Каждый участник сети является узлом.
Узел — является точкой пересечения или соединения в телекоммуникационной сети. Узел также может означать любую систему или физическое устройство, которое подключено к сети и может выполнять определенные функции, такие как создание, получение или отправка информации через канал связи. Объяснение узла варьируется в зависимости от упоминаемого уровня протокола.
Узел — это программа, которая полностью проверяет транзакции и блоки.
Технология блокчейн децентрализована — одно из ключевых свойств, сделавших ее столь привлекательной для широкой публики. Он основан на принципах сети P2P (Peer to Peer). В большинстве сетей нет выделенных серверов, нет единой власти, а есть консенсус между пользователями.
Блокчейн — это класс технологии распределенного реестра (DLT), который функционирует как децентрализованный цифровой реестр транзакций, предназначенный для копирования на несколько устройств в сети. Это означает, что хронологическая и полная запись каждой сетевой транзакции должна быть распределена по ряду устройств. Эти устройства называются узлами, и они несут ответственность за поддержание честности, безопасности и неизменности цепочки блоков.
Узлы блокчейна относятся к заинтересованным сторонам сети и их устройствам, которые предназначены для хранения копии распределенного реестра и служат точками связи, которые выполняют различные важные сетевые функции. Основная цель узла цепочки блоков — проверка действительности каждого последующего пакета сетевых транзакций, называемых блоками. Каждый узел имеет уникальный идентификатор, прикрепленный к его устройству, который позволяет отличить его от других в сети.
Основные задачи узлов: когда майнер пытается добавить новый блок транзакций в цепочку блоков, он передает этот всем узлам сети. В зависимости от легитимности блока (действительности подписи и транзакций) узлы могут принять или отклонить блок. Когда узел принимает новый блок транзакций, он сохраняет и хранит его поверх остальных блоков, которые он уже сохранил.
- Узлы проверяют, действителен ли блок транзакций, и принимают или отклоняют его.
- Узлы сохраняют и хранят блоки транзакций (хранят историю транзакций блокчейна).
- Узлы транслируют и распространяют эту историю транзакций на другие узлы, которым может потребоваться синхронизация с цепочкой блоков (необходимо обновить историю транзакций).
Типы узлов блокчена:
Два основных типа узлов — полные узлы (Full Nodes) и легкие узлы (Lightweight Nodes). Еще один термин для описания узлов — это клиенты, которые предоставляют функции кошелька.
- Полные узлы (Full Nodes) содержат копию истории блокчейна, включая все созданные блоки. Полные узлы действуют как сервер в децентрализованной сети. В их основные задачи входит поддержание консенсуса между другими узлами и проверка транзакций. Они также хранят копию цепочки блоков, что делает их более безопасными и позволяет настраивать такие функции, как мгновенная отправка и частные транзакции.
- Архивный полный узел
Архивные полные узлы — это то, что большинство людей имеет в виду, говоря о полных узлах. Они представляют себе сервер, на котором размещается полная цепочка блоков в своей базе данных. Основная задача полных узлов — поддерживать консенсус и проверять блоки. Разница между отсеченным и архивным узлами одна — количество места на жестком диске, которое они занимают на вашем сервере или ПК. Архивные узлы можно разделить на несколько подтипов — те, которые могут добавлять блоки в цепочку блоков, и те, которые не могут.
- Обрезанный полный узел
Обрезанный полный узел — он начинает загрузку блоков с самого начала и по достижении установленного лимита удаляет самые старые, сохраняя только их заголовки и размещение в цепочке. Например, если вы установите ограничение на размер 550 МБ, вы сохраните все последние блоки, которые могут уместиться в этом пространстве жесткого диска, но для того, чтобы перейти в это состояние, вам сначала нужно будет пройти через всю цепочку блоков, чтобы проверить все те предыдущие блоки. Отсеченные узлы считаются полными узлами и, следовательно, также могут проверять транзакции и участвовать в консенсусе.
Требования к полному узлу:
- Настольный компьютер или ноутбук с последними версиями Windows, Mac OS X или Linux;
- 7 ГБ памяти, доступной при минимальной скорости чтения / записи 100 МБ / с;
- 2 ГБ памяти (RAM);
- Интернет-соединение со скоростью выгрузки не менее 400 килобит (50 килобайт) в секунду;
- Шесть часов в день, чтобы полный узел оставался включенным.
