Подробное руководство по типам узлов блокчейна

Популярность технологии блокчейн растет во всем мире. Компании и частные лица по всему миру используют блокчейн для различных целей.

Будь то криптовалюты, ИТ или здравоохранение, блокчейн расправляет свои крылья во всех измерениях.

Тем не менее, эта концепция все еще нова для большей части населения мира. В то время как многие все еще сомневаются в безопасности и надежности блокчейнов, другие хотят больше изучить эту концепцию.

Если вы заинтересованы в изучении технологии, понимание узлов блокчейна имеет решающее значение. Если вы являетесь энтузиастом бизнеса или блокчейна и хотите разработать безопасное и доступное решение на основе блокчейна, вам помогут знания об узлах блокчейна.

Итак, давайте подробно разберемся с узлами блокчейна и их типами.

Что такое Блокчейн?

Блокчейн — это неизменяемый общий реестр, в котором хранятся транзакции и отслеживаются активы в сети. Это база данных, в которой данные расположены в виде блоков, а не строк и столбцов, как в традиционных базах данных.

Термин «блокчейн» происходит от двух слов — «блок» и «цепочка». Каждая проверенная транзакция или запись в сети блокчейн добавляется в блок с определенным пространством. Если это пространство заполнено, новые проверенные записи добавляются к следующему блоку, присоединенному или «привязанному» к предыдущему блоку с помощью криптографии.

Технология блокчейн была изобретена в 2008 году Сатоши Накамото, личность которого неизвестна.

Его ключевыми элементами являются:

• Децентрализация : Блокчейн — это децентрализованная система, которой не владеет ни один человек, и любой, у кого есть разрешение, может получить к ней доступ. Ее также называют технологией распределенной бухгалтерской книги (DLT), поскольку она представляет собой распределенную бухгалтерскую книгу, содержащую связанные записи и позволяющую пользователям хранить, обмениваться и выполнять одноранговые транзакции.
• Неизменяемость : каждая запись в блокчейне имеет временную метку, чтобы избежать подделки и двойных записей. Если в записи есть ошибка, необходимо добавить новую запись с исправлением, чтобы обе записи были видны.
• Прозрачность : большинство блокчейнов, кроме частных, имеют открытый исходный код и не имеют центрального органа. Следовательно, любой может получить доступ к его коду и предложить изменения, что повышает взаимное доверие и прозрачность между участниками сети.

Технология блокчейн используется в разных отраслях, от банковского дела и финансов до ИТ, цепочки поставок и здравоохранения. Его использование быстро растет, и вы также можете увидеть компании, использующие эту технологию в видеоиграх, смарт-контрактах, проверке документов, платежах и многом другом. Он не только безопасен, экономичен и прост в использовании, но также быстрее и точнее.

Что такое узлы блокчейна?

Узлы блокчейна — это электронные устройства с IP-адресом, подключенные к сети блокчейна через Интернет. Узлы — это конечные точки связи, которые позволяют пользователям взаимодействовать с блокчейном.

Узлы позволяют системе блокчейна работать. Это как детская площадка, где все происходит. Эта игровая площадка состоит из нескольких блокчейн-платформ, которые могут быть частными, общедоступными или гибридными.

Узел блокчейна может выполнять различные функции в зависимости от требований блокчейна. Некоторые из основных задач, которые он может выполнять:

• Содействие общению
• Принятие или отклонение транзакции
• Обработка транзакции
• Управление транзакциями
• Хранение блоков, связанных с криптографией

Зачем нужны узлы блокчейна?

Технология блокчейн обеспечивает целостность данных и повышает доверие к сети. Для этого одна и та же книга распределена по всему миру среди нескольких систем.

Поскольку каждый блок, содержащий данные в цепочке блоков, связан с последующим блоком посредством криптографии, если вы хотите изменить запись или блок, вам нужно будет изменить все последующие блоки. Это сделано для обеспечения точности и согласованности, поскольку каждый блок имеет хэш предыдущего блока.

Итак, представьте, что сеть блокчейнов ограничена одним местом. Хакеру станет проще изменять значения блоков и использовать сеть. Вот почему блокчейн распространяется по всему миру без централизованного администрирования; следовательно, была реализована концепция децентрализации.

