Нода – это узел, который подключен к сети блокчейна и играет ключевую роль в его работе. Он хранит копию блокчейна и участвует в обработке транзакций и подтверждении новых блоков.
Благодаря ей гарантируется безопасность и децентрализация сети. Чем больше таких узлов, тем блокчейн устойчивее. В этой статье мы рассмотрим все нюансы нод, чтобы лучше понять их роль в современном криптомире. 👇
Зачем нужны ноды
Ноды – это фундамент блокчейна. Без них данные в сети были бы уязвимы и легко доступны злоумышленникам. Ноды объединяют усилия, обеспечивают безопасность сети и прозрачность транзакций, поддерживая консенсус публичного реестра.
Функции нод:
- Хранение блоков, которые когда-либо были созданы. Благодаря этому в любую минуту можно удостовериться в том, что все транзакции соответствуют правилам сети.
- Верификация каждой транзакции дает возможность убедиться, имеет ли пользователь на своем аккаунте необходимое количество монет, и проверить, не поддельная ли транзакция. Это основополагающий аспект безопасности сети, который предотвращает мошенничество и подделки.
- Обмен информацией о транзакциях и блоках с другими нодами. Это позволяет всем участникам сети иметь доступ к одной и той же информации и удостовериться в отсутствии противоречий в данных.
- Консенсус. Ноды работают вместе, чтобы достичь консенсуса относительно того, какие блоки должны быть добавлены в систему. Это дает системе устойчивость и предотвращает возможность изменения истории транзакций.
Что такое ноды в блокчейне
Ноды – компьютеры, ноутбуки, серверы или специализированные аппаратные устройства в сети блокчейн, на которых установлено специальное программное обеспечение. Это ПО получает и анализирует данные от других нод в сети. Оно верифицирует транзакции и блоки, а затем высылает их дальше. Нода сохраняет копию блокчейна, которая согласовывается с копией других нод. Это дает гарантию того, что у всех нод есть одни и те же сведения о сети.
Алгоритм проверки транзакций и блоков:
- Нода получает транзакцию от другой ноды.
- Нода проверяет, что транзакция соответствует правилам сети и что отправитель имеет достаточное количество ресурсов для оплаты комиссии.
- Если транзакция прошла верификацию, она добавляется в новый блок.
- Блок переходит в сеть на модерацию другими нодами.
- Если блок одобрен большинством, то он включается в инфраструктуру.
Какие бывают типы нод
Есть несколько типов, каждый из которых имеет свою функцию:
- Полные (Full nodes) – это основополагающий элемент блокчейна, хранящий полную копию блокчейна и участвующий в проверке транзакций и блоков. Эти ноды обеспечивают надежность и устойчивость сети, подтверждая целостность каждой транзакции и блока. Full nodes – это самый безопасный способ участия в сети, но он требует значительных затрат: памяти на жестком диске, мощности и энергии.
- Облегченные (Light nodes) хранят только заголовки блоков и не принимают участия в добыче монет или стейкинге. Они не проверяют все транзакции автономно, а полагаются на полные ноды, чтобы проанализировать данные о балансах, транзакциях и изменениях в блокчейне.
- Урезанные полные (Pruned full nodes) – это компромисс между Full nodes и Light nodes. Они хранят не всю историю блокчейна, а только последние N блоков. Это помогает сэкономить дисковое пространство, но при этом все еще дает возможность участвовать в верификации операций.
- Майнинг-ноды (Mining nodes) имеют весомое значение в блокчейнах, работающих по принципу Proof-of-Work (PoW), генерируя новые блоки и обеспечивая их безопасность. Они используют высокую вычислительную мощность для решения сложных математических задач и получают за это награду. Однако для функционирования этих добывающих узлов нужны существенные ресурсы: дисковое пространство, мощность и энергия, что делает их эксплуатацию дорогостоящей.
- Стейкинг-ноды (Staking nodes) в блокчейнах Proof-of-Stake (PoS) являются альтернативой майнингу. Участники Proof-of-Stake получают награду за стейкинг. Стейкинг требует меньших затрат, чем майнинг, тут не нужна высокая мощность вычислений и много электроэнергии. Чтобы стать стейкинг-нодой, необходимо заблокировать определенную сумму криптовалюты в сети в качестве залога.