- Легкие узлы (Lightweight Nodes) или узлы SPV (Simple Payment Verification) — это кошельки, которые загружают только заголовки блоков и экономят место на жестком диске для пользователей. Облегченный узел или узел простой проверки платежей (SPV). Эти типы узлов взаимодействуют с блокчейном, полагаясь на полные узлы для предоставления им необходимой информации. Поскольку они не хранят копию цепочки, они запрашивают только текущий статус, для которого блок является последним, и транслируют транзакции для обработки. Принимая во внимание вышеупомянутые функции, ясно, что для запуска узла SPV не требуется много ресурсов, но он приносит в жертву безопасность ради удобства.
Узлы, которые могут добавлять блоки:
Майнеры (майнинговые узлы)
Майнер узлы — являются узлами (полными или легкими), цель которых — доказать, что они выполнили необходимую работу для создания блока. Отсюда консенсусное название Proof of Work. Для выполнения задачи, майнеры должны либо быть архивным полным узлом, либо получать данные от других полных узлов в сети, чтобы знать текущий статус блокчейна и требуемые параметры для следующего блока в очереди.
Стейкеры (узлы стейкинга)
Стейкер узлы — ставки можно сравнить с традиционным депозитом в бумажных деньгах. Вы покупаете монеты и держите их, а взамен получаете обратно проценты в качестве вознаграждения. Хотя существуют разные подходы к механизму консенсуса Proof of Stake, основная характеристика заключается в том, что зарабатывание денег можно сравнить с участием в лотерее. Ставки — это азартная игра, которая, предлагает меньшую уверенность по сравнению с майнингом и временами может сбивать с толку. Конечная цель состоит в том, чтобы определить, на основе заранее определенного набора правил и учтенного шанса удачи, кто будет следующим, кто создаст блок и получит вознаграждение. Факторы включают возраст монеты (как долго у вас есть свои монеты), сколько у вас есть и их отношение к доступным в сети. Для стекинга вам не нужно какое-либо дорогостоящее оборудование, вы только держите свой криптокошелек в сети 24/7, что можно сделать с помощью такого устройства, как Raspberry Pi.
Узлы управления
Узлы управления блокчейна — могут присоединяться к сети и выполнять свои задачи без разрешения кого-либо. В этом суть блокчейна — его децентрализованный характер. Алгоритмы консенсуса включают в себя делегированное подтверждение ставки, делегированную византийскую отказоустойчивость, подтверждение полномочий и другие. Сети, в которых используются такие алгоритмы, должны определять фиксированное количество авторитетных узлов. За сколько и кто они будут, голосует сообщество или определяет команда разработчиков. Задача этих узлов, как и полных узлов, состоит в том, чтобы создавать и проверять блоки, одновременно распространяя информацию среди пользователей в сети. Все участники, не выбранные в качестве авторитетного узла, будут запускать легкие узлы (легкие узлы), которые зависят от транслируемых данных, чтобы иметь возможность работать с блокчейном.
Мастерноды
В некоторых блокчейнах есть мастерноды. Мастерноды обычно тяжелее, чем обычные узлы. Помимо проверки, сохранения и трансляции транзакций, мастерноды иногда также способствуют другим событиям в цепочке блоков в зависимости от их характера, например, управление событиями голосования, обеспечение выполнения операций протокола и соблюдение законов соответствующей цепочки блоков. Мастерноды обычно всегда в сети (24/7) и имеют гораздо больше памяти, чем обычные узлы. Можно сказать, что мастернода — это как размещение очень большого сервера в сети. Поскольку для хостинга мастерноды обычно требуется гораздо больше ресурсов (электричество, время безотказной работы, обслуживание, место для хранения, память), хостинг обычно предусматривает оплату в виде процентов.
Узлы в сети Blockchain, аналогична роли серверов в Интернете. Узлы Blockchain, потому что стоимость и инфраструктура для создания приложения Blockchain в значительной степени зависят от требований узла. Для архитекторов блокчейнов понимание узлов блокчейна позволяет создавать оптимизированное решение, используя такие факторы, как доступность узла, вычислительная мощность узла и многое другое. Blockchain зависит от узлов Blockchain в той же мере, в какой они зависят от согласованных алгоритмов или криптографических методов.