ブロックチェーン ノードの種類に関する詳細なガイド

ブロックチェーン技術の人気は世界中で高まっています。 世界中の企業や個人が、さまざまな目的でブロックチェーンを活用しています。

暗号通貨、IT、ヘルスケアのいずれであっても、ブロックチェーンはあらゆる次元でその翼を広げています。

ただし、この概念は、世界の人口のほとんどにとってまだ新しいものです。 ブロックチェーンのセキュリティと信頼性についてはまだ多くの人が考えを巡らせていますが、他の人はその概念をさらに探求したいと考えています。

テクノロジーの学習に興味がある場合は、ブロックチェーン ノードを理解することが重要です。 安全で手頃な価格のブロックチェーン ベースのソリューションを開発したいと考えているビジネスまたはブロックチェーン愛好家である場合、ブロックチェーン ノードに関する知識が役立ちます。

それでは、ブロックチェーン ノードの詳細とそのタイプを理解しましょう。

ブロックチェーンとは？

ブロックチェーンは、トランザクションを保存し、ネットワーク内の資産を追跡する不変の共有台帳です。 これは、従来のデータベースに見られるように、データが行と列ではなくブロックに配置されているデータベースです。

「ブロックチェーン」という用語は、「ブロック」と「チェーン」という 2 つの単語から派生しています。 ブロックチェーン ネットワークで検証された各トランザクションまたはレコードは、定義されたスペースを持つブロックに追加されます。 このスペースがいっぱいになると、新しい検証済みレコードが、暗号化によって前のブロックに接続または「連鎖」された次のブロックに追加されます。

ブロックチェーン技術は、2008 年にサトシ・ナカモトによって発明されましたが、その正体は不明です。

その主な要素は次のとおりです。

• 分散化: ブロックチェーンは分散型システムであり、個人が所有しておらず、許可があれば誰でもアクセスできます。 関連するレコードを含み、ユーザーがピアツーピアトランザクションを保存、共有、および実行できるようにする分散型台帳であるため、分散型台帳テクノロジ (DLT) とも呼ばれます。
• 不変性: ブロックチェーンの各レコードには、改ざんや二重記録を避けるためにタイムスタンプが付けられます。 レコードにエラーがある場合は、両方のレコードが表示されるように、修正された新しいレコードを追加する必要があります。
• 透明性: プライベートなものを除いて、ほとんどのブロックチェーンはオープンソースであり、中央の権限はありません。 したがって、誰でもそのコードにアクセスして変更を提案できるため、ネットワークのメンバー間の相互の信頼と透明性が向上します。

ブロックチェーン技術は、銀行や金融から IT、サプライ チェーン、ヘルスケアまで、さまざまな業界で使用されています。 その使用は急速に拡大しており、ビデオ ゲーム、スマート コントラクト、ドキュメントの検証、支払いなどでこのテクノロジを使用している企業も見られます。 安全で、費用対効果が高く、使いやすいだけでなく、より高速で正確です。

ブロックチェーンノードとは?

ブロックチェーン ノードは、IP アドレスを持つ電子デバイスであり、インターネット経由でブロックチェーン ネットワークに接続されています。 ノードは、ユーザーがブロックチェーンと対話できるようにする通信エンドポイントです。

ノードは、ブロックチェーン システムの実行を可能にします。 それはすべてが起こる遊び場のようなものです。 このプレイグラウンドは、プライベート、パブリック、またはハイブリッドの複数のブロックチェーン プラットフォームで構成されています。

ブロックチェーン ノードは、ブロックチェーンの要件に基づいてさまざまな機能を実行できます。 実行できる基本的なタスクの一部は次のとおりです。

• コミュニケーションの促進
• 取引の承認または拒否
• トランザクションの処理
• トランザクションの管理
• 暗号化されたブロックを保存する

なぜブロックチェーンノードが必要なのですか?

ブロックチェーン技術はデータの完全性を確保し、ネットワークの信頼性を高めます。 このため、同じ台帳が複数のシステム間でグローバルに分散されます。

ブロックチェーン内のデータを含むすべてのブロックは、暗号化によって後続のブロックに接続されるため、レコードまたはブロックを変更する場合は、後続のすべてのブロックを変更する必要があります。 各ブロックには前のブロックのハッシュがあるため、精度と一貫性を維持するために行われます。

したがって、ブロックチェーン ネットワークが 1 つの場所に限定されている場合を想像してみてください。 ハッカーがブロック値を変更してネットワークを悪用することが容易になります。 これが、ブロックチェーンを管理する中央ハブがなく、世界中に分散されている理由です。 したがって、分散化の概念が実装されました。

