Quels sont les différents types de nœuds Bitcoin ? Comment le réseau Bitcoin est maintenu

Sans nœuds Bitcoin, Bitcoin comme nous le savons, ce ne serait qu'un concept connu de quelques informaticiens.

Les nœuds Bitcoin sont l'infrastructure sous-jacente du réseau Bitcoin, le sécurisant et le maintenant. Mais malgré leur importance, les nœuds Bitcoin sont souvent mal compris ou pas du tout compris.

Dans cet article, nous allons explorer ce que sont les nœuds Bitcoin, ainsi que les différents types de nœuds Bitcoin et leur rôle dans le réseau Bitcoin.

Qu'est-ce que Bitcoin?

Lorsque la plupart des gens disent "Bitcoin", ils font référence à Bitcoin le crypto-monnaie. Mais Bitcoin est plus que cela :

• Bitcoin est un réseau; c'est une collection d'ordinateurs interconnectés qui partagent des informations.
• Bitcoin est un protocole; il s'agit d'un ensemble de règles sur la manière dont les informations peuvent être partagées sur le réseau.
• Bitcoin est un logiciel; c'est un programme informatique qui connaît les règles du protocole et qui est exécuté par des ordinateurs sur le réseau afin qu'ils puissent partager des informations entre eux.

Utiliser le même mot pour décrire des choses différentes (bien que certainement liées) peut prêter à confusion. Pour les besoins de cet article, nous utiliserons les termes suivants pour désigner les différentes utilisations de "Bitcoin":

• BTC décrit Bitcoin la crypto-monnaie, que les gens achètent, vendent et échangent.
• Logiciel Bitcoin décrit les règles du protocole Bitcoin qui sont codées dans un langage que les ordinateurs comprennent, leur permettant d'utiliser pour se connecter et partager des informations sur les transactions BTC.
• Réseau Bitcoin décrit le réseau d'ordinateurs interconnectés, chacun exécutant sa propre version du logiciel Bitcoin.

Ces différenciations fournissent un contexte utile pour expliquer les différents types de nœuds Bitcoin. Avant de discuter spécifiquement des nœuds Bitcoin, il convient de discuter brièvement à un niveau élevé de ce que sont les nœuds.

Que sont les nœuds ?

En général, un nœud est un point sur un réseau. Par exemple, une voiture est un nœud sur un réseau d'autoroutes, ou un collègue de travail un nœud sur un réseau professionnel.

Dans le monde des ordinateurs, les nœuds sont des appareils connectés à un réseau informatique qui transmettent, traitent et stockent des informations.

Les nœuds se composent de deux éléments : le matériel et le logiciel. Le matériel est le matériel physique (micropuces, processeurs, etc.) nécessaire pour exécuter un logiciel. Le logiciel est un ensemble d'instructions qui peuvent être stockées et exécutées par le matériel.

Par exemple, votre smartphone est un nœud sur Internet. Les applications que vous exécutez (navigateurs, applications de messagerie, cartes, etc.) sont des logiciels qui peuvent se connecter à Internet et lui donner des instructions sur le type d'informations à envoyer, recevoir et stocker (tels que des sites Web, des SMS et des itinéraires ). Ces instructions et informations sont traitées et stockées sur des éléments matériels tangibles qui se trouvent à l'intérieur de votre téléphone et d'autres ordinateurs connectés à Internet.

Comparé à Internet et aux téléphones portables, le réseau Bitcoin et les nœuds Bitcoin sont extrêmement simples. Alors qu'Internet et les téléphones portables sont conçus pour transmettre et stocker toutes sortes d'informations, le réseau Bitcoin et les nœuds Bitcoin sont conçus pour transmettre et stocker un type d'informations : les données représentant les transactions BTC.

Que sont les nœuds Bitcoin ?

Les nœuds Bitcoin sont des ordinateurs qui fonctionnent Logiciel Bitcoin et sont connectés au Réseau Bitcoin. Les nœuds Bitcoin valident, diffusent, traitent et stockent les transactions BTC.

Les transactions BTC sont regroupées et stockées dans des groupes appelés blocs. C'est là que le terme blockchain provient de—transactions historiques stockées dans des blocs liés entre eux. Avant qu'un bloc ne soit ajouté à la blockchain, les nœuds doivent vérifier que les transactions du bloc sont valides.

Cette vérification implique de vérifier des choses comme si le même BTC a été dépensé deux fois, ou si un expéditeur a réellement le BTC qu'il essaie d'envoyer. Le processus par lequel les nœuds individuels conviennent collectivement de la validité d'un bloc (et des transactions qu'il contient) avant de l'ajouter à la blockchain est connu sous le nom de consensus.

