Hva er de forskjellige typene Bitcoin-noder? Hvordan Bitcoin-nettverket vedlikeholdes

Uten Bitcoin-noder, Bitcoin slik vi vet ville det bare være et konsept kjent av noen få dataforskere.

Bitcoin-noder er den underliggende infrastrukturen til Bitcoin-nettverket, som sikrer og vedlikeholder det. Men til tross for deres betydning, blir Bitcoin-noder ofte misforstått eller ikke forstått i det hele tatt.

I denne artikkelen skal vi utforske hva Bitcoin-noder er, samt de forskjellige typene Bitcoin-noder og deres rolle i Bitcoin-nettverket.

Hva er Bitcoin?

Når de fleste sier "Bitcoin", refererer de til Bitcoin cryptocurrency. Men Bitcoin er mer enn det:

• Bitcoin er et nettverk; det er en samling sammenkoblede datamaskiner som deler informasjon.
• Bitcoin er en protokoll; det er et sett med regler for hvordan informasjon kan deles på nettverket.
• Bitcoin er programvare; det er et dataprogram som kjenner protokollreglene og kjøres av datamaskiner på nettverket slik at de kan dele informasjon med hverandre.

Det kan være forvirrende å bruke det samme ordet for å beskrive forskjellige (selv om det absolutt er relaterte) ting. Av hensyn til dette stykket, vil vi bruke følgende termer for å referere til de forskjellige brukene av "Bitcoin":

• BTC beskriver Bitcoin kryptovalutaen, som folk kjøper, selger og handler.
• Bitcoin-programvare beskriver Bitcoin-protokollreglene som er kodet inn i et språk som datamaskiner forstår, slik at de kan bruke for å koble til og dele informasjon om BTC-transaksjoner.
• Bitcoin nettverk beskriver nettverket av sammenkoblede datamaskiner, som hver kjører sin egen versjon av Bitcoin-programvaren.

Disse differensieringene gir nyttig kontekst for å forklare de forskjellige typene Bitcoin-noder. Før du diskuterer Bitcoin-noder spesifikt, er det verdt å kort diskutere på et høyt nivå hva noder er.

Hva er noder?

Generelt er en node et punkt på et nettverk. For eksempel er en bil en node på et nettverk av motorveier, eller en arbeidskollega en node i et profesjonelt nettverk.

I datamaskinens verden er noder enheter koblet til et datanettverk som overfører, behandler og lagrer informasjon.

Noder består av to ting: maskinvare og programvare. Maskinvare er de fysiske tingene - mikrobrikker, prosessorer osv. - som kreves for å kjøre programvare. Programvare er et sett med instruksjoner som kan lagres og kjøres av maskinvare.

For eksempel er smarttelefonen en node på internett. Appene du kjører (nettlesere, meldingsapper, kart osv.) er programvare som kan koble til internett og gi den instruksjoner for hvilken type informasjon som skal sendes, mottas og lagres (som nettsteder, tekstmeldinger og veibeskrivelser) ). Disse instruksjonene og informasjonsbitene blir behandlet og lagret på håndfaste deler av maskinvare som er inne i telefonen og andre datamaskiner som er koblet til internett.

Sammenlignet med internett og mobiltelefoner er Bitcoin-nettverket og Bitcoin-nodene ekstremt enkle. Mens internett og mobiltelefoner er designet for å overføre og lagre all slags informasjon, er Bitcoin-nettverket og Bitcoin-nodene designet for å overføre og lagre én type informasjon - data som representerer BTC-transaksjoner.

Hva er Bitcoin-noder?

Bitcoin-noder er datamaskiner som kjører Bitcoin-programvare og er koblet til Bitcoin nettverk. Bitcoin-noder validerer, kringkaster, behandler og lagrer BTC-transaksjoner.

BTC-transaksjoner blir gruppert og lagret i grupper kalt blokker. Det er her begrepet blockchain kommer fra – historiske transaksjoner lagret i blokker som er koblet sammen. Før en blokk legges til blokkjeden, må noder bekrefte at blokkens transaksjoner er gyldige.

Denne bekreftelsen innebærer å sjekke ting som om samme BTC ble brukt to ganger, eller om en avsender faktisk har BTC-en de prøver å sende. Prosessen med at individuelle noder kollektivt blir enige om gyldigheten til en blokk (og transaksjonene den inneholder) før den legges til blokkjeden, er kjent som konsensus.

