Рубрики
Статьи

Что Такое нода: Разновидности и Функции нод в Блокчейн-сети и Криптовалюте

Продолжаем знакомиться с терминологией и устройством системы криптовалют. Из текста данной статьи вы узнаете, что такое нода, какова ее функция в блокчейн сети или в криптовалюте, например, Биткоин. Мы также расскажем вам, какой бывает нода и для чего она служит. Итак, начнем!

Что такое нода?

Название «нода» происходит от латинского слова «nodus», означающего «узел». В данном контексте нодой является любой участник сети цифровой валюты. Говоря иначе, нода представляет собой компьютер любого пользователя, на который установлено приложение, имеющее отношение к конкретной криптовалюте, например, активный биткоин-кошелек или ПО для подключения к майнинг-пулу для добычи биткоин и других монет. Связанные между собой компьютеры (ноды) создают криптовалютную сеть.

То есть любой клиент системы блокчейн с функцией кошелька — нода. А каждый компьютер любого держателя криптовалюты — это узел. Любой майнер — так же нода, но не все узлы являются майнерами. При этом не будут нодами бумажный, аппаратный кошелек, а онлайн-кошелек лишь подключается через сервисы к нодам и служит передаче данных.

Существует много разновидностей нод. Ноды бывают виртуальными (подключаются через сторонние сервисы), архивными или легкими, которые не хранят полную запись блокчейна, и прочими.

Ноды в блокчейне

Нода лежит в основе сети блокчейн. Чем выше количество узлов, тем больше защищенность сети. В отдельных распределенных реестрах не пользуются майнерами для защиты, прибегая к другим способам, но сеть криптовалюты не функционирует без нод, в частности без полных нод. Ведь главная функция полных нод, на которой мы подробно остановимся ниже, заключается в хранении всей «бухгалтерской» информации о проведенных транзакциях и обновлении этих данных в результате синхронизации.

Как правило, нода представляет собой реальный компьютер с подключением к сети Интернет, где создан кошелек. Данный клиент синхронизируется с сетью блокчейн, то есть с прочими пользователями сети. То есть, любая нода хранит идентичную другим запись реестра.

Главное правило функционирования нод в блокчейне заключается в следующем: для обмена информацией требуется, чтобы ноды были подключены к одной «peer-to-peer» сети.

Роль нод при исполнении P2P-протоколов

В основе технологии блокчейн лежит протокол «peer-to-peer», подразумевающий равноправие каждого узла P2P-сети. Протокол peer-to-peer служит для обмена информацией между участниками децентрализованной сети напрямую. То есть блокчейн — это совокупность равноправных нод. В данном случае каждый компьютер являет из себя ноду. Все узлы постоянно взаимодействуют между собой, обеспечивая стабильность сети конкретной криптовалюты, оказывая безвозмездные услуги по поддержке блокчейна. Большее количество нод обеспечивает и лучшую защиту, более крупный масштаб, быстрые транзакции.

Ноды, помимо прочего, осуществляют и майнинг. Чтобы оказывать такие услуги, заключающиеся в создании блоков и контроле транзакций, требуются значительные вычислительные ресурсы, которыми не обладает обычный компьютер. А потому оказанием услуг сети занимаются преимущественно майнинг-фермы, работающие на ASIC-ах.

Но существуют и более легкие блокчейн-сети, для заработка в которых требуется лишь установка специального ПО на компьютер или использование веб-сервера. Сетевыми узлами используется одинаковый P2P-протокол. Чтобы сохранить совместимость, им необходимы регулярная синхронизация и обновление.

Для чего необходима нода?

Нода, осуществляющая взаимодействие с прочими участниками сети блокчейн, выполняет следующие функции:

  • Обеспечение следования консенсусу в сети;
  • Обмена информацией о проведенных транзакциях и суммах операций;
  • Хранения записи о транзакциях.

Особенность блокчейна состоит в дезентрализации, то есть отсутствии управляющего органа или расположенного где-то единого сервера. Главное внимание уделяется консенсусу среди пользователей сети, ведь каждый из них одинаково значим для обеспечения ее безопасного и целостного функционирования.

Как прийти к консенсусу в сети блокчейн?

