Dogłębny przewodnik po typach węzłów Blockchain

Popularność technologii blockchain rośnie na całym świecie. Firmy i osoby prywatne na całym świecie wykorzystują blockchain do różnych celów.

Niezależnie od tego, czy chodzi o kryptowaluty, IT czy opiekę zdrowotną, blockchain rozwija skrzydła w każdym wymiarze.

Jednak ta koncepcja jest wciąż nowa dla większości światowej populacji. Podczas gdy wielu wciąż ma wątpliwości co do bezpieczeństwa i wiarygodności łańcuchów bloków, inni chcą dokładniej zbadać tę koncepcję.

Jeśli chcesz poznać technologię, zrozumienie węzłów łańcucha bloków ma kluczowe znaczenie. Jeśli jesteś entuzjastą biznesu lub łańcucha bloków, który chce opracować bezpieczne i niedrogie rozwiązanie oparte na łańcuchu bloków, wiedza o węzłach łańcucha bloków pomoże ci.

Przyjrzyjmy się więc dogłębnie węzłom blockchain i ich typom.

Co to jest Blockchain?

Blockchain to niezmienna wspólna księga przechowująca transakcje i śledząca aktywa w sieci. Jest to baza danych, w której dane są ułożone w bloki zamiast wierszy i kolumn, jak w tradycyjnych bazach danych.

Termin „blockchain” pochodzi od dwóch słów – „blok” i „łańcuch”. Każda zweryfikowana transakcja lub rekord w sieci blockchain jest dodawana do bloku o określonej przestrzeni. Jeśli to miejsce jest wypełnione, nowe zweryfikowane rekordy są dodawane do następnego bloku dołączonego lub „powiązanego” z poprzednim blokiem za pomocą kryptografii.

Technologia Blockchain została wynaleziona w 2008 roku przez Satoshi Nakamoto, którego tożsamość jest nieznana.

Jego kluczowymi elementami są:

• Decentralizacja : Blockchain to zdecentralizowany system, którego nie posiada żadna osoba i każdy, kto ma pozwolenie, może uzyskać do niego dostęp. Nazywa się to również technologią rozproszonej księgi rachunkowej (DLT), ponieważ jest to rozproszona księga zawierająca powiązane rekordy i umożliwiająca użytkownikom przechowywanie, udostępnianie i wykonywanie transakcji peer-to-peer.
• Niezmienność : każdy rekord w łańcuchu bloków jest oznaczony znacznikiem czasu, aby uniknąć manipulacji i podwójnych rekordów. Jeśli w rekordzie jest błąd, należy dodać nowy rekord z poprawką, aby oba rekordy były widoczne.
• Przejrzystość : większość łańcuchów bloków, z wyjątkiem prywatnych, to otwarte źródła bez centralnego organu. Dzięki temu każdy może uzyskać dostęp do jego kodu i zasugerować zmiany, co zwiększa wzajemne zaufanie i przejrzystość między członkami sieci.

Technologia Blockchain jest wykorzystywana w różnych branżach, od bankowości i finansów po IT, łańcuch dostaw i opiekę zdrowotną. Jego wykorzystanie szybko rośnie, a firmy wykorzystują tę technologię w grach wideo, inteligentnych kontraktach, weryfikacji dokumentów, płatnościach i nie tylko. Jest nie tylko bezpieczny, ekonomiczny i łatwy w użyciu, ale także szybszy i dokładniejszy.

Czym są węzły blockchain?

Węzły Blockchain to urządzenia elektroniczne posiadające adres IP i podłączone do sieci blockchain za pośrednictwem Internetu. Węzły to punkty końcowe komunikacji, które umożliwiają użytkownikom interakcję z łańcuchem bloków.

Węzły umożliwiają wykonanie systemu blockchain. To jest jak plac zabaw, na którym wszystko się dzieje. Ten plac zabaw składa się z wielu platform blockchain, które mogą być prywatne, publiczne lub hybrydowe.

Węzeł łańcucha bloków może wykonywać różne funkcje w zależności od wymagań łańcucha bloków. Niektóre z podstawowych zadań, które może wykonywać, to:

• Ułatwienie komunikacji
• Akceptacja lub odrzucenie transakcji
• Przetwarzanie transakcji
• Zarządzanie transakcjami
• Przechowywanie bloków związanych z kryptografią

Dlaczego potrzebujesz węzłów blockchain?

Technologia Blockchain zapewnia integralność danych i zwiększa wiarygodność sieci. W tym celu ta sama księga jest dystrybuowana globalnie do wielu systemów.

Ponieważ każdy blok zawierający dane w łańcuchu blokowym jest połączony z kolejnym blokiem za pomocą kryptografii, jeśli chcesz zmienić rekord lub blok, będziesz musiał zmienić wszystkie kolejne bloki. Ma to na celu zachowanie dokładności i spójności, ponieważ każdy blok ma skrót poprzedniego bloku.

Wyobraź sobie więc, że sieć blockchain jest ograniczona do jednego miejsca. Hakerom łatwiej będzie modyfikować wartości bloków i wykorzystywać sieć. Właśnie dlatego blockchain jest dystrybuowany na całym świecie bez centralnego centrum zarządzającego nim; stąd koncepcja decentralizacji została wdrożona.

