Узел (Node) в блокчейн-системе: от теории к практике

Когда речь заходит о криптовалюте и блокчейне, термин «узел» часто встречается, но многие инвесторы до сих пор не понимают его истинную роль в сети. В этой статье подробно объясняется, что такое узлы, как они функционируют и насколько они важны для блокчейн-системы.

Что такое узел? Определение и роль

Узел (Узел) На самом деле это компьютер или сервер, подключённый к блокчейн-сети, отвечающий за поддержание нормальной работы сети через мониторинг и запись транзакций.

Основная функция узла — подтверждение правилной валидности транзакций по каждому блоку. Каждому узлу присваивается уникальный идентификатор, уникальный для сети, что позволяет легко их идентифицировать.

В блокчейнах proof-of-work (PW) Например, Биткоин. (BTC) Узлы считаются незаменимым компонентом цифровой революции.

Как работают узлы в блокчейн-сети?

В блокчейн-сети существует множество форм работы узлов, хотя между ними могут быть некоторые различия. Но базовые принципы не менее важны.

Шаг 1: Распределение подписанных транзакций

Когда пользователь подписывает транзакцию, Детали отправляются в первый набор узлов. Эти узлы отвечают за пересылку данных другим узлам слой за слоем, пока транзакция не будет упакована в блок или не будет отменена.

Шаг 2: Мониторинг транзакций в пуле

После распределения транзакции она поступает в мемпул на каждом узле. Узел должен проверять каждую транзакцию.

Когда большинство узлов подтверждают, что транзакция действительна. Транзакция перейдет в состояние «ожидания», то есть готова к размещению в блокчейне. С другой стороны Если большинство узлов считают транзакцию недействительной, она будет недействительной. Транзакция отклоняется и удаляется.

Шаг 3: Ведение блога и публикация

После проверки транзакции узел майнинга (Шахтёр) или инспектор (Валидатор) Он добавит новый блок в сеть. Этот процесс предназначен для обеспечения максимальной безопасности.

После добавления блока в цепочку транзакция становится защищённой и не может быть изменена снова. Любые изменения должны быть одобрены большинством узлов, которых может быть тысячи.

Шаг 4: Система поощрений и штрафов

Помимо проверки транзакций, Узел также создаёт стимул для оператора работать справедливо.

В блокчейнах PoW, таких как Bitcoin, узлы, добывающие блоки, получают награду криптовалютой. Майнерам приходится использовать огромные вычислительные мощности для решения сложных задач, что вызывает у них желание добавлять нужные блоки, но высокая стоимость энергии делает коррупцию невыгодной.

Для блокчейнов Proof-of-Stake (PoS) Система другая. Узлы-валидаторы должны заблокировать большую сумму капитала в качестве залога. Если они действуют в соответствии с принципами, Они получат дополнительные вознаграждения, но если будут вести себя плохо — их залог. (Стейк) будет сокращён. Этот механизм сохраняет целостность сети без больших затрат на энергию.

Значение узлов для блокчейна

Узлы считаются сердцем блокчейн-системы по нескольким причинам.

Прежде всего Сделать сеть децентрализованной. Единственный способ — через систему peer-to-peer, и единственный эффективный способ управлять ею — через блокчейн.

Во-вторых, Чем больше участников управляет узлами. Тем сложнее злоумышленникам контролировать или атаковать сеть. Узел гарантирует, что и пользователи, и майнеры соблюдают правила.

Обе эти функции делают сеть более децентрализованной и безопасной, поэтому мы часто находим узлы, характерные для блокчейн-приложений.

Иногда пользователи могут захотеть создать собственные криптоузлы. Эти опции доступны обычному пользователю. Он также может поддерживать валидаторные узлы напрямую через различные платформы.

Без узлов не было бы хранилища блокчейна, поэтому узлы имеют большое значение для блокчейна.

Какие типы узлов?

Узлы можно разделить на несколько типов, каждый из которых играет определённую роль в инфраструктуре блокчейна.