Криптовалюта, например, биткоин, работает в децентрализованной P2P-сети. Чтобы избежать проблем в согласовании каких-либо действий большим числом пользователей, разработаны особые правила, согласно которым функционирует сеть блокчейн, а также подтверждается достоверность информации в блоках. Соблюдение этих правил и приводит к консенсусу в сети.

Обеспечивают соблюдение консенсуса и проверку транзакций полные ноды. Поскольку в сети P2P все узлы равноправны, любой из них может стать полноценным и выполнять функции полных нод.

Например, в сети биткоин любой пользователь может загрузить полную копию блокчейна и осуществлять проверку блоков, тем самым обеспечивая безопасность сети, где, итак, один из самых высоких уровней децентрализации и безопасности.

Каким бывает узел

В сети биткоин задействованы два типа нод — полные ноды (Full Nodes) и облегченные ноды (Light nodes):

  • Полная нода — проверяет данные, хранит полную запись истории блокчейна, данные о всех созданных блоках, являясь гарантом безопасности и точности данных в блок-цепи;
  • Облегченная нода, или узел SPV (Simple Payment Verification) — любой участник сети, который, чтобы синхронизировать данные и участвовать в системе, должен подключиться к полным нодам. Облегченную нодой является, например, криптовалютный кошелек, так как он загружает не всю копию блокчейна, а лишь заголовки блоков, экономя место на компьютерах пользователей.

Кроме полных нод, а также облегченных узлов, в блокчейне существуют и другие их разновидности, такие как майнинг-ноды, виртуальные, архивные, обрезанные ноды и прочие. Данные узлы отличаются по функционалу.

Читайте нашу статью далее, и вы узнаете о различных типах нод подробнее.

Полные ноды (Full Nodes)

Полные ноды выполняют роль сервера для сети, а также надежного кошелька для ваших цифровых активов. Их главные задачи состоят в поддержании консенсуса среди всех узлов сети и проверке данных транзакций. Данные узлы также осуществляют хранение полной информации блокчейна, что повышает их безопасность и делает возможным настройку особых функций, таких как частные и мгновенные транзакции. Таким образом, полные ноды обеспечивают функционирование сети криптовалюты, защищая сеть от вирусных атак и мошеннических действий третьих лиц.

Кроме того, когда речь идет о будущем развитии сети, полные ноды участвуют в принятии окончательного решения, для которого необходимо более 51% голосов. Если участники сети не смогли прийти к соглашению, следствием этого часто становится хард-форк, в результате которого создаются две цепи. Самый известный пример хард-форка — форк Биткоин Кэш.

Обрезанная полная нода (Pruned Full Node)

Особенность обрезанных полных нод состоит в установленных ограничениях на жестком диске, при которых от первоначальной полной загрузки блоков впоследствии остаются только последние блоки, а старые удаляются после проверки с сохранением заголовков и размещения цепи блоков.

Обрезанная полная нода сохраняет функционал обычных полных нод, так же проверяют транзакции, обеспечивают безопасность и участвуют в голосовании о принятии предложения.

Архивные полные ноды (Archival Full Nodes)

Архивная полная нода обеспечивает хранение в базе данных на своем сервере полной информации блокчейна. Ее основная задача состоит в поддержании консенсуса и проверке блоков. Архивная полная нода займет больше пространства на сервере или компьютере, чем обрезанная.

Архивные полные ноды также различаются набором функций: есть ноды, которые добавляют новые блоки в цепочку, а также узлы, не способные на создание новых блоков.

Сначала рассмотрим главных участников блокчейна — узлы, способные генерировать новые блоки. Для его работы необходим хотя бы один архивный узел.

Майнинг ноды (Mining Nodes)

Каждый майнер представляет собой ноду (полную или облегченную) и стремится доказать, что выполнил работу по решению криптографической задачи для создания блока (Proof of Work). Чтобы иметь возможность добавлять новые блоки, майнер должен подключить полную архивную ноду и узнать необходимые данные о текущем состоянии цепи блоков, которые требуются для генерации нового блока. Он также может запросить эти данные у других полных нод, передав информацию в систему для проверки полными нодами. Только после получения одобрения других полных узлов и признания блока валидным, майнеры имеют право на добавление блока в существующую цепочку и получение вознаграждения за формирование блока в виде монет. Присоединение к майнинг-пулу повышает скорость добычи блоков и получения вознаграждения. При этом, для майнинга требуются значительные мощности, начальные вложения, а также огромные расходы на электроэнергию. В этом соло-майнеры не могут конкурировать с огромными дата-центрами, работающими на ASIC-ах.