Кроме того, каждая подключенная система или узел по всему миру будут совместно использовать одни и те же данные, чтобы сохранить целостность и точность данных сети. Даже если реестр одной системы будет изменен, другие системы, содержащие этот реестр, останутся незапятнанными и будут служить доказательством целостности данных. Такое глобальное распределение блокчейна между несколькими узлами также повышает устойчивость сети к атакам и стихийным бедствиям, одновременно повышая надежность.

Вам нужны узлы блокчейна для:

• Предоставление доступа: узлы блокчейна позволяют пользователям легко получать доступ к реестру блокчейна. Это поможет вам беспрепятственно взаимодействовать с сетью, чтобы вы могли просматривать транзакции, происходящие в сети, просматривать детали транзакций и проверять записи.
• Поддержание блокчейна: узлы поддерживают сеть блокчейна и помогают ей расти. Каждый блок данных в цепочке блоков добавляется в хранилище узла. Затем узлы используются для добавления новых блоков в сеть и синхронизации данных, поддерживая копию реестра. Чтобы окончательно одобрить добавление блока в цепочку блоков, он должен достичь консенсуса большинства участников.
• Обработка транзакций : Когда транзакция происходит в блокчейне, она отправляется на его узлы. Некоторые узлы участвуют в алгоритме консенсуса сети на основе своих ролей, а другие отвечают за ведение записей.

Получив запрос на транзакцию, узел может либо принять, либо отклонить транзакцию. Он может хранить эти данные и отправлять их обратно одноранговым узлам сети. Узел также может обмениваться данными с другими узлами в сети для обеспечения синхронизации.

Как работают узлы блокчейна?

На данный момент мы узнали, что технология блокчейн поддерживает целостность данных. Но то, что действительно скрывается за кулисами, мы узнаем дальше.

Чтобы сохранить целостность данных, каждый в сети должен знать, что каждая транзакция действительна и что нет двойных записей, облегчающих любое мошенничество.

Поскольку нет центрального органа для управления сетью, достижение консенсуса — это способ, которым участники могут проверить, действительны ли транзакции. Сетевые узлы достигают этого среди пользователей и помогают защитить блокчейн.

Консенсус может иметь набор правил для работы блокчейна и подтверждения достоверности данных. Поскольку блокчейн может быть большим с огромным количеством систем и пользователей, для проверки информации в блоках требуется алгоритм консенсуса. Proof of Work (PoW) и Proof of Stake (PoS) — это популярные алгоритмы консенсуса, основанные на узлах (полных узлах) для обеспечения соблюдения сетевых правил и проверки транзакций.

Пример: Биткойн использует алгоритм PoW. Любой может загрузить блокчейн Биткойн и проверить блоки. Это позволяет децентрализовать сеть и повышает ее безопасность. В этой цепочке блоков любой может запустить биткойн-узлы со стабильным подключением к Интернету и соответствующим оборудованием.

Типы узлов блокчейна

Существуют различные типы узлов, обеспечивающие различную функциональность. Даже пользователи, взаимодействующие с сетью блокчейнов, могут называться узлами. Однако не каждое устройство в сети блокчейн является узлом и выполняет одну и ту же функцию.

Узлы в сети блокчейна классифицируются в зависимости от их роли и требований блокчейна. Например, узел может использоваться для ведения записей транзакций, в то время как другие узлы могут не выполнять эту задачу.

Блокчейн может иметь разные узлы для пользователей, клиентов, поставщиков услуг и других.

Давайте посмотрим на различные типы узлов блокчейна.

№1. Полные узлы

Полные узлы отвечают за ведение всех записей транзакций в сети блокчейн. Они считаются серверами блокчейна, где данные хранятся и поддерживаются.

Существует несколько моделей управления блокчейном, под которые могут подпадать полные узлы. Если есть какие-либо улучшения в блокчейне, большинство полных узлов должны быть готовы к этому. Таким образом, можно сделать вывод, что полные узлы получают право голоса для внесения любых изменений в блокчейн.