さらに、世界中に広がるすべての接続されたシステムまたはノードは、ネットワークのデータの完全性と正確性を維持するために、同じデータを共有します。 1 つのシステムの台帳が変更されたとしても、この台帳を含む他のシステムは汚されず、データの完全性の証明として機能します。 ブロックチェーンを複数のノードにグローバルに分散させることで、信頼性を高めながら、攻撃や自然災害に対するネットワークの回復力も強化します。

次の目的でブロックチェーン ノードが必要です。

• アクセスの有効化:ブロックチェーン ノードにより、ユーザーはブロックチェーン台帳に簡単にアクセスできます。 ネットワークとシームレスにやり取りできるため、ネットワークで発生しているトランザクションを表示したり、トランザクションの詳細を確認したり、記録を確認したりできます。
• ブロックチェーンの維持:ノードはブロックチェーン ネットワークを維持し、その成長を助けます。 ブロックチェーン内の各データ ブロックは、ノードのストレージに追加されます。 次に、ノードを使用して新しいブロックをネットワークに追加し、データを同期して台帳のコピーを維持します。 ブロックチェーンにブロックを追加することを最終的に承認するには、メンバーの過半数によるコンセンサスを達成する必要があります。
• トランザクション処理: ブロックチェーンでトランザクションが発生すると、そのノードに送信されます。 一部のノードは、その役割に基づいてネットワークのコンセンサス アルゴリズムに参加しますが、他のノードは記録管理を担当します。

トランザクション要求を受信すると、ノードはトランザクションを受け入れるか拒否することができます。 このデータを保存して、ネットワークのピアに送り返すことができます。 ノードは、ネットワーク内の他のノードとデータを共有して、同期を促進することもできます。

ブロックチェーンノードはどのように機能しますか?

これまでのところ、ブロックチェーン技術がデータの完全性を維持していることを学びました。 しかし、実際にカーテンの後ろにあるのは、次に学ぶことです。

データの整合性を維持するために、ネットワーク内の全員が、各トランザクションが有効であり、不正行為を助長する二重記録がないことを認識している必要があります。

ネットワークを管理する中央機関がないため、コンセンサスを達成することは、メンバーがトランザクションが有効かどうかを確認できる方法です。 ネットワーク ノードは、ユーザー間でこれを実現し、ブロックチェーンを保護するのに役立ちます。

コンセンサスには、ブロックチェーンが動作し、データの有効性を確認するための一連のルールを含めることができます。 ブロックチェーンは膨大な数のシステムとユーザーで大規模になる可能性があるため、ブロック内の情報を検証するにはコンセンサス アルゴリズムが必要です。 プルーフ オブ ワーク (PoW) とプルーフ オブ ステーク (PoS) は、ノード (フル ノード) に依存してネットワーク ルールを適用し、トランザクションを検証する一般的なコンセンサス アルゴリズムです。

例:ビットコインは PoW アルゴリズムを使用します。 誰でもビットコイン ブロックチェーンをダウンロードしてブロックを検証できます。 これにより、ネットワークの分散化が可能になり、セキュリティが向上します。 このブロックチェーンでは、安定したインターネット接続と適切なハードウェアがあれば、誰でもビットコイン ノードを実行できます。

ブロックチェーン ノードの種類

さまざまな機能を提供するさまざまなタイプのノードがあります。 ブロックチェーン ネットワークと対話するユーザーでさえ、ノードと呼ぶことができます。 ただし、ブロックチェーン ネットワーク内のすべてのデバイスがノードであり、同じ機能を実行するわけではありません。

ブロックチェーン ネットワーク内のノードは、その役割とブロックチェーンの要件に応じて分類されます。 たとえば、あるノードを使用してトランザクション レコードを維持できますが、他のノードはこのタスクを実行しない場合があります。

ブロックチェーンは、ユーザー、クライアント、サービス プロバイダーなどに対してさまざまなノードを持つことができます。

さまざまなタイプのブロックチェーン ノードを見てみましょう。

＃1。 フルノード

フル ノードは、ブロックチェーン ネットワーク内のトランザクション レコード全体を維持する責任があります。 それらは、データが保存および維持されるブロックチェーンのサーバーと見なされます。

フルノードが属することができるブロックチェーンのガバナンスモデルがいくつかあります。 ブロックチェーンに改善が必要な場合は、フルノードの大部分がそれに対応する準備ができている必要があります。 したがって、ブロックチェーンに変更を加えるために、フルノードに投票権が与えられていると結論付けることができます。