Ноды ставок (Staking Nodes)

Ставка представляет собой депозит монет, с которого участник сети получает вознаграждение в виде процентов. Идея ноды ставок заключается в том, что право на создание блока и вознаграждения за блок майнеры получают согласно заранее оговоренным правилам и фактору удачи. Последний определяется исходя из продолжительности ставки, количества монет, их соотношения к доступным в сети.

Содержание ноды-ставки не требует дорогостоящего оборудования, да и барьер для входа, как правило, невысокий, но, чтобы сделать ставку, требуется представлять собой полную архивную ноду, подключить кошелек для криптовалюты и сохранить всю копию блокчейна на своем ПК или сервере. Задачей узлов ставок, так же как и в целом полных нод, является генерация и проверка новых блоков, распространение информации среди всех пользователей сети.

Система, основанная на нодах ставок и факторе удачи, экономит время на транзакциях и позволяет использовать аппаратные устройства в качестве кошелька, но является более уязвимой и имеет проблемы с децентрализацией, связанные с тем, что киты, например, крупная компания, может скупить все монеты. Чтобы избавиться от этого недостатка, используются такие алгоритмы в консенсусе, как Delegated Proof of Stake, Delegated Byzantine Fault Tolerance, Proof of Believability, Proof of importance и прочие. Используя данные алгоритмы, система строго ограничивает количество узлов, точное число которых определяется разработчиком или сообществом.

Мастерноды (Masternodes)

В отличие от полных узлов, мастерноды не могут создавать новые блоки и добавлять их в сеть. Их основная задача — защита сети, обработка и учет транзакций. Система мастернод тоже участвует в голосовании по вопросам развития сети. Главное преимущество, которое дает вам запуск мастер-ноды — получение части вознаграждения наравне с майнерами за найденный блок, поэтому содержание главного узла — довольно прибыльное дело.

Содержание главной ноды требует мощного оборудования, конечно, не совсем майнинг-фермы или ASIC-ка. Помимо этого вам необходимо находиться в сети круглосуточно, обеспечить бесперебойное функционирование главного узла, а также внести на кошелек и заморозить залог в виде части монет сети.

Создание мастер-узла возможно не только на своем компьютере, но и через хостинг на виртуальном сервере. Удаленную ноду-сервер можно где-то арендовать, обеспечив нужную сумму для залога, поместив ее на локальный или аппаратный кошелек.

Облегченные узлы (Lightweight SPV Nodes)

Еще один тип узлов — «легкий» узел блокчейна, или узел простой проверки транзакций. Узлы Simplified Payment Verification участвуют в повседневных криптографических операциях и проверке платежей, передавая транзакции через удаленные полные ноды и запрашивая информацию о блоках, прежде чем добавить новый блок.

Данный тип узлов — это конечные точки связи, в их задачу не входит обработка транзакций и защита сети. Недостаток такого узла — низкий уровень надежности.

При этом «легкий кошелек» не требует больших ресурсов для работы с криптовалютой, так как не хранит данные всего блокчейна, является быстрым и компактным. Данные узлы стали основой для создания мультивалютных кошельков, приложений для смартфонов и браузеров.

Молниеносные ноды (Lightning Nodes)

Молниеносный узел отличается по функционалу как от полных нод, так и от легких узлов. Концепция состоит в установлении связи между субъектами сети, выходящей за пределы блокчейна, которая состоит в открытии отдельного канала оплаты для участников.

Вследствие такого взаимодействия сторон снижается нагрузка на сеть, повышается скорость проведения транзакции, а комиссии за перевод в молниеносной системе очень низки.

Помимо этого, когда кто-то хочет подключиться к данному платежному пути, молниеносная сеть находит канал с самым малым числом посредников и самой низкой комиссией за транзакции, для повышения скорости и сокращения времени на ожидание.

Что происходит с нодами в результате форка

Теперь посмотрим, что может происходить с нодой, когда невозможен консенсус в сети и вероятен форк.

Как говорилось выше, для достижения согласия и принятия изменения в развитии сети требуется по меньшей мере 51% голосов полных нод, иначе предложение не принимается. В этом случае происходит форк, то есть создается новое ответвление с предложенным изменением на основе исходного кода монеты. Часть участников, кто желает поддерживать новую цепочку, скачивают новое ПО и принимают новые правила.

Форки бывают двух типов.

Нода при хардфорке

При хард-форке происходит изменение параметров консенсуса в сети. Хард-форком называются несовместимые с предыдущей версией изменения. Они могут касаться вознаграждения за сгенерированный блок, времени добычи блока, функции мастернод и прочих параметров.

После хард-форка требуется обновление узлов в сети до новой версии ПО. Если этого не происходит, узел отклоняется как недопустимый. В данном случае может произойти потеря части узлов, что сказывается на безопасности сети. Поэтому разработчики, как правило, избегают хард-форков.

Нода при софтфорке

Еще один вариант форка — программные изменения, обеспечивающие плавный переход. При таком способе сеть не обязывает пользователей полностью обновлять свои ноды. В протокол монеты добавляются новые функции, например, как функция SegWit в биткоине.

С момента ее внесения и до того, как 95% участников сети проведут обновление ПО до новой версии, все транзакции в блокчейне биткоина будут проводиться как с наличием этой функции, так и без нее. После обновления 95% нод, произойдут автоматические изменения консенсуса и отказ от транзакций без него.

Ноды в виртуальных частных серверах (VPS)

Как повествует прочитанный вами выше текст, запустить полную ноду можно не только на локальном физическом ПК, но и используя виртуальный сервер. Для этого следует зайти на сайт bitcoin.org, установить приложение Bitcoin Core и сохранить всю цепь блоков. Выбранный способ определяется вашими предпочтениями, и имеет как преимущества, так и недостатки.

VPS подойдет для создания мастерноды, или если вы решили создать облегченный узел или холодный кошелек для хранения криптоактивов. Без необходимости приобретения мощного оборудования и установки программного брандмауэра, за небольшую комиссию вы получите гарантию безопасности от вирусных атак и преступных манипуляций.

Кроме того, вы сами должны принять меры для обеспечения безопасности, в том числе с использованием программного брандмауэра, чтобы уберечь от взлома сервер VPS и сберечь средства на своем кошельке.

Главное о том, что такое нода

Итак, мы рассказали о том, что такое «нода», изучили их разновидности и выполняемые роли в криптовалюте.

Нода является ключевым элементом блокчейна и представляет собой любой компьютер держателя криптовалюты или кошелек для ее хранения и движения. Нода бывает разных видов, имеющих различные функции и содержание: мастерноды, полные, архивные, облегченные и другие типы нод. Запустить ноду можно на своем ПК или используя VPS-сервисы.

FAQ

Что такое Нода в Криптовалюте?

Применительно к криптовалюте нода представляет собой любого участника сети, или, другими словами, компьютер любого пользователя в децентрализованной сети, с помощью которого осуществляется майнинг биткоин и других децентрализованных валют, основанных на технологии блокчейн. Ноды сети блокчейн поддерживают контакт с помощью P2P-протоколов, которые используются для обмена информацией о найденных блоках и проводимых транзакциях криптовалют. Нода бывает нескольких типов, и может хранить часть данных сети блокчейн — облегченная нода, или все данные сети — полная нода.

Что такое мастер-нода?

Мастернодой называют особую, специально настроенную ноду, главной задачей которой служит не создание новых блоков, а проверка и ускорение обработки транзакций. При этом такая полная нода получает за обслуживание блокчейн-сети часть вознаграждения, разделив ее с майнерами. Главное преимущество использования мастернод заключается в повышении анонимности сети, так как хранение сведений о транзакциях осуществляется только на этих главных узлах. Чтобы создать мастер-ноду, необходимо зарезервировать часть токенов данной сети.

Что такое локальный харвестинг?

Это вид харвестинга, для запуска которого используется локальный компьютер пользователя сети NEM. Клиент сети осуществляет хранение своего приватного ключа, что отрицательно сказывается на безопасности сети и является угрозой для сохранности средств на аккаунте кошелька. Проблема в безопасности делают эту модель харвестинга не очень востребованной.

Что такое делегированный харвестинг?

Более безопасный тип харвестинга. Отличается созданием посреднического аккаунта, осуществляющего передачу своего приватного ключа участнику сети. На этом аккаунте не содержатся средства, что решает проблему безопасности, свойственную харвестингу локального типа. Делегированный харвестинг поддерживается например, клиентами XEM.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *