um nó consiste em um dispositivo de rede físico, mas há alguns casos em que nós virtuais são usados.
Um nó de rede é um ponto onde uma mensagem pode ser criada, recebida ou transmitida. Discutiremos aqui os diferentes tipos de nós Bitcoin: nós completos, supernós, nós mineradores e clientes SPV.
Nós Bitcoin
Mergulhando no contexto dos blockchains – que são concebidos como sistemas distribuídos – a rede de nós de computador é o que possibilita que o Bitcoin seja usado como uma moeda digital descentralizada peer-to-peer (P2P). Como tal, é resistente à censura por natureza e não requer um intermediário para fazer transações de usuário para usuário (não importa quão distantes eles estejam no mundo).
Portanto, os nós do blockchain são responsáveis por atuar como um ponto de comunicação que pode desempenhar diversas funções. Qualquer computador ou dispositivo que se conecte à interface do Bitcoin pode ser considerado um nó, no sentido de que eles se comunicam de alguma forma entre si. Esses nós também são capazes de transmitir informações sobre transações e blocos dentro da rede distribuída de computadores usando o protocolo Bitcoin peer-to-peer. No entanto, cada nó de computador é definido de acordo com suas funções específicas, portanto existem diferentes tipos de nós Bitcoin.
Nós completos
Os nós completos são os que realmente suportam e fornecem segurança ao Bitcoin, sendo indispensáveis à rede. Esses nós também podem ser chamados de nós de validação completa, pois participam do processo de verificação de transações e blocos em relação às regras de consenso do sistema. Além disso, os nós completos são capazes de retransmitir novas transações e blocos para o blockchain.
Normalmente, um nó completo baixa uma cópia do blockchain do Bitcoin com cada bloco e transação, mas isso não é um requisito para ser considerado um nó completo (em vez disso, uma cópia reduzida do blockchain pode ser usada).
Um nó Bitcoin completo pode ser estabelecido através de diferentes implementações de software, mas o mais usado e popular é o Bitcoin Core. Estes são os requisitos mínimos para executar um nó completo do Bitcoin Core:
Desktop ou laptop com versão recente do Windows, Mac OS X ou Linux.
200 GB de espaço livre em disco.
2 GB de memória (RAM).
Conexão de internet de alta velocidade com velocidades de upload de pelo menos 50 kB/s.
Uma conexão ilimitada ou uma conexão com altos limites de upload. Os nós completos online podem atingir ou exceder um uso de upload de 200 GB/mês e um uso de download de 20 GB/mês. Você também precisará baixar aproximadamente 200 GB ao iniciar seu nó completo pela primeira vez.
Seu nó completo deve funcionar pelo menos 6 horas por dia. Melhor ainda se você executá-lo continuamente (24 horas por dia, 7 dias por semana).
Muitas organizações voluntárias e usuários estão executando nós Bitcoin completos como forma de ajudar o ecossistema Bitcoin. Em 2022, havia mais de 10.000 nós públicos em execução na rede Bitcoin. Observe que este número inclui apenas os nós públicos, que se referem aos nós Bitcoin visíveis e acessíveis, conhecidos como nós de escuta.
Além dos nós públicos, existem muitos outros nós ocultos que não são visíveis (nós que não escutam). Esses nós geralmente operam atrás de um firewall, por meio de protocolos ocultos como o Tor, ou simplesmente porque foram configurados para não escutar conexões.
Nós de escuta (supernós)
Essencialmente, um nó de escuta ou supernó é um nó completo que é publicamente visível. Ele se comunica e fornece informações a qualquer outro nó que decida estabelecer conexão com ele. Conseqüentemente, um supernó é basicamente um ponto de redistribuição que pode atuar tanto como fonte de dados quanto como ponte de comunicação.
Um supernó confiável normalmente funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana e tem várias conexões estabelecidas, transmitindo o histórico do blockchain e os dados de transações para vários nós ao redor do mundo. Por esse motivo, um supernó provavelmente exigirá mais poder computacional e uma melhor conexão com a internet quando comparado a um nó completo que está oculto.
Nós dos Mineiros
Para poder minerar Bitcoins no atual cenário competitivo, é preciso investir em hardware e programas especializados de mineração. Esses programas de mineração (software) não estão diretamente relacionados ao Bitcoin Core e são executados em paralelo para tentar minerar blocos de Bitcoin. Um minerador pode optar por trabalhar sozinho (minerador solo) ou em grupos (minerador de pool).
Enquanto os nós completos dos mineradores solo fazem uso de sua própria cópia do blockchain, os mineradores de pool trabalham juntos, cada um contribuindo com seus próprios recursos computacionais (hashpower). Em um pool de mineração, apenas o administrador do pool é obrigado a executar um nó completo - que pode ser chamado de nó completo do minerador do pool.
Clientes leves ou SPV
Também conhecidos como clientes de verificação de pagamento simplificado (SPV), os clientes leves são aqueles que utilizam a rede Bitcoin, mas não atuam realmente como um nó completo. Portanto, os clientes SPV não contribuem para a segurança da rede porque não guardam cópia do blockchain e não participam do processo de verificação e validação das transações.
Resumindo, SPV é o método pelo qual um usuário pode verificar se algumas transações foram incluídas ou não em um bloco, sem precisar baixar todos os dados do bloco. Assim, os clientes SPV contam com as informações fornecidas por outros nós completos (supernós). Os clientes leves funcionam como terminais de comunicação e são usados por muitas carteiras de criptomoedas.
Cliente vs. Nós de Mineração
É importante observar que executar um nó completo não é o mesmo que executar um nó de mineração completo. Embora os mineradores tenham que investir em hardware e software de mineração caros, qualquer pessoa é capaz de executar um nó de validação completo.
Antes de tentar extrair um bloco, um minerador precisa reunir transações pendentes que foram previamente aceitas como válidas pelos nós completos. Em seguida, o minerador cria um bloco candidato (com um grupo de transações) e tenta minerar esse bloco. Se um mineiro conseguir encontrar uma solução válida para o seu bloco candidato, ele a transmite para a rede para que outros nós completos possam verificar a validade do bloco. Portanto, as regras de consenso são determinadas e garantidas pela rede distribuída de nós de validação e não pelos mineradores.
Considerações finais
Os nós Bitcoin comunicam-se entre si através do protocolo de rede Bitcoin P2P e, ao fazê-lo, garantem a integridade do sistema. Um nó que se comporta mal ou tenta propagar informações incorretas é rapidamente reconhecido pelos nós honestos e é desconectado da rede.
Apesar de a execução de um nó de validação completa não proporcionar recompensas financeiras, é altamente recomendado porque proporciona confiança, segurança e privacidade aos usuários. Os nós completos garantem que as regras estão sendo seguidas. Eles protegem o blockchain contra ataques e fraudes (como gastos duplos). Além disso, um full node não precisa confiar em terceiros e permite que o usuário tenha controle total sobre seu dinheiro.