比特币节点有哪些不同类型？ 比特币网络是如何维护的

没有比特币节点， 比特币 正如我们所知，这只是少数计算机科学家知道的概念。

比特币节点是比特币网络的底层基础设施，用于保护和维护它。 但是，尽管它们很重要，但比特币节点经常被误解或根本不被理解。

在本文中，我们将探讨什么是比特币节点，以及不同类型的比特币节点及其在比特币网络中的作用。

什么是比特币?

当大多数人说“比特币”时，他们指的是比特币 cryptocurrency. 但比特币不止于此：

• 比特币是一个网络; 它是共享信息的互连计算机的集合。
• 比特币是一种协议; 它是一组关于如何在网络上共享信息的规则。
• 比特币是软件; 它是一种知道协议规则的计算机程序，由网络上的计算机运行，以便它们可以相互共享信息。

使用同一个词来描述不同（尽管肯定相关）的事物可能会令人困惑。 为了这篇文章，我们将使用以下术语来指代“比特币”的不同用途：

• BTC 将比特币描述为人们购买、出售和交易的加密货币。
• 比特币软件 描述了被编码成计算机理解的语言的比特币协议规则，允许它们用来连接和共享有关 BTC 交易的信息。
• 比特币网络 描述了互连计算机的网络，每台计算机都运行自己版本的比特币软件。

这些差异为解释不同类型的比特币节点提供了有用的背景。 在具体讨论比特币节点之前，有必要简要讨论一下节点是什么。

什么是节点？

一般来说，节点是网络上的一个点。 例如，汽车是高速公路网络上的一个节点，或者工作同事是专业网络中的一个节点。

在计算机世界中，节点是连接到计算机网络的设备，用于传输、处理和存储信息。

节点由两部分组成：硬件和软件。 硬件是运行软件所需的物理材料——微芯片、处理器等。 软件是一组可以由硬件存储和运行的指令。

例如，您的智能手机是互联网上的一个节点。 您运行的应用程序（浏览器、消息传递应用程序、地图等）是可以连接到互联网并为其发送、接收和存储什么类型的信息（例如网站、短信和路线）提供说明的软件）。 这些指令和信息片段被处理并存储在手机和其他连接到互联网的计算机内部的有形硬件上。

与互联网和手机相比，比特币网络和比特币节点极其简单。 虽然互联网和手机旨在传输和存储各种信息，但比特币网络和比特币节点旨在传输和存储一种类型的信息——代表 BTC 交易的数据。

什么是比特币节点？

比特币节点是运行的计算机 比特币软件 并连接到 比特币网络. 比特币节点验证、广播、处理和存储 BTC 交易。

BTC 交易被批处理并存储到称为 块. 这是术语 blockchain 来自——存储在链接在一起的块中的历史交易。 在将区块添加到区块链之前，节点必须验证区块的交易是否有效。

此验证涉及检查诸如相同的 BTC 是否被花费了两次，或者发送者是否真的拥有他们试图发送的 BTC。 在将区块添加到区块链之前，各个节点集体同意区块（及其包含的交易）的有效性的过程称为 共识.

因为比特币是 点对点支付系统，它没有中介或中间人在比特币网络上执行共识规则。 因此，节点之间必须达成共识。 他们使用比特币软件来做到这一点。

除了比特币协议规则之外，比特币软件还包含比特币区块链的完整副本。 因此，当一个节点下载比特币软件并连接到比特币网络时，它具有相同的交易历史，并使用与其他每个比特币节点相同的规则集来验证交易。 这样，当一个新交易被广播到网络时，每个单独的节点都会做自己的工作来检查交易的有效性。

类似地，当一个新块被广播到网络时，每个节点决定是否将它添加到他们的区块链副本中。 这种设计允许节点无需信任地验证 BTC 交易和区块。

比特币节点的类型

一个有助于理解不同比特币节点类型的框架是， 节点在将块添加到区块链中起什么作用？

比特币节点的主要类型

请记住，比特币节点广播、验证、处理和存储 BTC 交易——而区块是有效 BTC 交易的集合。

全节点

当交易发生时，一个完整的节点会接收它。 全节点 存储整个区块链，可以使用比特币软件全面验证比特币网络的所有规则。 全节点根据区块链历史和比特币软件中编码的规则集检查交易的有效性。