Parce que Bitcoin est un système de paiement peer-to-peer, il n'a pas d'intermédiaires ou d'intermédiaires pour faire respecter les règles de consensus sur le réseau Bitcoin. Par conséquent, les nœuds doivent parvenir à un consensus entre eux. Ils le font en utilisant le logiciel Bitcoin.

En plus des règles du protocole Bitcoin, le logiciel Bitcoin contient une copie complète de la blockchain Bitcoin. Ainsi, lorsqu'un nœud télécharge le logiciel Bitcoin et se connecte au réseau Bitcoin, il a le même historique des transactions et fonctionne selon le même ensemble de règles de vérification des transactions que tous les autres nœuds Bitcoin. De cette façon, lorsqu'une nouvelle transaction est diffusée sur le réseau, chaque nœud individuel fait son propre travail pour vérifier la validité d'une transaction.

De même, lorsqu'un nouveau bloc est diffusé sur le réseau, chaque nœud décide de l'ajouter ou non à sa copie de la blockchain. Cette conception permet aux nœuds de vérifier en toute confiance les transactions et les blocs BTC.

Types de nœuds Bitcoin

Un cadre utile pour comprendre les différents types de nœuds Bitcoin est, quel rôle joue le nœud dans l'ajout de blocs à la blockchain ?

Les principaux types de nœud Bitcoin

N'oubliez pas que les nœuds Bitcoin diffusent, valident, traitent et stockent les transactions BTC et que les blocs sont des collections de transactions BTC valides.

Noeud complet

Lorsqu'une transaction se produit, un nœud complet la récupère. Nœuds complets stocker l'intégralité de la blockchain et peut entièrement vérifier toutes les règles du réseau Bitcoin à l'aide du logiciel Bitcoin. Un nœud complet vérifie la validité de la transaction par rapport à l'historique de la blockchain et à l'ensemble de règles encodées dans le logiciel Bitcoin.

Si la transaction est valide, le nœud complet la diffuse aux autres nœuds auxquels il est connecté. Ces nœuds passent par le même processus de vérification. Une fois qu'un nombre suffisant de nœuds complets conviennent que la transaction est valide, elle est ajoutée à un pool d'autres transactions valides.

mineurs

Mines Les nœuds, ou mineurs, récupèrent les transactions de ce pool et les regroupent en blocs.

mineurs exécuter une version du logiciel Bitcoin qui contient des règles spéciales pour créer et proposer des blocs au réseau Bitcoin. Cela inclut des choses comme la taille d'un bloc, comment formater les transactions et comment signer un bloc.

Les mineurs s'affrontent dans une course pour créer le bloc suivant. Une fois qu'un mineur pense avoir créé un bloc valide, il diffuse le bloc proposé à d'autres nœuds du réseau Bitcoin.

Les nœuds complets récupèrent le bloc et, de la même manière qu'ils valident une seule transaction, ils vérifient la validité du bloc selon les règles encodées dans le logiciel Bitcoin qu'ils exécutent. Si un nœud complet considère qu'un bloc est valide, il ajoute le bloc à sa copie respective de la blockchain, le diffuse sur le réseau Bitcoin et les autres nœuds passent par le même processus de vérification.

Une fois qu'un nombre suffisant de nœuds ont validé le bloc et l'ont ajouté à leur copie de la blockchain, le consensus est atteint. À ce stade, les transactions du bloc sont traitées, tous les nœuds vérifient et stockent la version mise à jour de la blockchain, et les mineurs commencent la course pour créer le bloc suivant.

Exploitation minière : nœuds complets contre mineurs

Les mineurs sont incités à créer et à proposer des blocs valides car le mineur dont le bloc est ajouté à la blockchain reçoit une récompense. Cette récompense de bloc se compose de BTC nouvellement créés préprogrammés dans le logiciel Bitcoin, plus des frais libellés en BTC pour toutes les transactions contenues dans le bloc.

L'exploitation minière est compétitive et coûteuse. Si un mineur propose un bloc invalide (par exemple, avec de fausses transactions), le bloc est rejeté par les autres nœuds et le mineur n'est pas récompensé pour le temps et l'argent dépensés pour créer le bloc. Par conséquent, les mineurs sont incités à proposer uniquement des blocs valides.

Une différence clé entre les nœuds complets et les mineurs est que les mineurs peuvent proposer de nouveaux blocs au réseau Bitcoin et que les nœuds complets ne le peuvent pas. Par extension, les mineurs peuvent recevoir des récompenses en bloc alors que les nœuds complets ne le peuvent pas.