Однако также могут возникнуть определенные сценарии, когда изменение не реализовано даже после того, как большинство полных узлов согласились на изменение. Это может случиться, когда нужно принять важное решение.

Например, около 52% полных узлов согласны на изменение, а 48% — нет (достаточно близкое число). В таком случае может произойти хард-форк криптовалюты, когда блокчейн будет разделен пополам, а действие не будет обратно совместимым. Когда это произойдет, вновь созданный блокчейн будет работать на основе изменений, предложенных большинством полных узлов, в то время как старый блокчейн продолжит работать, как и раньше.

Существует два типа полных узлов:

Урезанные полные узлы

Сокращенным узлам дается определенный объем памяти для хранения данных. Это означает, что можно добавить любое количество блоков, но полный узел может хранить только ограниченное количество блоков.

Для поддержания реестра обрезанные узлы могут продолжать загрузку блока до тех пор, пока он не достигнет указанного предела. Как только предел достигнут, узел начинает удалять самые старые блоки и освобождать место для новых, чтобы сохранить размер блокчейна. Тем не менее, он не удаляет старые блоки полностью, поскольку их последовательность и метаданные все еще записываются в блокчейне, что соответствует ключевым принципам технологии блокчейна.

Архивные полные узлы

Полные узлы этого типа обычно встречаются в сети блокчейн. Архивные полные узлы поддерживают полную цепочку блоков и отличаются от сокращенных полных узлов объемом памяти. Эти узлы бывают разных типов:

• Узлы майнера: вам нужны определенные узлы для высоких вычислений и решения сложных математических функций для проверки записей. Это требует большой вычислительной мощности и потребляет большое количество энергии в процессе. Узлы майнера идеально подходят для процесса майнинга, который включает алгоритмы консенсуса, такие как Proof of Work.
• Узлы полномочий: любой может стать участником или узлом в общедоступной цепочке блоков, синхронизировав данные цепочки блоков в своих системах. Но в некоторых случаях необходимо администрировать блокчейн и защищать данные. Здесь вступают в игру узлы полномочий. Они используются для авторизации других узлов, желающих присоединиться к сети блокчейн. Они также могут определять права доступа других узлов, если они хотят получить доступ к определенному каналу данных.
• Мастерноды: это полные узлы, у которых нет возможности добавить новый блок в сеть. Они используются для ведения реестра и проверки транзакций.
• Узлы стейкинга: эти узлы проверяют транзакции в сети блокчейн и отвечают за поддержание алгоритма консенсуса. В известном алгоритме Proof of Stake (PoS) узлы ставок используются для ставок или инвестирования своих денег и проверки транзакции. Если им удастся подтвердить транзакцию, они получат взамен некоторое вознаграждение.

Узлы ставок выбираются на основе определенных правил, таких как время, проведенное в сети блокчейна. Эти полные узлы не требуют больших вычислительных мощностей.

№ 2. Легкие узлы

Легкие узлы используются для хранения данных и предоставляют только необходимую информацию для облегчения повседневных задач или обеспечения более быстрых транзакций. Эти узлы также известны как узлы упрощенной проверки платежей (SPV). Эти узлы не проверяют блоки; вместо этого они просто хранят заголовки блоков.

№3. Супер узлы

Суперузлы используются для выполнения определенных специальных задач и реализованы в некоторых блокчейнах. Его можно использовать для установки или поддержания правил блокчейна, внесения изменений в протокол и т. д.

№ 4. Узлы освещения

Узлы освещения создают человека с пользователем, отправляя все транзакции в основной блокчейн. Это облегчает мгновенные транзакции при одновременном снижении затрат, связанных с транзакцией, поскольку нагрузка на сеть снижается.

Эти типы узлов были созданы для решения проблемы перегрузки сети блокчейна, которая задерживает транзакции.

Часто задаваемые вопросы

Вывод

Знание узлов блокчейна и их типов может помочь вам создавать экономичные, безопасные и быстрые приложения для решения проблем ваших клиентов. Таким образом, если вы представляете компанию или частное лицо, желающее изучить технологию блокчейна, эта статья поможет вам понять узлы блокчейна и их важность.