ただし、完全なノードの大部分が変更に同意した後でも、変更が実装されていない場合にも、特定のシナリオが発生する可能性があります。 大きな決断をしなければならないときに起こります。

たとえば、フル ノードの約 52% が変更に同意しますが、48% は同意しません (これは十分に近い数値です)。 このような場合、ブロックチェーンが半分に分割され、アクションに下位互換性がない場所で、仮想通貨のハード フォークが発生する可能性があります。 これが発生すると、新しく作成されたブロックチェーンは、大多数のフル ノードによって提案された変更に基づいて機能しますが、古いブロックチェーンは以前と同様に機能し続けます。

フル ノードには次の 2 種類があります。

プルーニングされたフル ノード

プルーニングされたノードには、データを保存するための特定のメモリ容量が与えられます。 これは、任意の数のブロックを追加できることを意味しますが、完全なノードは限られた数のブロックしか保存できません。

台帳を維持するために、プルーニングされたノードは、指定された制限に達するまでブロックをダウンロードし続けることができます。 制限に達すると、ノードはブロックチェーンのサイズを維持するために、最も古いブロックの削除と新しいブロック用のスペースの作成を開始します。 それにもかかわらず、古いブロックを完全に削除するわけではありません。その理由は、それらのシーケンスとメタデータがまだブロックチェーンに記録されており、ブロックチェーンの技術の主要な原則に準拠しているからです。

アーカイブ フル ノード

このタイプのフル ノードは、ブロックチェーン ネットワークでよく見られます。 アーカイブ フル ノードは完全なブロックチェーンを維持し、プルーニングされたフル ノードとはメモリ容量の点で異なります。 これらのノードはさまざまなタイプです。

• マイナーノード:レコードを検証するために、高度な計算と複雑な数学関数を解くために特定のノードが必要です。 これには大量の計算能力が必要であり、その過程で大量のエネルギーを消費します。 マイナー ノードは、Proof of Work などのコンセンサス アルゴリズムを含むマイニング プロセスに最適です。
• 権限ノード: システム内のブロックチェーン データを同期することにより、誰でもパブリック ブロックチェーンのメンバーまたはノードになることができます。 しかし場合によっては、ブロックチェーンを管理し、データを保護する必要があります。 ここで、権限ノードの出番です。 それらは、ブロックチェーン ネットワークに参加したい他のノードを承認するために使用されます。 特定のデータ チャネルにアクセスする場合は、他のノードのアクセス許可を定義することもできます。
• マスターノード:ネットワークに新しいブロックを追加する権限のない完全なノードです。 それらは元帳を維持し、取引を確認するために使用されます。
• ステーキング ノード:これらのノードは、ブロックチェーン ネットワーク内のトランザクションを検証し、コンセンサス アルゴリズムの維持を担当します。 有名なアルゴリズムであるプルーフ オブ ステーク (PoS) では、ステーキング ノードを使用して、お金を賭けたり投資したり、トランザクションを検証したりします。 彼らがトランザクションの検証に成功した場合、彼らは見返りにいくつかの報酬を受け取ります.

ステーキング ノードは、ブロックチェーン ネットワークで費やされた時間などの定義されたルールに基づいて選択されます。 これらの完全なノードは、重い計算能力を必要としません。

＃2。 ライト ノード

ライト ノードは、データを保存するために使用され、毎日のタスクを容易にしたり、トランザクションを高速化したりするために必要な情報のみを提供します。 これらのノードは、Simplified Payment Verification (SPV) ノードとも呼ばれます。 これらのノードはブロックを検証しません。 代わりに、ブロックのヘッダーを格納するだけです。

＃3。 スーパーノード

スーパーノードは、特定の特別なタスクを実行するために使用され、一部のブロックチェーンに実装されています。 ブロックチェーンのルールを設定または維持したり、プロトコルの変更を実装したりするために使用できます。

＃4。 照明ノード

照明ノードは、ユーザーと個人を構築し、すべてのトランザクションをメインのブロックチェーンにプッシュします。 これにより、ネットワーク上の負荷が軽減されるため、トランザクションにかかるコストを削減しながら、瞬時のトランザクションが容易になります。

これらのタイプのノードは、トランザクションを遅らせるブロックチェーン ネットワークの輻輳の問題を解決するために作成されました。

よくある質問

結論

ブロックチェーン ノードとそのタイプに関する知識は、費用対効果が高く、安全で高速なアプリケーションを作成して、顧客の問題点を解決するのに役立ちます。 したがって、ブロックチェーン技術を探求したい企業または個人の場合、この記事はブロックチェーン ノードとその重要性を理解するのに役立ちます。