Fordi Bitcoin er en peer-to-peer betalingssystem, den har ikke mellommenn eller mellommenn for å håndheve konsensusregler på Bitcoin-nettverket. Derfor må noder oppnå konsensus seg imellom. De gjør dette ved hjelp av Bitcoin-programvaren.

I tillegg til Bitcoin-protokollreglene, inneholder Bitcoin-programvaren en fullstendig kopi av Bitcoin-blokkjeden. Så når en node laster ned Bitcoin-programvaren og kobler til Bitcoin-nettverket, har den samme transaksjonshistorikk og fungerer ut fra det samme settet med regler for verifisering av transaksjoner som alle andre Bitcoin-noder. På denne måten, når en ny transaksjon sendes til nettverket, gjør hver enkelt node sitt eget arbeid for å sjekke en transaksjons gyldighet.

På samme måte, når en ny blokk sendes til nettverket, bestemmer hver node om den skal legges til i sin kopi av blokkjeden eller ikke. Denne utformingen gjør det mulig for noder å tillitsløst verifisere BTC-transaksjoner og blokker.

Typer Bitcoin-noder

En nyttig ramme for å forstå de forskjellige Bitcoin-nodetypene er, hvilken rolle spiller noden i å legge til blokker til blokkjeden?

De viktigste typene av Bitcoin-node

Husk at Bitcoin-noder kringkaster, validerer, behandler og lagrer BTC-transaksjoner – og blokker er samlinger av gyldige BTC-transaksjoner.

Full node

Når en transaksjon skjer, plukker en full node den opp. Fulle noder lagre hele blokkjeden og kan fullstendig verifisere alle regler for Bitcoin-nettverket ved å bruke Bitcoin-programvaren. En full node sjekker transaksjonens gyldighet mot blokkjedehistorikken og settet med regler som er kodet i Bitcoin-programvaren.

Hvis transaksjonen er gyldig, kringkaster hele noden den til andre noder den er koblet til. Disse nodene går gjennom den samme bekreftelsesprosessen. Når et tilstrekkelig antall fulle noder er enige om at transaksjonen er gyldig, legges den til en pool av andre gyldige transaksjoner.

Miners

Gruvedrift noder, eller gruvearbeidere, plukker opp transaksjoner fra denne poolen og pakker dem inn i blokker.

Miners kjøre en versjon av Bitcoin-programvaren som inneholder spesielle regler for å opprette og foreslå blokker til Bitcoin-nettverket. Dette inkluderer ting som hvor stor en blokk kan være, hvordan du formaterer transaksjoner og hvordan du signerer en blokk.

Gruvearbeidere konkurrerer mot hverandre i et løp for å lage neste blokk. Når en gruvearbeider tror den har opprettet en gyldig blokk, sender den den foreslåtte blokken til andre noder på Bitcoin-nettverket.

Fulle noder plukker opp blokken, og på lignende måte som hvordan de validerer en enkelt transaksjon, bekrefter de gyldigheten av blokken i henhold til reglene som er kodet i Bitcoin-programvaren de kjører. Hvis en full node anser en blokk som gyldig, legger den blokken til sin respektive kopi av blokkjeden, sender den til Bitcoin-nettverket og andre noder går gjennom den samme bekreftelsesprosessen.

Når et tilstrekkelig antall noder validerer blokken og legger den til kopien av blokkjeden, oppnås konsensus. På dette tidspunktet blir transaksjonene i blokken behandlet, alle noder bekrefter og lagrer den oppdaterte versjonen av blokkjeden, og gruvearbeidere begynner løpet for å lage neste blokk.

Gruvedrift: Fulle noder vs gruvearbeidere

Gruvearbeidere oppmuntres til å lage og foreslå gyldige blokker fordi gruvearbeideren hvis blokk er lagt til blokkjeden mottar en belønning. Dette blokker belønning består av nylig preget BTC forhåndsprogrammert i Bitcoin-programvaren, pluss BTC-denominerte gebyrer for alle transaksjonene i blokken.

Gruvedrift er konkurransedyktig og dyrt. Hvis en gruvearbeider foreslår en ugyldig blokk (for eksempel med falske transaksjoner), blir blokkeringen avvist av andre noder og gruvearbeideren blir ikke belønnet for tiden og pengene brukt på å opprette blokken. Derfor blir gruvearbeidere oppmuntret til å foreslå kun gyldige blokker.

