Posted inОсвіта та поради

Що таке біткоїн-нода? Посібник для початківців про вузли блокчейну

by Ezra Reguerra0

Що таке біткоїн-нода? Посібник для початківців про вузли блокчейну

Біткоїн (BTC) — це децентралізована однорангова мережа, що складається з комп’ютерів (вузлів), на яких запущено програмне забезпечення Bitcoin і які приймають набір правил консенсусу (proof-of-work, PoW) для перевірки та трансляції транзакцій у блокчейні. Цей процес відбувається без посередництва третьої сторони, що робить блокчейн механізмом, якому не можна довіряти.

У традиційних методах оплати транзакції підтверджуються централізованими сторонами, такими як банки і платіжні системи, які перевіряють, чи є у платника достатньо грошей для здійснення цієї покупки.

У блокчейні Біткоїн традиційні сторонні платіжні системи замінені розподіленою мережею операторів вузлів і майнерів, які перевіряють транзакції без цензури або дозволу.

Вивчення того, що роблять вузли і як вони працюють, допомагає зрозуміти, що стоїть за розрахунком транзакції. Будь-хто може стати оператором вузла Bitcoin і взяти участь у забезпеченні безпеки мережі, просто завантаживши програмне забезпечення Bitcoin Core, що робить блокчейн прозорим, незмінним і децентралізованим.

Що таке біткоїн-вузол?

Ноди — це стовпи мережі Біткоїн. Ці вузли постійно контролюють блокчейн і повну історію транзакцій, щоб запобігти доступу до нелегітимних транзакцій, які намагаються витратити біткоїн двічі шахрайським шляхом, також відомим як проблема подвійного витрачання.

Будь-який комп’ютер, що завантажує програмне забезпечення Bitcoin і приєднується до мережі Bitcoin, називається вузлом. Найпопулярнішим клієнтом і програмною реалізацією повноцінних вузлів є Bitcoin Core; його останню версію можна знайти на сторінці GitHub.

Нода зберігає повну історію та хронологію блокчейну Біткоїна, що нагадує бухгалтерську книгу, і сприяє безпеці мережі Біткоїн завдяки механізму консенсусу, оскільки ноди відхиляють будь-яку транзакцію, яка порушує правила консенсусу.

Скільки існує вузлів Біткоїна? Важко оцінити точну кількість активних Bitcoin-вузлів, оскільки користувачі можуть підключатися приватно, щоб не розкривати і не рахувати їх.

Існують дуже суперечливі цифри в різних джерелах. Деякі джерела підрахували, що існує лише трохи більше 13 000 біткоїн-вузлів. З іншого боку, популярний розробник Bitcoin Core Люк Деш-молодший підрахував, що в січні 2021 року було активними близько 83 000 вузлів Bitcoin Core, тоді як у 2022 році їхня кількість різко знизилася до приблизно 50 000.

Ці дані викликають ще більшу тривогу, якщо врахувати, що на піку бичачого ринку 2017 року працювало понад 200 000 біткоїн-вузлів. Чим більше активних і підключених до мережі Bitcoin вузлів, тим більш надійною і децентралізованою вона стає.

Що таке вузли в блокчейні?

В основі мереж блокчейн лежить структура біткоїна, який першим заклав фундамент технології. Тому розуміння принципів роботи вузлів Bitcoin допоможе зрозуміти, як працює більшість блокчейнів. Вони мають лише різні протоколи з різними правилами, але функціональний аспект залишається незмінним.

Основна функція вузлів блокчейну — гарантувати, що мережеві транзакції та блоки є законними і відповідають правилам протоколу. Вони повинні гарантувати, що дані та мережа заслуговують на довіру.

Типовими вузлами, які підтримують інфраструктуру блокчейну, є головні вузли та вузли-майнери. Вони отримують більшу винагороду за блок, оскільки використовують більше ресурсів для забезпечення роботи мережі.

Однак майстер-вузли не додають нові транзакції або блоки до блокчейну, як звичайні вузли або вузли-майнери. Більш детальне пояснення цих типів вузлів можна знайти далі в статті.

Як працюють вузли блокчейну?

Вузли перевіряють і транслюють транзакції в мережу. Ці транзакції, позначені як "очікувані", підхоплюються майнером або майнінг-пулом, який додає їх до загального реєстру блокчейну.

Замість того, щоб підтверджувати кожну окрему транзакцію, майнери об’єднують відкладені транзакції в блоки. Підтверджений блок поширюється по всій мережі і надсилається назад на всі вузли, щоб переконатися, що блок дійсний і відповідає правилам мережі.