L'intensité des ressources de l'exploitation minière signifie que les mineurs doivent utiliser du matériel spécialisé et puissant conçu spécifiquement pour créer et proposer de nouveaux blocs. En revanche, les nœuds complets peuvent fonctionner sur la plupart des ordinateurs portables, et même un Raspberry Pi.

Cela nous amène au troisième et dernier type principal de nœud Bitcoin : les nœuds légers.

Nœuds légers

Nœuds légers exécuter une version spéciale du logiciel Bitcoin qui stocke, comme son nom l'indique, une version allégée de la blockchain. Cette version de la blockchain contient des en-têtes de bloc, qui sont des codes dans chaque bloc qui disent essentiellement "ce bloc est valide". Cela permet aux nœuds légers de se connecter et d'effectuer des transactions sur le réseau Bitcoin, sans avoir besoin de stocker son historique complet.

Mais surtout, cela signifie que les nœuds légers ne peuvent pas vérifier indépendamment les règles du réseau Bitcoin et, par conséquent, doivent se connecter aux nœuds complets afin d'obtenir les données de bloc.

Les portefeuilles mobiles sont l'exemple le plus courant de nœuds légers. La plupart des téléphones portables (à une ou deux exceptions près) ne sont pas assez puissants pour exécuter un nœud complet, et ne sont certainement pas assez puissants pour exécuter un mineur. Mais ils sont suffisamment puissants pour stocker une version compressée de la blockchain avec des informations sur les portefeuilles et les soldes BTC. Si vous avez envoyé ou reçu des BTC depuis votre téléphone, votre appareil est un nœud sur le réseau Bitcoin !

Autres types de nœuds Bitcoin

Les nœuds complets, les mineurs et les nœuds légers sont les principaux types de nœuds Bitcoin. Cependant, il existe d'autres types de nœuds qui sont fréquemment mentionnés et qui justifient des descriptions.

• ⚡ Nœuds Lightning : Foudre est un réseau construit au-dessus du réseau Bitcoin afin que les gens puissent effectuer des transactions BTC plus rapidement et à moindre coût. Les nœuds Lightning coordonnent cette activité.
• 🗄️ Nœuds d'archivage : Également connus sous le nom de nœuds d'archivage complets, les nœuds d'archivage sont synonymes de nœuds complets ; ils stockent une copie complète de la blockchain et peuvent vérifier toutes les règles du réseau Bitcoin. La différenciation découle du fait que les utilisateurs divisent parfois les nœuds complets en deux types : les nœuds d'archivage et les nœuds élagués.
• ✂️ Nœuds élagués : Les nœuds élagués stockent l'historique complet de la blockchain jusqu'à une certaine taille. Une fois cette limite de taille atteinte, ils commencent à supprimer ou à élaguer les blocs précédents afin de pouvoir stocker les versions complètes des nouveaux blocs. Les nœuds élagués sont plus petits que les nœuds complets mais plus grands que les nœuds légers.
• ⛏️ Nœuds du pool de minage : Les nœuds de pool de minage orchestrent l'activité de minage de groupes de mineurs afin qu'ils puissent mettre en commun des ressources pour miner de nouveaux blocs. Lorsqu'un nœud de pool de minage crée un bloc qui est ajouté à la blockchain, le nœud distribue la récompense de bloc aux mineurs proportionnellement à leur quantité de ressources. Les mineurs aiment les pools de minage parce que cela signifie qu'ils sont payés de manière plus cohérente. Par exemple, au lieu d'obtenir 10 BTC tous les 100 blocs, ils pourraient obtenir 1 BTC tous les 10 blocs.

Résumé

Les nœuds Bitcoin sont des ordinateurs connectés au réseau Bitcoin qui exécutent le logiciel Bitcoin afin de diffuser, valider, traiter et stocker les transactions et les blocs BTC. Il existe trois principaux types de nœuds Bitcoin.

• Nœuds complets valider en toute confiance les transactions et les blocs afin de parvenir à un consensus sur l'historique des transactions. De cette façon, les nœuds complets décident finalement quels blocs sont ajoutés au bloc.
• mineurs organisent les transactions en blocs qu'ils proposent ensuite au réseau Bitcoin. Si le bloc d'un mineur est ajouté à la blockchain, le mineur obtient la récompense du bloc. De cette façon, les mineurs facilitent la mise en circulation du BTC nouvellement créé.
• Nœuds légers stocker une version allégée de la blockchain Bitcoin en se connectant à des nœuds complets. De cette façon, les nœuds légers permettent des transactions BTC sur des appareils à faible consommation comme les téléphones mobiles.