Co więcej, każdy podłączony system lub węzeł na całym świecie będzie współdzielić te same dane, aby zachować integralność i dokładność danych w sieci. Nawet jeśli księga jednego systemu zostanie zmodyfikowana, inne systemy zawierające tę księgę pozostaną nieskalane i będą działać jako dowód integralności danych. Ta globalna dystrybucja łańcucha bloków między kilkoma węzłami zwiększa również odporność sieci na ataki i klęski żywiołowe, jednocześnie zwiększając wiarygodność.

Potrzebujesz węzłów blockchain do:

• Umożliwienie dostępu: węzły Blockchain umożliwiają użytkownikom łatwy dostęp do księgi blockchain. Pomoże ci to bezproblemowo wchodzić w interakcję z siecią, dzięki czemu możesz przeglądać transakcje zachodzące w sieci, przeglądać szczegóły transakcji i weryfikować zapisy.
• Utrzymanie łańcucha bloków: Węzły utrzymują sieć łańcuchów bloków i pomagają w jej rozwoju. Każdy blok danych w łańcuchu blokowym jest dodawany do magazynu węzła. Następnie węzły służą do dodawania nowych bloków do sieci i synchronizacji danych, zachowując kopię księgi. Aby ostatecznie zatwierdzić blok, który ma zostać dodany do łańcucha bloków, musi osiągnąć konsensus większości członków.
• Przetwarzanie transakcji : Kiedy transakcja ma miejsce w łańcuchu blokowym, jest wysyłana do jego węzłów. Niektóre węzły uczestniczą w algorytmie konsensusu sieci w oparciu o swoje role, podczas gdy inne są odpowiedzialne za prowadzenie rejestrów.

Po otrzymaniu żądania transakcji węzeł może zaakceptować lub odrzucić transakcję. Może przechowywać te dane i wysyłać je z powrotem do rówieśników w sieci. Węzeł może również udostępniać dane innym węzłom w sieci w celu promowania synchronizacji.

Jak działają węzły blockchain?

Do tej pory dowiedzieliśmy się, że technologia blockchain utrzymuje integralność danych. Ale to, co naprawdę kryje się za kurtyną, jest tym, czego dowiemy się dalej.

Aby zachować integralność danych, wszyscy w sieci muszą wiedzieć, że każda transakcja jest ważna i że nie ma podwójnych zapisów ułatwiających oszustwa.

Ponieważ nie ma centralnego organu do zarządzania siecią, osiągnięcie konsensusu jest sposobem, w jaki członkowie mogą zweryfikować, czy transakcje są ważne, czy nie. Węzły sieciowe osiągają to wśród użytkowników i pomagają zabezpieczyć blockchain.

Konsensus może mieć zestaw reguł działania łańcucha blokowego i potwierdzać ważność danych. Ponieważ blockchain może być duży z ogromną liczbą systemów i użytkowników, wymagany jest algorytm konsensusu do sprawdzania poprawności informacji w blokach. Proof of Work (PoW) i Proof of Stake (PoS) to popularne algorytmy konsensusu, które polegają na węzłach (pełnych węzłach) w celu egzekwowania reguł sieciowych i sprawdzania poprawności transakcji.

Przykład: Bitcoin używa algorytmu PoW. Każdy może pobrać łańcuch blokowy Bitcoin i zweryfikować bloki. Pozwala to na zdecentralizowanie sieci i zwiększa jej bezpieczeństwo. W tym łańcuchu blokowym każdy może uruchomić węzły bitcoin ze stabilnym połączeniem internetowym i odpowiednim sprzętem.

Rodzaje węzłów Blockchain

Istnieją różne typy węzłów zapewniających różne funkcje. Nawet użytkowników wchodzących w interakcję z siecią blockchain można nazwać węzłami. Jednak nie każde urządzenie w sieci blockchain jest węzłem i wykonuje tę samą funkcję.

Węzły w sieci blockchain są klasyfikowane w zależności od ich ról i wymagań łańcucha bloków. Na przykład węzeł może służyć do przechowywania rekordów transakcji, podczas gdy inne węzły mogą nie wykonywać tego zadania.

Blockchain może mieć różne węzły dla użytkowników, klientów, dostawców usług i innych.

Przyjrzyjmy się różnym typom węzłów blockchain.

# 1. Pełne węzły

Pełne węzły są odpowiedzialne za utrzymywanie wszystkich rekordów transakcji w sieci blockchain. Są one uważane za serwery łańcucha bloków, na których dane są przechowywane i utrzymywane.

Istnieje kilka modeli zarządzania łańcuchem bloków, którym mogą podlegać pełne węzły. Jeśli w blockchainie trzeba wprowadzić jakieś ulepszenia, większość pełnych węzłów musi być na to gotowa. Można więc wywnioskować, że pełne węzły otrzymują prawo głosu w celu dokonywania jakichkolwiek zmian w łańcuchu bloków.

Jednak niektóre scenariusze mogą również wystąpić, gdy zmiana nie zostanie zaimplementowana, nawet jeśli większość pełnych węzłów zgodzi się na zmianę. Może się to zdarzyć, gdy trzeba podjąć ważną decyzję.

Na przykład około 52% pełnych węzłów zgadza się na zmianę, ale 48% nie (co jest wystarczającą liczbą). W takim przypadku może dojść do hard forka kryptowaluty, w którym blockchain zostałby podzielony na pół, a działanie nie jest wstecznie kompatybilne. Kiedy tak się stanie, nowo utworzony blockchain będzie działał w oparciu o zmiany sugerowane przez większość pełnych węzłów, podczas gdy stary blockchain będzie działał tak jak wcześniej.

Istnieją dwa rodzaje pełnych węzłów:

Przycięte pełne węzły

Przycięte węzły otrzymują określoną pojemność pamięci do przechowywania danych. Oznacza to, że można dodać dowolną liczbę bloków, ale pełny węzeł może przechowywać tylko ograniczoną liczbę bloków.

Aby utrzymać księgę, przycięte węzły mogą nadal pobierać blok, dopóki nie osiągnie określonego limitu. Po osiągnięciu limitu węzeł zaczyna usuwać najstarsze bloki i robić miejsce na nowe, aby utrzymać rozmiar łańcucha bloków. Niemniej jednak nie usuwa całkowicie starych bloków, ponieważ ich sekwencja i metadane są nadal zapisywane w łańcuchu bloków, zgodnie z kluczowymi zasadami technologii Blockchain.

Archiwalne pełne węzły

Pełne węzły tego typu są powszechnie spotykane w sieci blockchain. Archiwalne pełne węzły utrzymują kompletny łańcuch blokowy i różnią się od przyciętych pełnych węzłów pod względem pojemności pamięci. Te węzły są różnych typów:

• Węzły górnicze: potrzebujesz pewnych węzłów do zaawansowanych obliczeń i rozwiązywania skomplikowanych funkcji matematycznych w celu weryfikacji rekordów. Wymaga to dużej mocy obliczeniowej i zużywa dużą ilość energii w procesie. Węzły górnicze są idealne do procesu wydobywania, który obejmuje algorytmy konsensusu, takie jak Proof of Work.
• Węzły władzy: Każdy może zostać członkiem lub węzłem publicznego łańcucha bloków, synchronizując dane łańcucha bloków w swoich systemach. Ale w niektórych przypadkach blockchain musi być administrowany, a dane muszą być zabezpieczone. W tym miejscu do gry wchodzą węzły uprawnień. Służą do autoryzacji innych węzłów chcących dołączyć do sieci blockchain. Mogą również definiować uprawnienia dostępu innych węzłów, jeśli chcą uzyskać dostęp do określonego kanału danych.
• Masternody: Są to pełne węzły bez mocy, aby dodać nowy blok do sieci. Służą do prowadzenia księgi i weryfikacji transakcji.
• Węzły stakingowe: Węzły te weryfikują transakcje w sieci blockchain i są odpowiedzialne za utrzymanie algorytmu konsensusu. W słynnym algorytmie – Proof of Stake (PoS), węzły stakingowe służą do stakowania lub inwestowania swoich pieniędzy i weryfikacji transakcji. Jeśli uda im się zweryfikować transakcję, otrzymają w zamian pewne nagrody.

Węzły stakingowe są wybierane na podstawie zdefiniowanych reguł, takich jak czas spędzony w sieci blockchain. Te pełne węzły nie wymagają dużej mocy obliczeniowej.

#2. Węzły światła

Lekkie węzły służą do przechowywania danych i dostarczają tylko niezbędnych informacji w celu ułatwienia codziennych zadań lub umożliwienia szybszych transakcji. Te węzły są również znane jako węzły uproszczonej weryfikacji płatności (SPV). Te węzły nie sprawdzają poprawności bloków; zamiast tego po prostu przechowują nagłówki bloków.

#3. Super węzły

Super węzły służą do wykonywania określonych zadań specjalnych i są zaimplementowane w niektórych łańcuchach bloków. Może służyć do ustalania lub utrzymywania reguł łańcucha bloków, wprowadzania zmian w protokole itp.

#4. Węzły oświetlenia

Węzły oświetleniowe budują jednostkę z użytkownikiem, wypychając wszystkie transakcje do głównego łańcucha bloków. Ułatwia to natychmiastowe transakcje przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów związanych z transakcją, ponieważ obciążenie sieci zostaje zmniejszone.

Tego typu węzły zostały stworzone, aby rozwiązać problem przeciążenia sieci blockchain, które opóźnia transakcje.

Często zadawane pytania

Wniosek

Znajomość węzłów łańcucha bloków i ich typów może pomóc w tworzeniu ekonomicznych, bezpiecznych i szybszych aplikacji, które rozwiążą problemy klientów. Tak więc, jeśli jesteś firmą lub osobą fizyczną, która chce poznać technologię blockchain, ten artykuł pomoże ci zrozumieć węzły blockchain i ich znaczenie.