Після підтвердження вузли додають новий блок до попередньої серії блоків, створюючи таким чином ланцюжок блоків і здійснюючи остаточні розрахунки за транзакціями.

Типи вузлів блокчейну

Оскільки перевірка та трансляція транзакцій вимагає багато часу та ресурсів, ноди поділяються на легкі та повні ноди, щоб пришвидшити процес валідації. Повні вузли підтверджують всі транзакції, завантажуючи повну історію блокчейну, в той час як полегшені вузли завантажують лише ключові дані заголовка.

Основними типами нод Біткоїн є повні, легкі та майнінгові ноди.

Повні вузли

Вони називаються повними вузлами, тому що ретельно перевіряють дотримання всіх правил протоколу Біткоїн. Повні вузли повинні підтверджувати, що всі транзакції, виконані в мережі Біткоїн, є законними, і запобігати проблемі подвійних витрат, що означає, що оброблені біткоїни не повинні бути витрачені десь в іншому місці.

Повна нода повинна завантажувати кожну транзакцію, яка коли-небудь була виконана, всі нові транзакції і всі заголовки блоків, зберігаючи при цьому дані про кожну невитрачену транзакцію, поки вона не буде витрачена.

Ось чому повні вузли повинні завантажувати всю історію блокчейну, кожен блок і транзакцію і перевіряти, чи дотримуються вони правил консенсусу Біткоін.

Наприклад, правило, яке вони перевіряють, полягає в тому, що блоки створюють лише певну кількість біткоїнів (наразі 6,25 за блок, до наступного халвінгу в 2024 році). Вони можуть гарантувати, що транзакції і блоки мають правильний формат даних або що результат транзакції не може бути витрачений двічі в межах одного блокчейну. Транзакція або блок, які порушують правила консенсусу, відхиляються.

Уявіть собі повноцінні біткоін-вузли як сервери. Якщо ви запускаєте свій вузол, ви покладаєтесь на свій сервер для трансляції транзакцій в мережу. Якщо ви цього не робите, ви покладаєтесь на чийсь інший вузол (сервер) для перевірки транзакцій. У термінах Біткоїна запуск власного вузла означає досягнення суверенітету і повного контролю над власними грошима.

Лайт-вузли

Легкі або полегшені вузли завантажують тільки основні дані з оброблених транзакцій, використовуються як гаманці і підключаються до повноцінних вузлів. Вони завантажують тільки заголовок блоку, який є резюме блоку, що містить хеш-посилання на попередній блок, час майнінгу і нонс (унікальний ідентифікаційний номер) попередніх транзакцій.

Легкі вузли обробляють лише невеликі частини блокчейну, а не весь набір даних, як у повних вузлах. Вони ідеально підходять для вузлів, які не мають великих потужностей для зберігання або обробки даних, і є більш економічно вигідними у використанні, ніж повні вузли.

Завданням легкої ноди є перевірка того, чи були транзакції включені в блок за допомогою спрощеної перевірки платежів (SPV). Він допомагає підтримувати децентралізованість мережі блокчейн, але не перевіряє всі транзакції і не зберігає копію всього блокчейну.

Вузли майнінгу

Крім зберігання всієї копії блокчейну, майнінг-вузли також використовують обладнання і програмне забезпечення для вирішення складних обчислювальних завдань з метою видобутку біткоїнів і генерації нових блоків для додавання в блокчейн.

До 2010 року в якості майнінг-вузла можна було використовувати звичайний побутовий процесор. Однак, коли мережа біткоїнів значно розширилася, одного процесора стало недостатньо для видобутку криптовалюти, тому виникла потреба в більш дорогому та енергоємному майнінговому обладнанні.

Майнінг-вузли є дуже конкурентними, оскільки їхня мета — першими створити новий блок і отримати за це винагороду в розмірі 6,25 BTC, що наразі становить 6,25 BTC.

Повна нода біткоїна проти ноди майнера біткоїна

Повні вузли та вузли майнерів є важливими компонентами мережі Біткоїн, хоча вони виконують різні функції. В той час як майнер обов’язково керує вузлом, власник повного вузла не обов’язково є майнером. Завданням пересічного вузла Bitcoin є перевірка транзакцій і блоків, тоді як вузол майнера надає спеціалізоване обладнання для майнінгу, необхідне для вирішення складних математичних задач, щоб створити новий блок і завантажити в нього нові транзакції.

