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    Was sind Nodes?

    Die Definition eines Nodes kann je nach Kontext variieren. In Computer- oder Telekommunikationsnetzen können Nodes entweder als Umverteilungspunkt oder als Kommunikationsendpunkt fungieren. In der Regel besteht ein Nodes aus einem physischen Netzgerät, aber es gibt auch Fälle, in denen virtuelle Nodes verwendet werden.

    Ein Netzwerk Nodes ist ein Punkt, an dem eine Nachricht erstellt, empfangen oder gesendet werden kann. Im Folgenden werden wir die verschiedenen Arten von Bitcoin-Nodes besprechen: Full Nodes, Supernodes, Miner Nodes und SPV-Clients.

    Bitcoin-Nodes

    Im Zusammenhang mit Blockchains – die als verteilte Systeme konzipiert sind – ist es das Netzwerk von ComputerN odes, das es Bitcoin ermöglicht, als dezentrale Peer-to-Peer (P2P)-Digitalwährung verwendet zu werden. Als solche ist sie von vornherein zensurresistent und benötigt keinen Mittelsmann, um von Nutzer zu Nutzer (egal wie weit entfernt sie sich auf der Welt befinden) Transaktionen durchzuführen.

    Daher sind Blockchain-Nodes dafür verantwortlich, als Kommunikationspunkt zu fungieren, der verschiedene Funktionen ausführen kann. Jeder Computer oder jedes Gerät, das eine Verbindung zur Bitcoin-Schnittstelle herstellt, kann als Node in dem Sinne betrachtet werden, dass sie irgendwie miteinander kommunizieren. Diese Nodes sind auch in der Lage, Informationen über Transaktionen und Blöcke innerhalb des verteilten Computernetzes unter Verwendung des Bitcoin-Peer-to-Peer-Protokolls zu übermitteln. Jeder Computer Nodes wird jedoch nach seinen besonderen Funktionen definiert, so dass es verschiedene Arten von Bitcoin-Nodes gibt.

    Full Nodes

    Full Nodes sind diejenigen, die Bitcoin wirklich unterstützen und Sicherheit bieten, und sie sind für das Netzwerk unverzichtbar. Diese Nodes können auch als „fully validating nodes“ bezeichnet werden, da sie Transaktionen und Blöcke anhand der Konsensregeln des Systems überprüfen. Außerdem sind Full Nodes in der Lage, neue Transaktionen und Blöcke an die Blockchain weiterzuleiten.

    Normalerweise lädt ein Full Node bei jedem Block und jeder Transaktion eine Kopie der Bitcoin-Blockchain herunter, aber das ist keine Voraussetzung, um als Full Node zu gelten (stattdessen kann eine reduzierte Kopie der Blockchain verwendet werden).

    Ein vollständiger Bitcoin-Nodes kann durch verschiedene Software-Implementierungen eingerichtet werden, aber die am häufigsten verwendete und beliebteste ist die Bitcoin Core. Dies sind die Mindestanforderungen, um einen Bitcoin Core Full Node zu betreiben:

    • Desktop oder Laptop mit einer aktuellen Version von Windows, Mac OS X oder Linux.
    • 200 GB freier Festplattenspeicher.
    • 2 GB Arbeitsspeicher (RAM).
    • Hochgeschwindigkeits-Internetverbindung mit einer Upload-Geschwindigkeit von mindestens 50 kB/s.
    • Eine nicht gebührenpflichtige Verbindung oder eine Verbindung mit hohen Upload-Limits. Online Full Nodes können eine Upload-Nutzung von 200 GB/Monat und eine Download-Nutzung von 20 GB/Monat erreichen oder überschreiten. Sie müssen außerdem ~200 GB herunterladen, wenn Sie Ihren Full Node zum ersten Mal starten.
    • Ihr vollständiger Nodes sollte mindestens 6 Stunden pro Tag laufen. Noch besser ist es, wenn Sie ihn kontinuierlich (24/7) laufen lassen.

    Viele freiwillige Organisationen und Nutzer betreiben vollständige Bitcoin-Nodes, um dem Bitcoin-Ökosystem zu helfen. Im Jahr 2018 gibt es etwa 9,700 öffentliche Nodes im Bitcoin-Netzwerk in Betrieb. Beachten Sie, dass diese Zahl nur die öffentlichen Nodes umfasst, die sich auf die sichtbaren und zugänglichen Bitcoin-Nodes (auch bekannt als Listening Nodes) beziehen.

    Neben den öffentlichen Nodes gibt es viele andere versteckte Nodes, die nicht sichtbar sind (nicht abhörende Nodes). Diese Nodes arbeiten in der Regel hinter einer Firewall, über versteckte Protokolle wie Tor oder einfach, weil sie so konfiguriert wurden, dass sie nicht auf Verbindungen warten.

    Abhörbare Nodes (Supernodes)

    Im Wesentlichen ist ein Abhörbare Node oder Supernode ein vollständiger Node, der öffentlich sichtbar ist. Er kommuniziert und liefert Informationen an jeden anderen Node, der beschließt, eine Verbindung mit ihm herzustellen. Ein Supernode ist also im Grunde ein Umverteilungspunkt, der sowohl als Datenquelle als auch als Kommunikationsbrücke fungieren kann.

    Eine zuverlässige Supernode läuft in der Regel rund um die Uhr und verfügt über mehrere etablierte Verbindungen, über die die Blockchain-Historie und die Transaktionsdaten an mehrere Nodes in der ganzen Welt übertragen werden. Aus diesem Grund benötigt ein Supernodes im Vergleich zu einem versteckten Full nodes wahrscheinlich mehr Rechenleistung und eine bessere Internetverbindung.

    Nodes der Minder

    Um im aktuellen Wettbewerbsszenario Bitcoins schürfen zu können, muss man in spezielle Mining-Hardware und Programme investieren. Diese Mining-Programme (Software) sind nicht direkt mit dem Bitcoin-Kern verbunden und werden parallel ausgeführt, um Bitcoin-Blöcke zu schürfen. Ein Miner kann sich entscheiden, ob er alleine (Solo-Miner) oder in Gruppen (Pool-Miner) arbeitet.

    Während die Full Nodes der Solo-Miner ihre eigene Kopie der Blockchain nutzen, arbeiten die Pool-Miner zusammen, wobei jeder zu seinen eigenen Rechenressourcen (Hashpower) beiträgt. In einem Mining-Pool ist nur der Administrator des Pools verpflichtet, einen Full Node zu betreiben, der als Full Node eines Pool-Miners bezeichnet werden kann.

    Leichtgewichtige oder SPV-Kunden

    Auch bekannt als Simplified Payment Verification (SPV)-Clients, sind die leichtgewichtigen Clients diejenigen, die das Bitcoin-Netzwerk nutzen, aber nicht wirklich als vollständiger Nodes fungieren. Daher tragen SPV-Clients nicht zur Sicherheit des Netzwerks bei, da sie keine Kopie der Blockchain aufbewahren und nicht am Prozess der Verifizierung und Validierung von Transaktionen teilnehmen.

    Kurz gesagt, SPV ist die Methode, mit der ein Benutzer überprüfen kann, ob einige Transaktionen in einem Block enthalten waren oder nicht, ohne die gesamten Blockdaten herunterladen zu müssen. SPV-Clients sind also auf die Informationen angewiesen, die von anderen vollständigen Nodes (Supernodes) bereitgestellt werden. Die leichtgewichtigen Clients arbeiten als Kommunikationsendpunkte und werden von vielen Kryptowährungs-Wallets verwendet.

    Client vs. Mining Nodes

    Es ist wichtig zu wissen, dass der Betrieb einer vollständigen Node nicht dasselbe ist wie der Betrieb einer vollständigen Mining-Node. Während Miner in teure Mining-Hardware und -Software investieren müssen, ist jeder in der Lage, einen voll validierenden Nodes zu betreiben.

    Bevor ein Miner versucht, einen Block zu schürfen, muss er anhängige Transaktionen sammeln, die zuvor von allen Nodes als gültig akzeptiert wurden. Anschließend erstellt der Miner einen Kandidatenblock (mit einer Gruppe von Transaktionen) und versucht, diesen Block zu schürfen. Gelingt es einem Miner, eine gültige Lösung für seinen Kandidatenblock zu finden, sendet er ihn an das Netzwerk, damit andere Full Nodes die Gültigkeit des Blocks überprüfen können. Daher werden die Konsensregeln von dem verteilten Netz der validierenden Nodes und nicht von den Minern festgelegt und gesichert.

    Abschließende Gedanken

    Die Bitcoin-Nodes kommunizieren untereinander über das Bitcoin P2P-Netzwerkprotokoll und garantieren so die Integrität des Systems. Eine Node, die sich falsch verhält oder versucht, falsche Informationen zu verbreiten, wird von den ehrlichen Nodes schnell erkannt und vom Netzwerk getrennt.

    Obwohl der Betrieb einer vollständig validierenden Node keine finanziellen Vorteile bringt, ist er sehr empfehlenswert, da er den Nutzern Vertrauen, Sicherheit und Privatsphäre bietet. Full Nodes stellen sicher, dass die Regeln eingehalten werden. Sie schützen die Blockchain vor Angriffen und Betrug (z. B. Doppelausgaben). Außerdem muss ein Full Node anderen nicht vertrauen, und er ermöglicht dem Nutzer die volle Kontrolle über sein Geld.

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