如果交易有效，则全节点将其广播到它所连接的其他节点。 这些节点经过相同的验证过程。 一旦足够数量的完整节点同意交易是有效的，它就会被添加到其他有效交易池中。

矿工

采矿 节点或矿工从这个池中提取交易并将它们打包成块。

矿工 运行一个包含特殊规则的比特币软件版本，用于向比特币网络创建和提议区块。 这包括诸如区块可以有多大、如何格式化交易以及如何签署区块等内容。

矿工们相互竞争以创建下一个区块。 一旦矿工认为它创建了一个有效区块，它就会将提议的区块广播到比特币网络上的其他节点。

全节点拾取区块，并以与验证单个交易类似的方式，根据它们运行的​​比特币软件中编码的规则验证区块的有效性。 如果一个全节点认为一个区块有效，它就会将该区块添加到其各自的区块链副本中，将其广播到比特币网络，其他节点也会经历相同的验证过程。

一旦有足够数量的节点验证该块并将其添加到他们的区块链副本中，就会达成共识。 此时，区块中的交易被处理，所有节点验证并存储区块链的更新版本，矿工开始竞争创建下一个区块。

挖矿：全节点 vs 矿工

矿工被激励创建和提议有效区块，因为将区块添加到区块链的矿工会获得奖励。 这个 阻止奖励 包括预编程到比特币软件中的新铸造的 BTC，以及区块中包含的所有交易的以 BTC 计价的费用。

采矿具有竞争力且成本高昂。 如果矿工提出无效区块（例如，使用虚假交易），则该区块会被其他节点拒绝，并且矿工不会因创建区块所花费的时间和金钱而获得奖励。 因此，矿工被激励只提出有效的区块。

全节点和矿工之间的一个关键区别在于，矿工可以向比特币网络提出新区块，而全节点不能。 通过扩展，矿工可以获得区块奖励，而全节点则不能。

挖矿的资源密集度意味着矿工必须使用专门设计的强大硬件来创建和提议新区块。 相比之下，全节点可以在大多数笔记本电脑上运行，甚至 Raspberry Pi的.

这将我们带到了第三种也是最后一种主要类型的比特币节点——轻节点。

轻节点

轻节点 运行一个特殊版本的比特币软件，顾名思义，它存储了区块链的轻量级版本。 这个版本的区块链包含块头，它是每个块中的代码，基本上说“这个块是有效的”。 这允许轻节点连接到比特币网络并在其上进行交易，而无需存储其完整历史记录。

然而，重要的是，这意味着轻节点无法独立验证比特币网络规则，因此必须连接到全节点才能获取块数据。

移动钱包是最常见的轻节点示例。 大多数手机（除了一两个例外) 不足以运行一个完整的节点，当然也不足以运行一个矿工。 但它们足够强大，可以存储区块链的压缩版本，其中包含有关钱包地址 BTC 余额的信息。 如果您通过手机发送或接收了 BTC，那么您的设备就是比特币网络上的一个节点！

其他类型的比特币节点

全节点、矿工和轻节点是比特币节点的主要类型。 但是，还有一些其他类型的节点经常被提及，并且需要说明。

• ⚡ 闪电节点： 闪电 是建立在比特币网络之上的网络，因此人们可以更快、更便宜地交易比特币。 闪电节点协调此活动。
• 🗄️ 存档节点： 也称为全归档节点，归档节点是全节点的同义词； 他们存储了区块链的完整副本，并且可以验证所有比特币网络规则。 差异源于人们有时将完整节点分为两种类型 - 归档节点和修剪节点。
• ✂️ 修剪的节点： 修剪后的节点将完整的区块链历史存储到一定大小。 一旦达到这个大小限制，他们就会开始删除或修剪较早的块，以便他们可以存储新块的完整版本。 修剪后的节点比完整节点小，但比轻节点大。
• ⛏️ 矿池节点： 矿池节点协调矿工组的挖矿活动，以便他们可以集中资源来挖掘新块。 当矿池节点创建一个添加到区块链的区块时，该节点会根据矿工的资源量将区块奖励分配给矿工。 矿工喜欢矿池，因为这意味着他们获得更稳定的报酬。 例如，不是每 10 个区块获得 100 个 BTC，而是每 1 个区块获得 10 个 BTC。

总结

比特币节点是连接到比特币网络的计算机，运行比特币软件以广播、验证、处理和存储比特币交易和区块。 比特币节点主要分为三种类型。

• 全节点 无需信任地验证交易和区块，以就交易历史达成共识。 这样，全节点最终决定将哪些块添加到块中。
• 矿工 将交易组织成块，然后他们向比特币网络提出建议。 如果将矿工的区块添加到区块链中，矿工将获得区块奖励。 通过这种方式，矿工促进了新铸造的 BTC 进入流通。
• 轻节点 通过连接到完整节点来存储比特币区块链的精简版本。 通过这种方式，轻节点允许在手机等低功耗设备上进行 BTC 交易。