Всупереч поширеній думці, майнери насправді мають обмежену владу. Потенційно вони можуть реорганізувати блокчейн і додавати або видаляти транзакції, але для цього потрібно витратити надзвичайну кількість обчислювальних потужностей, що робить це не вартим того. Потужний майнер може атакувати біткоїн, але майнери не можуть повністю змінити або знищити біткоїн, оскільки повноцінні вузли покладаються на майнерів лише для виконання кількох функцій, про які йшлося вище.

Інші типи вузлів блокчейну

Архівні повні вузли — це повні вузли, які приймають вхідні з’єднання і завантажують старі блоки на інші вузли в мережі. Для цього програма повинна працювати в режим і-listen=1, що є методом за замовчуванням.

Архівні вузли можуть бути авторитетними вузлами, які використовуються, коли потрібно контролювати доступ до даних блокчейну. У такому випадку тільки авторитетні вузли можуть дозволити іншим вузлам приєднатися до мережі Блокчейн.

Обрізані повні вузли мають обмежену пам’ять для зберігання даних. Вони є повними вузлами і завантажують весь блокчейн, але коли вони досягають певної межі, вони видаляють найстаріші блоки, щоб розмістити нові блоки і підтримувати розмір блокчейну.

Майстер-ноди — це повноправні вузли, основною функцією яких є ведення реєстру блокчейну і перевірка транзакцій. Вони не можуть додавати нові блоки до блокчейну.

Інші вузли — це Lightning-вузли — комп’ютер або програмне забезпечення, яке з’єднується і взаємодіє з основним блокчейном і мережею Lightning.

Основна відмінність від повної ноди Біткоін полягає в тому, що Lightning-нода перевіряє тільки транзакції, що взаємодіють безпосередньо з нею, а не перевіряє кожну транзакцію в блокчейні, як у випадку з нодою Біткоін.

Як налаштувати і запустити повноцінний вузол

Декілька клієнтів надають програмне забезпечення для завантаження повної історії блокчейну Біткоїна. Однак найбільша кількість повних вузлів припадає на Bitcoin Core.

Щоб запустити вузол, ви можете завантажити програмне забезпечення Bitcoin Core і дозволити йому скопіювати весь блокчейн з інших вузлів, після чого ваш вузол буде готовий самостійно перевіряти кожен блок.

Для цього потрібно виконати наступні вимоги:

Вимоги для створення та запуску повноцінного вузла

Щоб створити новий вузол, вам потрібно пройти через IBD (початкове завантаження блоку), яке уможливлює синхронізацію вузла з мережею під час першого запуску. Під час завантаження Bitcoin Core використовує багато місця в сховищі, хоча можна зменшити обсяг сховища за допомогою декількох простих кроків.

Альтернативою є запуск вузлів у хмарі. Ресурси для зберігання і обробки даних передаються на аутсорсинг шляхом підключення до постачальника хмарних послуг і встановлення Bitcoin Core.

Після того, як ви завантажите повну історію блокчейну Bitcoin, ви побачите, що нові блоки додаються приблизно кожні 10 хвилин. Детальні інструкції зі створення та запуску вузла Bitcoin на різних операційних системах можна знайти на офіційному веб-сайті Bitcoin.

Чому важливо запустити свій вузол?

Хоча запуск біткоїн-вузла не пропонує жодних грошових стимулів, він все ж має ряд переваг, як пояснюється нижче.

  • Запуск повноцінної ноди забезпечує більшу конфіденційність і анонімність, ніж використання сторонніх серверів для обробки ваших транзакцій. Посередницькі сервіси можуть розкрити адресу вашого гаманця і поставити під загрозу вашу конфіденційність;
  • Повний контроль над вашими біткоїн-гаманцями;
  • Внесок у безпеку та цілісність мережі, гарантуючи, що всі правила протоколу Біткоїн суворо дотримуються;
  • У випадку форків, ви самі вирішуєте, якому блокчейну ви хочете слідувати. Таким чином, ваш вузол дорівнює одному голосу в разі значних змін, що відбуваються в блокчейні.
  • Ноди біткоїна також допомагають запобігти подвійним витратам, не дозволяючи користувачам намагатися витратити одну і ту ж криптовалюту двічі.

Запуск вузла біткоін не приносить реального прибутку, хоча інші блокчейни пропонують стимули за допомогою стейкінгу вузлів. Однак це тема для іншої статті, присвяченої вузлам інших блокчейнів, окрім біткоін.

Схожі статтi:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *