Які є різні типи біткойн-вузлів? Як підтримується мережа Bitcoin

Без біткойн вузлів, Біткойн як ми знаємо, це буде лише концепція, відома кільком комп’ютерникам.

Вузли біткойн є базовою інфраструктурою мережі біткойн, захищаючи та обслуговуючи її. Але, незважаючи на їхню важливість, біткойн-вузли часто неправильно розуміють або взагалі не розуміють.

У цій статті ми розглянемо, що таке біткойн-вузли, а також різні типи біткойн-вузлів і їх роль у мережі біткойн.

Що таке Bitcoin?

Коли більшість людей говорять «Біткойн», вони мають на увазі біткойн криптовалюта. Але біткойн — це більше, ніж це:

• Bitcoin - це мережа; це набір взаємопов’язаних комп’ютерів, які обмінюються інформацією.
• Біткойн - це протокол; це набір правил щодо того, як можна ділитися інформацією в мережі.
• Біткойн - це програмне забезпечення; це комп’ютерна програма, яка знає правила протоколу та запускається комп’ютерами в мережі, щоб вони могли обмінюватися інформацією один з одним.

Використання одного і того ж слова для опису різних (хоча, безсумнівно, пов’язаних) речей може ввести в оману. Для цієї частини ми будемо використовувати наступні терміни для позначення різних видів використання «Bitcoin»:

• БТД описує біткойн, криптовалюту, яку люди купують, продають і торгують.
• Програмне забезпечення біткойн описує правила протоколу біткойн, закодовані мовою, зрозумілою комп’ютерам, що дозволяє їм використовувати для підключення та обміну інформацією про транзакції BTC.
• Мережа Bitcoin описує мережу взаємопов’язаних комп’ютерів, на кожному з яких працює власна версія програмного забезпечення Bitcoin.

Ці диференціації надають корисний контекст для пояснення різних типів біткойн-вузлів. Перш ніж обговорювати вузли Bitcoin конкретно, варто коротко обговорити на високому рівні, що таке вузли.

Що таке вузли?

Загалом, вузол — це точка в мережі. Наприклад, автомобіль є вузлом мережі магістралей, а колега по роботі — вузлом професійної мережі.

У світі комп’ютерів вузли – це пристрої, підключені до комп’ютерної мережі, які передають, обробляють і зберігають інформацію.

Вузли складаються з двох частин: апаратного та програмного забезпечення. Апаратне забезпечення — це фізичний матеріал — мікросхеми, процесори тощо, необхідний для роботи програмного забезпечення. Програмне забезпечення — це набір інструкцій, які можуть зберігатися та виконуватися апаратним забезпеченням.

Наприклад, ваш смартфон є вузлом в Інтернеті. Програми, які ви запускаєте (браузери, програми обміну повідомленнями, карти тощо), — це частини програмного забезпечення, які можуть підключатися до Інтернету та давати вказівки щодо того, який тип інформації надсилати, отримувати та зберігати (наприклад, веб-сайти, текстові повідомлення та маршрути) ). Ці інструкції та частини інформації обробляються та зберігаються на матеріальних частинах обладнання, які знаходяться у вашому телефоні та інших комп’ютерах, підключених до Інтернету.

Порівняно з Інтернетом і мобільними телефонами мережа біткойн і вузли біткойн надзвичайно прості. Хоча Інтернет і мобільні телефони призначені для передачі та зберігання різної інформації, мережа біткойн і вузли біткойн призначені для передачі та зберігання одного типу інформації — даних, що представляють транзакції BTC.

Що таке біткойн-вузли?

Біткойн-вузли - це комп'ютери, які працюють Програмне забезпечення біткойн і підключені до Мережа Bitcoin. Біткойн-вузли перевіряють, транслюють, обробляють і зберігають транзакції BTC.

Транзакції BTC групуються та зберігаються в групах, які називаються Блоки. Ось де термін blockchain походить від — історичні транзакції, що зберігаються в блоках, пов’язаних разом. Перш ніж блок буде додано до блокчейну, вузли повинні перевірити, чи транзакції блоку дійсні.

Ця перевірка передбачає перевірку таких речей, як те, чи були витрачені ті самі BTC двічі, чи дійсно відправник має BTC, який він намагається надіслати. Процес колективної згоди окремих вузлів щодо дійсності блоку (і транзакцій, які він містить) перед додаванням його до ланцюга блоків відомий як консенсус.

Оскільки біткойн – це однорангова платіжна система, він не має посередників або посередників для забезпечення виконання правил консенсусу в мережі Bitcoin. Тому вузли повинні досягти консенсусу між собою. Вони роблять це за допомогою програмного забезпечення Bitcoin.

Окрім правил протоколу Bitcoin, програмне забезпечення Bitcoin містить повну копію блокчейну Bitcoin. Отже, коли вузол завантажує програмне забезпечення Bitcoin і підключається до мережі Bitcoin, він має ту саму історію транзакцій і працює за тим самим набором правил для перевірки транзакцій, що й будь-який інший вузол Bitcoin. Таким чином, коли нова транзакція транслюється в мережу, кожен окремий вузол виконує власну роботу, щоб перевірити дійсність транзакції.

Подібним чином, коли новий блок транслюється в мережу, кожен вузол вирішує, чи додавати його до своєї копії блокчейну. Цей дизайн дозволяє вузлам надійно перевіряти транзакції та блоки BTC.

Типи біткоін вузлів

Корисна основа для розуміння різних типів біткойн-вузлів: яку роль відіграє вузол у додаванні блоків до блокчейну?

Основні типи біткойн вузлів

Пам’ятайте, що вузли біткойн транслюють, перевіряють, обробляють і зберігають транзакції BTC, а блоки — це колекції дійсних транзакцій BTC.

Повний вузол

Коли відбувається транзакція, її підхоплює повний вузол. Повні вузли зберігати весь блокчейн і може повністю перевірити всі правила мережі Bitcoin за допомогою програмного забезпечення Bitcoin. Повний вузол перевіряє дійсність транзакції за історією блокчейну та набором правил, закодованих у програмному забезпеченні Bitcoin.

Якщо транзакція дійсна, повний вузол транслює її іншим вузлам, до яких він підключений. Ці вузли проходять однаковий процес перевірки. Коли достатня кількість повних вузлів погодиться, що транзакція дійсна, вона додається до пулу інших дійсних транзакцій.

шахтарі

Mining вузли, або майнери, збирають транзакції з цього пулу та упаковують їх у блоки.

шахтарі запустіть версію програмного забезпечення Bitcoin, яка містить спеціальні правила для створення та пропозиції блоків у мережі Bitcoin. Це стосується таких речей, як розмір блоку, форматування транзакцій і підписання блоку.

Шахтарі змагаються один з одним у гонці за створення наступного блоку. Як тільки майнер вважає, що створив дійсний блок, він транслює запропонований блок іншим вузлам у мережі Bitcoin.

Повні вузли підбирають блок і, подібно до того, як вони перевіряють одну транзакцію, перевіряють дійсність блоку відповідно до правил, закодованих у програмному забезпеченні Bitcoin, яке вони запускають. Якщо повний вузол вважає блок дійсним, він додає блок до відповідної копії блокчейну, транслює його в мережу Bitcoin, а інші вузли проходять той самий процес перевірки.

Коли достатня кількість вузлів перевірить блок і додасть його до своєї копії блокчейну, консенсус досягається. У цей момент транзакції в блоці обробляються, усі вузли перевіряють і зберігають оновлену версію блокчейну, а майнери починають гонку за створення наступного блоку.

Майнінг: повні вузли проти майнерів

Майнери заохочуються створювати та пропонувати дійсні блоки, оскільки майнер, чий блок додається до блокчейну, отримує винагороду. Це блокова винагорода складається з нещодавно викарбуваних BTC, попередньо запрограмованих у програмне забезпечення Bitcoin, а також комісій, деномінованих у BTC, за всі транзакції, що містяться в блоці.

Видобуток конкурентоспроможний і дорогий. Якщо майнер пропонує недійсний блок (наприклад, з помилковими транзакціями), блок відхиляється іншими вузлами, і майнер не отримує винагороду за час і гроші, витрачені на створення блоку. Тому майнерів стимулюють пропонувати лише дійсні блоки.

Ключова відмінність між повними вузлами та майнерами полягає в тому, що майнери можуть пропонувати нові блоки в мережу Bitcoin, а повні вузли – ні. Крім того, майнери можуть отримувати винагороду за блоки, а повні вузли — ні.

Ресурсоємність майнінгу означає, що майнери повинні використовувати спеціалізоване потужне обладнання, розроблене спеціально для створення та пропозиції нових блоків. Навпаки, повні вузли можуть працювати на більшості ноутбуків і навіть на Raspberry Pi.

Це підводить нас до третього й останнього основного типу біткойн-вузлів — легких вузлів.

Світлові вузли

Світлові вузли запустіть спеціальну версію програмного забезпечення Bitcoin, яка зберігає, як випливає з назви, полегшену версію блокчейну. Ця версія блокчейну містить заголовки блоків, які є кодами в кожному блоці, які в основному говорять «цей блок дійсний». Це дозволяє легким вузлам підключатися до мережі Bitcoin і здійснювати транзакції в ній без необхідності зберігати її повну історію.

Важливо, однак, що це означає, що легкі вузли не можуть незалежно перевіряти правила мережі Bitcoin і, отже, повинні підключатися до повних вузлів, щоб отримати дані блоку.

Мобільні гаманці - найпоширеніший приклад легких вузлів. Більшість мобільних телефонів (за одним-двома винятками) недостатньо потужні, щоб запустити повний вузол, і, звичайно, недостатньо потужні, щоб запустити майнер. Але вони достатньо потужні, щоб зберігати стиснуту версію блокчейну з інформацією про баланси BTC на гаманцях. Якщо ви надсилали або отримували BTC зі свого телефону, ваш пристрій є вузлом у мережі Bitcoin!

Інші типи вузлів Bitcoin

Повні вузли, майнери та легкі вузли є основними типами біткойн-вузлів. Однак є деякі інші типи вузлів, які часто згадуються та потребують опису.

• ⚡ Вузли блискавки: блискавичний це мережа, побудована на основі мережі біткойн, щоб люди могли швидше та дешевше здійснювати транзакції BTC. Вузли Lightning координують цю діяльність.
• 🗄️ Вузли архіву: Також відомі як повні архівні вузли, архівні вузли є синонімами повних вузлів; вони зберігають повну копію блокчейну та можуть перевірити всі правила мережі Bitcoin. Ця диференціація пов’язана з тим, що люди іноді розбивають повні вузли на два типи — архівні вузли та скорочені вузли.
• ✂️ Обрізані вузли: Вирізані вузли зберігають повну історію блокчейну до певного розміру. Коли цей ліміт розміру буде досягнуто, вони починають видаляти або скорочувати попередні блоки, щоб вони могли зберігати повні версії нових блоків. Обрізані вузли менші за повні вузли, але більші за світлі вузли.
• ⛏️ Майнінг-пул вузли: Вузли майнінг-пулу керують майнінг-активністю груп майнерів, щоб вони могли об’єднувати ресурси для видобутку нових блоків. Коли вузол майнінгового пулу створює блок, який додається до блокчейну, вузол розподіляє винагороду за блок майнерам пропорційно їхнім обсягам ресурсів. Майнерам подобаються пули для майнінгу, тому що це означає, що вони стабільно отримують гроші. Наприклад, замість того, щоб отримувати 10 BTC кожні 100 блоків, вони можуть отримувати 1 BTC кожні 10 блоків.

Підсумки

Вузли біткойн — це комп’ютери, підключені до мережі біткойн, які запускають програмне забезпечення біткойн для трансляції, перевірки, обробки та зберігання транзакцій і блоків BTC. Існує три основних типи вузлів Bitcoin.

• Повні вузли надійно перевіряти транзакції та блокування, щоб досягти консенсусу щодо історії транзакцій. Таким чином повні вузли остаточно вирішують, які блоки додавати до блоку.
• шахтарі організовують транзакції в блоки, які потім пропонують мережі Bitcoin. Якщо блок майнера додається до блокчейну, майнер отримує винагороду за блок. Таким чином майнери сприяють надходженню в обіг новоспечених BTC.
• Світлові вузли зберігати скорочену версію блокчейну біткойн, підключаючись до повних вузлів. Таким чином, легкі вузли дозволяють здійснювати транзакції BTC на малопотужних пристроях, таких як мобільні телефони.