En nøkkelforskjell mellom fulle noder og gruvearbeidere er at gruvearbeidere kan foreslå nye blokker til Bitcoin-nettverket, og fulle noder kan ikke. I forlengelsen kan gruvearbeidere motta blokkbelønninger mens fulle noder ikke kan.

Ressursintensiteten til gruvedrift betyr at gruvearbeidere må bruke spesialisert, kraftig maskinvare designet spesielt for å lage og foreslå nye blokker. Derimot kan fulle noder kjøre på de fleste bærbare datamaskiner, og til og med en Raspberry Pi.

Dette bringer oss til den tredje og siste primære typen Bitcoin-node – lette noder.

Lette noder

Lette noder kjøre en spesiell versjon av Bitcoin-programvare som lagrer, som navnet tilsier, en lett versjon av blokkjeden. Denne versjonen av blokkjeden inneholder blokkhoder, som er koder i hver blokk som i utgangspunktet sier "denne blokken er gyldig". Dette lar lette noder koble seg til og utføre transaksjoner på Bitcoin-nettverket, uten å måtte lagre hele historien.

Viktigere, men dette betyr at lette noder ikke uavhengig kan verifisere Bitcoin-nettverksreglene og derfor må koble seg til fulle noder for å få blokkdataene.

Mobile lommebøker er det vanligste eksemplet på lette noder. De fleste mobiltelefoner (med ett eller to unntak) er ikke kraftige nok til å kjøre en full node, og er absolutt ikke kraftige nok til å kjøre en gruvearbeider. Men de er kraftige nok til å lagre en komprimert versjon av blokkjeden med informasjon om lommebøker adresser BTC-saldo. Hvis du har sendt eller mottatt BTC fra telefonen din, er enheten din en node på Bitcoin-nettverket!

Andre typer Bitcoin-noder

Fulle noder, gruvearbeidere og lette noder er hovedtypene av Bitcoin-noder. Det er imidlertid noen andre typer noder som ofte nevnes, og som krever beskrivelser.

• ⚡ Lynnoder: Lyn er et nettverk bygget på toppen av Bitcoin-nettverket slik at folk kan handle BTC raskere og billigere. Lynnoder koordinerer denne aktiviteten.
• 🗄️ Arkivnoder: Også kjent som fulle arkivnoder, arkivnoder er synonyme med fulle noder; de lagrer en fullstendig kopi av blokkjeden og kan verifisere alle Bitcoin-nettverksregler. Differensieringen stammer fra det faktum at folk noen ganger deler opp fulle noder i to typer - arkivnoder og beskårne noder.
• ✂️ Beskjærte noder: Beskjærte noder lagrer hele blokkjedehistorien opp til en viss størrelse. Når denne størrelsesgrensen er nådd, begynner de å slette eller beskjære tidligere blokker slik at de kan lagre fullversjoner av nye blokker. Beskjærte noder er mindre enn fulle noder, men større enn lette noder.
• ⛏️ Gruvebassengnoder: Gruvebassengnoder orkestrerer gruveaktivitet fra grupper av gruvearbeidere slik at de kan samle ressurser for å utvinne nye blokker. Når en gruvebassengnode oppretter en blokk som legges til blokkjeden, distribuerer noden blokkbelønningen til gruvearbeidere proporsjonalt med mengden ressurser. Gruvearbeidere liker gruvebassenger fordi det betyr at de får mer konsekvent betalt. For eksempel, i stedet for å få 10 BTC hver 100. blokk, kan de få 1 BTC hver 10. blokk.

Oppsummering

Bitcoin-noder er datamaskiner koblet til Bitcoin-nettverket som kjører Bitcoin-programvare for å kringkaste, validere, behandle og lagre BTC-transaksjoner og -blokker. Det er tre hovedtyper av Bitcoin-noder.

• Fulle noder validere transaksjoner og blokkeringer tillitsløst for å oppnå konsensus om transaksjonshistorikken. På denne måten bestemmer fulle noder til slutt hvilke blokker som legges til blokken.
• Miners organisere transaksjoner i blokker som de deretter foreslår til Bitcoin-nettverket. Hvis en gruvearbeiders blokk legges til blokkjeden, får gruvearbeideren blokkbelønningen. På denne måten legger gruvearbeidere til rette for at nypreget BTC kommer i sirkulasjon.
• Lette noder lagre en redusert versjon av Bitcoin-blokkjeden ved å koble til fulle noder. På denne måten tillater lette noder BTC-transaksjoner på lavstrømsenheter som mobiltelefoner.