Полный узел (Полный узел)

Full Nodes хранят все копии цифровых реестров сети, которые составляют краеугольный камень большинства блокчейн-систем.

Этот тип узла хранит всю историю цепочки и взаимодействует с другими полными узлами. Это делает их настоящей опорой сети. В результате большинство блокчейнов требуют полноценного узла.

Горнодобывающие узлы (Горнодобывающий узел)

Этот тип узла состоит из участников, ответственных за проверку транзакций и добавление блоков в цепочку.

В блокчейнах PoW майнинг требует очень высокой вычислительной мощности. Решать сложные математические задачи. Майнеры получают криптовалютные вознаграждения, определяемые протоколом, в обмен на свою работу.

Узлы валидатора (Узел инспектора)

Валидаторные узлы работают аналогично майнерским узлам, но в сети Proof-of-Stake.

Не обязательно решать сложные расчёты, но они выбираются относительно суммы денег, которую они фиксируют в системе.

Световые узлы (Световой узел)

Лёгкие узлы очень важны для работы блокчейна, так как они не хранят весь блокчейн, а просто загружают «заголовки блоков».

Этот метод не требует значительной техники. Это означает, что не требуется большая ёмкость для хранения. Единственная функция Light Node — проверка транзакций с помощью упрощённой проверки платежей. (SPV)

Light Node особенно популярен в блокчейнах с ограничениями по хранилищу на блок, таких как Bitcoin.

Взаимоотношения между узлом, блокчейном и майнером

Базовая система криптовалют и всех блокчейн-платформ основана на сети «Блокчейн».

Внутри блокчейн-сети мощной ключевой системой является «Смарт-контракт» или смарт-контракт.

В мире криптовалют данные хранятся не в одном узле, а на каждом узле сети. Это помогает предотвратить атаки данных.

Майнеры — это группа людей, отвечающих за проверку транзакций и решение математических уравнений. После завершения инспекции. Блоки присоединятся к блокчейну, и эти группы людей будут вознаграждены криптовалютой согласно условиям платформы.

Как создать блокчейн-узел

Процесс создания узла блокчейн можно выполнить, следуя трём основным шагам.

Первый шаг — подготовить подходящее оборудование для узла. Пользователи могут настраивать узлы на своих компьютерах.

Второй шаг — скачать программное обеспечение для узлов блокчейна и установить его на свой компьютер.

Третий шаг После завершения установки. Пользователь должен регулярно запускать программное обеспечение, чтобы узел оставался в рабочем состоянии.

Ключевые факторы: Основные моменты при создании блокчейн-узла — это аппаратное обеспечение и подключение к интернету. Пользователи должны иметь достаточно памяти, особенно если у них есть полный узел с хранением всего блокчейна.

Узлы блокчейна загружают много данных, поэтому нужно проверить лимиты загрузки в вашем интернет-тарифе, чтобы избежать проблем в будущем.

Риски работы узлов

По мере роста популярности использования узлов. Важно понимать риски безопасности и конфиденциальности, связанные с этим.

Атаки вредоносного ПО (Вредоносное ПО)

Вредоносное ПО может использоваться для кражи конфиденциальной информации, такой как приватные ключи, что приводит к финансовым потерям.

DDoS-атаки

Распределённая атака отказа в обслуживании (DDoS) Это может привести к тому, что узел трафика превысит свой предел. Это приводит к сбоям и мешает работе всей сети.

Атака Сибил

Атака Сибил происходит, когда злоумышленник создаёт несколько узлов для захвата контроля над сетью.

Атаку Возврата Форка

Эта атака происходит, когда узел запускает старую версию программного обеспечения, что может привести к тому, что узел окажется на неправильной ветке блокчейна, что может привести к финансовым потерям для оператора.

Заключение

Узел (Узел) Он играет очень важную роль в блокчейн-сети, особенно в области хранения и верификации данных. Кроме того, узлы являются основным двигателем криптовалютного мира.

Однако создание узлов — это всё ещё новая и специализированная тема. Вам необходимо тщательно изучить детали, чтобы понять риски перед инвестированием.