- Мастерноды (Masternodes) – это специализированные полные ноды в блокчейне, которые требуют инвестиционного залога в форме криптовалюты. Помимо основных функций, таких как обслуживание сети, загрузка и проверка блоков транзакций, они выполняют дополнительные задачи – участвуют в процессе голосования по изменению правил сети и управлению децентрализованными приложениями. Благодаря этому, в отличие от полных нод, мастерноды имеют более высокий уровень доступа к сети, участвуют в управлении ею и получают за это вознаграждение.
- Lightning-ноды являются частью Lightning Network в сети Bitcoin. Они обеспечивают более быстрое и экономичное выполнение транзакций, чем стандартные узлы Bitcoin. Lightning Nodes применяют каналы для совершения транзакций между собой вне цепочки блоков, что существенно ускоряет процесс. Это делает их идеальными для мелких и частых платежей, но требует отдельной конфигурации и управления каналами, что не очень подходит для крупных сделок, так как для этого потребуется проверка всех операций в цепи.
Харвестинг
Харвестинг (в переводе с английского «сбор урожая») – в контексте криптовалют обычно связан с получением награды за участие в сети.
В этой системе «урожай» получают не те, кто обладает самой мощной вычислительной силой, как в традиционном майнинге, а те, кто является более важным для сети. Эта значимость определяется количеством монет на балансе, временем их нахождения на балансе и активностью в транзакциях. Чем выше эти показатели, тем больше шансов найти следующий блок и получить вознаграждение. По сути, PoI стимулирует активное использование криптовалюты, поскольку простое хранение монет приведет к снижению дохода.
Форки
Форк – это расщепление сети блокчейна на два разных проекта. Форки могут возникнуть, когда участники сети имеют разные мнения по поводу нововведений в правилах функционирования блокчейна. Мотивы для возникновения форков могут быть разными: эксперименты с новой спецификой, адаптация к новым нишам и платформам, спасение замороженного проекта или отказ создателя заниматься основным проектом.
Виды форков:
- Хард-форк (Hard fork) – это изменение в правилах блокчейна, которое не совместимо с ранними требованиями. Такой вид форков требует обновления программного обеспечения со стороны владельца ноды. Ноды, которые принимают нововведение, продолжают работать в обновленной сети, утверждая новые блоки, сформированные по новым условиям. Ноды, несогласные с новыми правилами, остаются в старой сети, не одобряя новые блоки и придерживаясь прежних условий. Таким образом в 2017 году появился Bitcoin Cash – новая крипта, которая отличалась от стандартного биткоина размером блоков и другими характеристиками. Узлы, согласившиеся на новые правила, перешли в Bitcoin Cash, в то время как узлы, не принявшие нововведения, остались в сети Bitcoin.
- Софт-форк (Soft fork) – это обновление блокчейна, которое совместимо с предшествующей версией. Soft fork не требует обновления программного обеспечения и не является обязательным обновлением для нод. Однако ноды, которые не обновятся, не получат доступ к новым функциям или возможностям, которые были реализованы с помощью софт-форка.
Ноды играют ключевую роль в успешности форков, поскольку их поддержка нового правила определяет исход процесса и может привести к созданию нового блокчейна.
Как запустить ноду
Запуск ноды зависит от конкретного блокчейна. Некоторые из них предоставляют простое ПО, которое можно установить практически на любом устройстве. Другие требуют более сложной конфигурации и специальных настроек.
Для запуска необходимо скачать ПО с официального сайта блокчейна, установить его на ПК и настроить с помощью инструкции.
Далее нужно синхронизировать программу с сетью, чтобы иметь доступ к копии блокчейна и начать участвовать в работе. Этот процесс может занять некоторое время, все зависит от размера блокчейна и скорости соединения.
Будущее нод и их роль в эволюции блокчейна
Ноды – это неотделимая часть всей системы блокчейна, и их роль будет только расти вместе с совершенствованием технологий.
Также может измениться метод связи нод друг с другом. В будущем сети блокчейна могут стать более масштабируемыми, что потребует инновационных решений в организации и работе нод.
Заключение
Ноды – это основа, фундамент децентрализованных сетей. Они обеспечивают безопасность данных, прозрачность сделок и стабильность системы. Их применение делает блокчейн более защищенным. С технической точки зрения нода – это компьютер, который подключен к сети блокчейна и выполняет определенные задачи: хранит копию блокчейна, проверяет правильность транзакции и обменивается информацией с другими нодами в сети. Существуют разные типы нод, каждый из которых имеет свою роль. Например, полные могут обеспечить безопасность сети, майнинг-ноды – добычу новых блоков, а Lightning-ноды выполняют ускоренные транзакции и т.д.
