Hvad er de forskellige typer af Bitcoin noder? Hvordan Bitcoin-netværket vedligeholdes

Uden Bitcoin noder, Bitcoin som vi kender, ville det kun være et koncept kendt af nogle få dataloger.

Bitcoin-noder er den underliggende infrastruktur for Bitcoin-netværket, der sikrer og vedligeholder det. Men på trods af deres betydning bliver Bitcoin-noder ofte misforstået eller slet ikke forstået.

I denne artikel vil vi undersøge, hvad Bitcoin-noder er, samt de forskellige typer Bitcoin-noder og deres rolle i Bitcoin-netværket.

Hvad er Bitcoin?

Når de fleste siger "Bitcoin", refererer de til Bitcoin cryptocurrency. Men Bitcoin er mere end det:

• Bitcoin er et netværk; det er en samling af indbyrdes forbundne computere, der deler information.
• Bitcoin er en protokol; det er et sæt regler for, hvordan information kan deles på netværket.
• Bitcoin er software; det er et computerprogram, der kender protokolreglerne og drives af computere på netværket, så de kan dele information med hinanden.

At bruge det samme ord til at beskrive forskellige (selv om det helt sikkert er relaterede) ting kan være forvirrende. Af hensyn til dette stykke vil vi bruge følgende udtryk til at henvise til de forskellige anvendelser af "Bitcoin":

• BTC beskriver Bitcoin den kryptovaluta, som folk køber, sælger og handler.
• Bitcoin-software beskriver Bitcoin-protokolreglerne, der er kodet ind i et sprog, som computere forstår, hvilket giver dem mulighed for at bruge til at forbinde og dele oplysninger om BTC-transaktioner.
• Bitcoin netværk beskriver netværket af indbyrdes forbundne computere, som hver kører sin egen version af Bitcoin-softwaren.

Disse differentieringer giver en nyttig kontekst til at forklare de forskellige typer Bitcoin-noder. Før man specifikt diskuterer Bitcoin-noder, er det værd kort at diskutere på et højt niveau, hvad noder er.

Hvad er noder?

Generelt er en node et punkt på et netværk. For eksempel er en bil en knude på et netværk af motorveje, eller en arbejdskollega en knude i et professionelt netværk.

I computerverdenen er noder enheder forbundet til et computernetværk, der transmitterer, behandler og lagrer information.

Noder består af to ting: hardware og software. Hardware er de fysiske ting - mikrochips, processorer osv. - der kræves for at køre software. Software er et sæt instruktioner, der kan gemmes og køres af hardware.

For eksempel er din smartphone en node på internettet. De apps, du kører (browsere, beskedapps, kort osv.) er stykker software, der kan oprette forbindelse til internettet og give det instruktioner til, hvilken type information der skal sendes, modtages og gemme (såsom websteder, tekstbeskeder og rutevejledninger). ). Disse instruktioner og stykker information behandles og gemmes på håndgribelige stykker hardware, der er inde i din telefon og andre computere, der er forbundet til internettet.

Sammenlignet med internettet og mobiltelefoner er Bitcoin-netværket og Bitcoin-noder ekstremt enkle. Mens internettet og mobiltelefoner er designet til at transmittere og gemme alle slags informationer, er Bitcoin-netværket og Bitcoin-noder designet til at transmittere og gemme én type information - data, der repræsenterer BTC-transaktioner.

Hvad er Bitcoin-noder?

Bitcoin noder er computere, der kører Bitcoin-software og er forbundet til Bitcoin netværk. Bitcoin-noder validerer, udsender, behandler og gemmer BTC-transaktioner.

BTC-transaktioner er batchet og gemt i grupper kaldet klodser. Det er her udtrykket blockchain kommer fra – historiske transaktioner gemt i blokke, der er knyttet sammen. Før en blok tilføjes til blockchain, skal noder verificere, at blokkens transaktioner er gyldige.

Denne verifikation involverer at kontrollere ting som, om den samme BTC blev brugt to gange, eller om en afsender faktisk har den BTC, de forsøger at sende. Processen med at individuelle noder i fællesskab bliver enige om gyldigheden af ​​en blok (og de transaktioner den indeholder), før den tilføjes til blockchain, er kendt som konsensus.

