Какие бывают типы биткойн-узлов? Как поддерживается сеть Биткойн

Без узлов Биткойн, Bitcoin как мы знаем, это будет концепция, известная лишь нескольким ученым-компьютерщикам.

Биткойн-узлы — это базовая инфраструктура сети Биткойн, обеспечивающая ее безопасность и поддержку. Но, несмотря на их важность, биткойн-узлы часто понимают неправильно или вообще не понимают.

В этой статье мы рассмотрим, что такое биткойн-узлы, а также различные типы биткойн-узлов и их роль в сети биткойн.

Что такое Bitcoin?

Когда большинство людей говорят «Биткойн», они имеют в виду Биткойн. криптовалюта. Но Биткойн — это нечто большее:

• Биткойн — это сеть; это набор взаимосвязанных компьютеров, которые обмениваются информацией.
• Биткойн — это протокол; это набор правил для обмена информацией в сети.
• Биткойн — это программное обеспечение; это компьютерная программа, которая знает правила протокола и запускается компьютерами в сети, чтобы они могли обмениваться информацией друг с другом.

Использование одного и того же слова для описания разных (хотя, безусловно, связанных) вещей может привести к путанице. В этой части мы будем использовать следующие термины для обозначения различных вариантов использования «Биткойн»:

• BTC описывает биткойн как криптовалюту, которую люди покупают, продают и торгуют.
• Биткойн программное обеспечение описывает правила протокола Биткойн, которые закодированы на языке, понятном компьютерам, что позволяет им подключаться и обмениваться информацией о транзакциях BTC.
• Сеть биткойнов описывает сеть взаимосвязанных компьютеров, на каждом из которых работает собственная версия программного обеспечения Биткойн.

Эти различия обеспечивают полезный контекст для объяснения различных типов узлов Биткойн. Прежде чем конкретно обсуждать узлы Биткойн, стоит кратко обсудить на высоком уровне, что такое узлы.

Что такое узлы?

В общем случае узел — это точка в сети. Например, автомобиль является узлом в сети автомагистралей, а коллега по работе — узлом в профессиональной сети.

В мире компьютеров узлы — это устройства, подключенные к компьютерной сети, которые передают, обрабатывают и хранят информацию.

Узлы состоят из двух вещей: аппаратного и программного обеспечения. Аппаратное обеспечение — это физическое оборудование — микрочипы, процессоры и т. д. — необходимое для запуска программного обеспечения. Программное обеспечение — это набор инструкций, которые могут храниться и выполняться аппаратным обеспечением.

Например, ваш смартфон является узлом в Интернете. Приложения, которые вы запускаете (браузеры, приложения для обмена сообщениями, карты и т. д.), – это части программного обеспечения, которые могут подключаться к Интернету и давать ему инструкции о том, какой тип информации следует отправлять, получать и хранить (например, веб-сайты, текстовые сообщения и маршруты). ). Эти инструкции и фрагменты информации обрабатываются и хранятся на материальном оборудовании, которое находится внутри вашего телефона и других компьютеров, подключенных к Интернету.

По сравнению с Интернетом и мобильными телефонами сеть Биткойн и узлы Биткойн чрезвычайно просты. В то время как Интернет и мобильные телефоны предназначены для передачи и хранения всех видов информации, сеть Биткойн и узлы Биткойн предназначены для передачи и хранения одного типа информации — данных, представляющих транзакции BTC.

Что такое биткойн-узлы?

Биткойн-узлы — это компьютеры, которые работают Биткойн программное обеспечение и подключены к Сеть биткойнов. Биткойн-узлы проверяют, транслируют, обрабатывают и хранят транзакции BTC.

Транзакции BTC группируются и хранятся в группах, называемых Блоки. Вот где термин блокчейн происходит из — исторические транзакции, хранящиеся в блоках, которые связаны друг с другом. Прежде чем блок будет добавлен в цепочку блоков, узлы должны убедиться, что транзакции блока действительны.

Эта проверка включает в себя проверку таких вещей, как то, был ли один и тот же BTC потрачен дважды, или действительно ли отправитель имеет BTC, который он пытается отправить. Процесс коллективного согласования отдельными узлами действительности блока (и содержащихся в нем транзакций) перед добавлением его в цепочку блоков известен как консенсус.

Поскольку биткойн является система одноранговых платежей, у него нет посредников или посредников для обеспечения соблюдения правил консенсуса в сети Биткойн. Поэтому узлы должны достичь консенсуса между собой. Они делают это с помощью программного обеспечения Биткойн.

В дополнение к правилам протокола Биткойн программное обеспечение Биткойн содержит полную копию блокчейна Биткойн. Таким образом, когда узел загружает программное обеспечение Биткойн и подключается к сети Биткойн, он имеет ту же историю транзакций и работает по тому же набору правил для проверки транзакций, что и любой другой узел Биткойн. Таким образом, когда новая транзакция передается в сеть, каждый отдельный узел выполняет свою собственную работу по проверке достоверности транзакции.

Точно так же, когда новый блок передается в сеть, каждый узел решает, добавлять ли его в свою копию блокчейна. Этот дизайн позволяет узлам без доверия проверять транзакции и блоки BTC.

Типы биткойн-узлов

Полезная структура для понимания различных типов узлов Биткойн: какую роль играет узел в добавлении блоков в блокчейн?

Основные типы биткойн-узлов

Помните, что узлы Биткойн транслируют, проверяют, обрабатывают и хранят транзакции BTC, а блоки представляют собой наборы действительных транзакций BTC.

Полный узел

Когда происходит транзакция, ее принимает полный узел. Полные узлы хранить всю цепочку блоков и может полностью проверить все правила сети Биткойн с помощью программного обеспечения Биткойн. Полный узел проверяет действительность транзакции по истории блокчейна и набору правил, закодированных в программном обеспечении Биткойн.

Если транзакция действительна, полный узел передает ее другим узлам, к которым он подключен. Эти узлы проходят один и тот же процесс проверки. Как только достаточное количество полных узлов согласятся с тем, что транзакция действительна, она добавляется в пул других действительных транзакций.

Шахтеры

Горнодобывающая промышленность узлы или майнеры берут транзакции из этого пула и упаковывают их в блоки.

Шахтеры запустить версию программного обеспечения Биткойн, которая содержит специальные правила для создания и предложения блоков в сети Биткойн. Это включает в себя такие вещи, как размер блока, форматирование транзакций и подписание блока.

Майнеры соревнуются друг с другом в гонке за создание следующего блока. Как только майнер решит, что создал действительный блок, он транслирует предлагаемый блок другим узлам в сети Биткойн.

Полные узлы берут блок и, подобно тому, как они проверяют единственную транзакцию, проверяют действительность блока в соответствии с правилами, закодированными в программном обеспечении Биткойн, которое они используют. Если полный узел считает блок действительным, он добавляет блок в соответствующую копию цепочки блоков, транслирует его в сеть Биткойн, и другие узлы проходят тот же процесс проверки.

Как только достаточное количество узлов подтвердит блок и добавит его в свою копию блокчейна, будет достигнут консенсус. В этот момент транзакции в блоке обрабатываются, все узлы проверяют и сохраняют обновленную версию блокчейна, а майнеры начинают гонку за созданием следующего блока.

Майнинг: полные узлы против майнеров

Майнеры заинтересованы в создании и предложении действительных блоков, потому что майнер, чей блок добавляется в блокчейн, получает вознаграждение. Этот блокировать награду состоит из недавно отчеканенных BTC, предварительно запрограммированных в программном обеспечении Bitcoin, плюс комиссионные в BTC за все транзакции, содержащиеся в блоке.

Майнинг конкурентоспособен и дорог. Если майнер предлагает недопустимый блок (например, с ложными транзакциями), блок отклоняется другими узлами, и майнер не получает вознаграждение за время и деньги, потраченные на создание блока. Таким образом, майнеры заинтересованы в том, чтобы предлагать только действительные блоки.

Ключевое различие между полными узлами и майнерами заключается в том, что майнеры могут предлагать новые блоки в сети Биткойн, а полные узлы — нет. Соответственно, майнеры могут получать вознаграждение за блок, а полные узлы — нет.

Ресурсоемкость майнинга означает, что майнеры должны использовать специализированное мощное оборудование, разработанное специально для создания и предложения новых блоков. Напротив, полные узлы могут работать на большинстве ноутбуков, и даже Raspberry Pi.

Это подводит нас к третьему и последнему основному типу узлов Биткойн — легким узлам.

Световые узлы

Световые узлы запустить специальную версию программного обеспечения Биткойн, которая, как следует из названия, хранит облегченную версию блокчейна. Эта версия блокчейна содержит заголовки блоков, которые представляют собой коды в каждом блоке, которые в основном говорят, что «этот блок действителен». Это позволяет легким узлам подключаться к сети Биткойн и осуществлять транзакции в ней без необходимости сохранять полную историю.

Важно, однако, то, что это означает, что легкие узлы не могут самостоятельно проверять правила сети Биткойн и, следовательно, должны подключаться к полным узлам, чтобы получить данные блока.

Мобильные кошельки — наиболее распространенный пример легких узлов. Большинство мобильных телефонов (за одним или двумя исключениями) недостаточно мощны для запуска полного узла и уж точно недостаточно мощны для запуска майнера. Но они достаточно мощны, чтобы хранить сжатую версию блокчейна с информацией об остатках BTC на адресах кошельков. Если вы отправили или получили BTC со своего телефона, ваше устройство является узлом в сети Биткойн!

Другие типы биткойн-узлов

Полные узлы, майнеры и легкие узлы являются основными типами узлов Биткойн. Однако есть некоторые другие типы узлов, которые часто упоминаются и требуют описания.

• ⚡ Узлы молнии: молниеносный — это сеть, построенная поверх сети Биткойн, чтобы люди могли совершать транзакции с биткойнами быстрее и дешевле. Узлы Lightning координируют эту деятельность.
• 🗄️ Архивные узлы: Также известные как полные архивные узлы, архивные узлы являются синонимами полных узлов; они хранят полную копию блокчейна и могут проверять все правила сети Биткойн. Различие связано с тем, что люди иногда разбивают полные узлы на два типа — архивные узлы и сокращенные узлы.
• ✂️ Обрезанные узлы: Обрезанные узлы хранят полную историю блокчейна до определенного размера. Как только этот предел размера будет достигнут, они начнут удалять или сокращать более ранние блоки, чтобы иметь возможность хранить полные версии новых блоков. Обрезанные узлы меньше, чем полные узлы, но больше, чем легкие узлы.
• ⛏️ Узлы майнинг-пула: Узлы пула майнинга организуют майнинговую деятельность групп майнеров, чтобы они могли объединять ресурсы для добычи новых блоков. Когда узел пула майнинга создает блок, который добавляется в цепочку блоков, узел распределяет вознаграждение за блок между майнерами пропорционально их количеству ресурсов. Майнеры любят пулы для майнинга, потому что это означает, что им платят более стабильно. Например, вместо того, чтобы получать 10 BTC каждые 100 блоков, они могли бы получать 1 BTC каждые 10 блоков.

Обзор

Биткойн-узлы — это компьютеры, подключенные к сети Биткойн, на которых работает программное обеспечение Биткойн для трансляции, проверки, обработки и хранения транзакций и блоков BTC. Существует три основных типа узлов Биткойн.

• Полные узлы без доверительной проверки транзакций и блоков для достижения консенсуса по истории транзакций. Таким образом, полные узлы в конечном итоге решают, какие блоки будут добавлены в блок.
• Шахтеры организовывать транзакции в блоки, которые они затем предлагают сети Биткойн. Если блок майнера добавляется в блокчейн, майнер получает вознаграждение за блок. Таким образом, майнеры способствуют поступлению в обращение только что отчеканенных BTC.
• Световые узлы хранить урезанную версию блокчейна Биткойн, подключаясь к полным узлам. Таким образом, легкие узлы позволяют проводить транзакции BTC на устройствах с низким энергопотреблением, таких как мобильные телефоны.