Fordi Bitcoin er en peer-to-peer betalingssystem, den har ikke mellemmænd eller mellemmænd til at håndhæve konsensusregler på Bitcoin-netværket. Derfor skal noder opnå konsensus indbyrdes. Det gør de ved hjælp af Bitcoin-softwaren.

Ud over Bitcoin-protokolreglerne indeholder Bitcoin-softwaren en fuld kopi af Bitcoin-blockchainen. Så når en node downloader Bitcoin-softwaren og forbinder til Bitcoin-netværket, har den den samme transaktionshistorik og fungerer ud fra det samme sæt regler for verificering af transaktioner som enhver anden Bitcoin-knude. På denne måde, når en ny transaktion udsendes til netværket, udfører hver enkelt node sit eget arbejde for at kontrollere en transaktions gyldighed.

På samme måde, når en ny blok udsendes til netværket, beslutter hver node, om den skal føjes til deres kopi af blockchain eller ej. Dette design giver mulighed for, at noder tillidsfrit kan verificere BTC-transaktioner og -blokke.

Typer af Bitcoin noder

En nyttig ramme til at forstå de forskellige Bitcoin-nodetyper er, hvilken rolle spiller noden i at tilføje blokke til blockchain?

De vigtigste typer af Bitcoin node

Husk, Bitcoin-noder udsender, validerer, behandler og gemmer BTC-transaktioner - og blokke er samlinger af gyldige BTC-transaktioner.

Fuld knude

Når en transaktion finder sted, samler en fuld node den op. Fuld noder gemme hele blockchain og kan fuldt ud verificere alle regler for Bitcoin-netværket ved hjælp af Bitcoin-softwaren. En fuld node kontrollerer transaktionens gyldighed i forhold til blockchain-historien og det regelsæt, der er kodet i Bitcoin-softwaren.

Hvis transaktionen er gyldig, udsender den fulde node den til andre noder, den er forbundet til. Disse noder gennemgår den samme verifikationsproces. Når et tilstrækkeligt antal fulde noder er enige om, at transaktionen er gyldig, føjes den til en pulje af andre gyldige transaktioner.

minearbejdere

Mining noder, eller minearbejdere, henter transaktioner fra denne pulje og pakker dem ind i blokke.

minearbejdere køre en version af Bitcoin-softwaren, der indeholder særlige regler for at oprette og foreslå blokke til Bitcoin-netværket. Dette inkluderer ting som hvor stor en blok kan være, hvordan man formaterer transaktioner, og hvordan man underskriver en blok.

Minearbejdere konkurrerer mod hinanden i et kapløb om at skabe den næste blok. Når en minearbejder tror, ​​at den har oprettet en gyldig blok, udsender den den foreslåede blok til andre noder på Bitcoin-netværket.

Fuld knudepunkter opfanger blokken, og på samme måde som, hvordan de validerer en enkelt transaktion, verificerer de gyldigheden af ​​blokken i henhold til reglerne kodet i den Bitcoin-software, de kører. Hvis en fuld node anser en blok for gyldig, føjer den blokken til sin respektive kopi af blockchain, udsender den til Bitcoin-netværket, og andre noder gennemgår den samme verifikationsproces.

Når et tilstrækkeligt antal noder validerer blokken og føjer den til deres kopi af blockchain, opnås konsensus. På dette tidspunkt behandles transaktionerne i blokken, alle noder verificerer og gemmer den opdaterede version af blockchain, og minearbejdere begynder kapløbet om at skabe den næste blok.

Minedrift: Fuld noder vs minearbejdere

Minearbejdere tilskyndes til at oprette og foreslå gyldige blokke, fordi den minearbejder, hvis blok føjes til blockchainen, modtager en belønning. Det her blok belønning består af nyligt præget BTC, der er forprogrammeret i Bitcoin-softwaren, plus BTC-denominerede gebyrer for alle de transaktioner, der er indeholdt i blokken.

Minedrift er konkurrencedygtig og dyr. Hvis en minearbejder foreslår en ugyldig blok (for eksempel med falske transaktioner), afvises blokeringen af ​​andre noder, og minearbejderen bliver ikke belønnet for den tid og penge, der er brugt på at oprette blokken. Derfor tilskyndes minearbejdere til kun at foreslå gyldige blokke.

En vigtig forskel mellem fulde noder og minearbejdere er, at minearbejdere kan foreslå nye blokke til Bitcoin-netværket, og fulde noder kan ikke. I forlængelse heraf kan minearbejdere modtage blokbelønninger, mens fulde noder ikke kan.

Minedriftens ressourceintensitet betyder, at minearbejdere skal bruge specialiseret, kraftfuld hardware designet specifikt til at skabe og foreslå nye blokke. Derimod kan fulde noder køre på de fleste bærbare computere, og endda en raspberry Pi.

Dette bringer os til den tredje og sidste primære type Bitcoin-knude – lette knudepunkter.

Lette knudepunkter

Lette knudepunkter køre en speciel version af Bitcoin-software, der gemmer, som navnet antyder, en letvægtsversion af blockchain. Denne version af blockchain indeholder blokoverskrifter, som er koder i hver blok, der grundlæggende siger "denne blok er gyldig". Dette gør det muligt for lette noder at oprette forbindelse til og handle på Bitcoin-netværket, uden at det er nødvendigt at gemme dens fulde historie.

Det er dog vigtigt, at dette betyder, at lette noder ikke uafhængigt kan verificere Bitcoin-netværksreglerne og derfor skal oprette forbindelse til fulde noder for at få blokdataene.

Mobile tegnebøger er det mest almindelige eksempel på lette noder. De fleste mobiltelefoner (med en eller to undtagelser) er ikke kraftige nok til at køre en fuld node, og er bestemt ikke kraftige nok til at køre en minearbejder. Men de er kraftige nok til at gemme en komprimeret version af blockchain med oplysninger om tegnebøger adresser BTC-saldi. Hvis du har sendt eller modtaget BTC fra din telefon, er din enhed en node på Bitcoin-netværket!

Andre typer af Bitcoin noder

Fuld knudepunkter, minearbejdere og lette knudepunkter er hovedtyperne af Bitcoin-knudepunkter. Der er dog nogle andre typer noder, som ofte nævnes, og som berettiger beskrivelser.

• ⚡ Lynnoder: Lightning er et netværk bygget oven på Bitcoin-netværket, så folk kan handle BTC hurtigere og billigere. Lynnoder koordinerer denne aktivitet.
• 🗄️ Arkivknudepunkter: Også kendt som fulde arkivnoder, arkivknuder er synonyme med fulde knudepunkter; de gemmer en fuld kopi af blockchain og kan verificere alle Bitcoin-netværksregler. Differentieringen stammer fra det faktum, at folk nogle gange deler fulde noder op i to typer - arkivnoder og beskårne noder.
• ✂️ Beskårne noder: Beskærede noder gemmer hele blockchain-historien op til en vis størrelse. Når denne størrelsesgrænse er nået, begynder de at slette eller beskære tidligere blokke, så de kan gemme fulde versioner af nye blokke. Beskårne noder er mindre end fulde noder, men større end lette noder.
• ⛏️ Mining pool noder: Minepuljeknudepunkter orkestrerer minedrift fra grupper af minearbejdere, så de kan samle ressourcer til at mine nye blokke. Når en mining pool node opretter en blok, der føjes til blockchain, distribuerer noden blokbelønningen til minearbejdere i forhold til deres mængde ressourcer. Minearbejdere kan lide minepuljer, fordi det betyder, at de bliver betalt mere konsekvent. For eksempel, i stedet for at få 10 BTC hver 100 blokke, kunne de få 1 BTC hver 10 blokke.

Resumé

Bitcoin noder er computere forbundet til Bitcoin-netværket, der kører Bitcoin-software for at udsende, validere, behandle og gemme BTC-transaktioner og -blokke. Der er tre hovedtyper af Bitcoin noder.

• Fuld noder validerer tillidsløst transaktioner og blokeringer for at opnå konsensus om transaktionshistorikken. På denne måde bestemmer fulde noder i sidste ende, hvilke blokke der føjes til blokken.
• minearbejdere organisere transaktioner i blokke, som de derefter foreslår til Bitcoin-netværket. Hvis en minearbejders blok føjes til blockchainen, får minearbejderen blokbelønningen. På denne måde letter minearbejdere, at nyslået BTC kommer i omløb.
• Lette knudepunkter gemme en reduceret version af Bitcoin blockchain ved at oprette forbindelse til fulde noder. På denne måde tillader lette noder BTC-transaktioner på enheder med lavt strømforbrug som mobiltelefoner.