Что такое ноды Биткоина?

В сети Bitcoin создают, принимают или передают сообщения специальные узлы — ноды. Запуск полностью проверяющего узла помогает поддерживать здоровье сети, защищает от атак и мошенничества и позволяет пользователям контролировать свои средства без доверия к третьим лицам. Ноды майнеров отвечают за обработку транзакций и создание новых блоков. SPV-клиенты, интегрированные в криптокошельки, работают с минимальными ресурсами и обеспечивают упрощённый способ проверки транзакций Bitcoin без необходимости загружать весь блокчейн. 

Основы

В зависимости от контекста нода может выступать точкой перераспределения или конечной точкой связи в компьютерных и телекоммуникационных сетях. Обычно нода — это физическое сетевое устройство, но в некоторых случаях могут использоваться и виртуальные узлы.

Нода Bitcoin — это точка в сетевой инфраструктуре, где сообщения могут создаваться, приниматься или пересылаться. Существуют четыре типа нод Bitcoin: полные ноды, супер ноды, ноды майнеров и SPV‑клиенты.

Ноды Bitcoin

Распределённая система компьютерных узлов позволяет Bitcoin функционировать как децентрализованная одноранговая цифровая валюта. Ноды блокчейна выступают точками связи, выполняют разные функции и обеспечивают проведение транзакций без посредников, что делает систему устойчивой к цензуре.

Любое устройство, подключающееся к интерфейсу Bitcoin, можно считать нодой, поскольку устройства обмениваются информацией и передают сведения о транзакциях и блоках в распределённой сети с помощью однорангового протокола Bitcoin. При этом каждый узел выполняет определённые функции, поэтому существуют разные типы узлов Bitcoin.

Полные ноды

Полные ноды Bitcoin играют ключевую роль в защите сети и обеспечении её корректной работы. Эти ноды, также называемые полностью проверяющими нодами, отвечают за проверку транзакций и блоков на соответствие правилам консенсуса. Кроме того, они могут ретранслировать новые транзакции и блоки в блокчейн.

Хотя обычно полные ноды загружают полную копию блокчейна Bitcoin, это не является обязательным. Можно использовать сокращённую копию блокчейна. Наиболее распространённая программная реализация для создания полного узла — Bitcoin Core, который требует настольный ПК или ноутбук с актуальной версией Windows, Mac OS X или Linux.

Для запуска вам потребуется как минимум 200 ГБ свободного места на диске, 2 ГБ оперативной памяти и высокоскоростное интернет‑соединение с скоростью отдачи не менее 50 кБ/с. Предпочтительнее безлимитное соединение или с высокими лимитами на отдачу, так как онлайн‑полные ноды могут использовать до 200 ГБ/месяц на отдачу и 20 ГБ/месяц на скачивание. При первом запуске полного узла потребуется загрузить около 200 ГБ данных.

Рекомендуется держать полный узел включённым минимум шесть часов в сутки, а ещё лучше — постоянно (24/7). Многие волонтёрские организации и пользователи запускают полные ноды Bitcoin в поддержку экосистемы. По состоянию на 2023 год в сети Bitcoin работает более 17 000 публичных нод. Обратите внимание, что это число учитывает только публичные узлы, доступные и видимые в сети, называемые listening‑нодами. Скрытые узлы, или non‑listening‑ноды, не видны сети и могут работать за брандмауэрами или использовать протоколы для анонимной связи в интернете, такие как Tor.

Listening Nodes (Супер ноды)

Полные ноды, которые видны и доступны в сети, называются listening‑нодами или супер нодами. Эти узлы выступают источниками данных и мостами связи, отвечают за передачу истории блокчейна и данных о транзакциях другим узлам сети. По сути, супер ноды — это точки перераспределения, которые помогают устанавливать соединения между узлами.

Они обычно требуют большей вычислительной мощности и более надёжного интернет‑соединения по сравнению со скрытыми нодами. Как правило, они работают круглосуточно и имеют несколько установленных соединений, что позволяет им предоставлять информацию любому узлу, который решит с ними соединиться. Запуск супер ноды повышает надёжность и эффективность сети.

Ноды майнеров

Чтобы начать майнить Bitcoin, необходимо приобрести специализированное оборудование и программное обеспечение для майнинга. Эти майнинговые программы отличаются от Bitcoin Core и работают параллельно с ним для добычи блоков Bitcoin. Майнеры могут работать в одиночку или в составе пула.

Соло‑майнеры используют свою копию блокчейна на своих полных нодах, тогда как майнеры пула объединяют вычислительные ресурсы или хешрейт. В майнинговом пуле только администратору пула требуется запускать полную ноду, также известную как полная нода пулового майнера. 

SPV‑клиенты (легковесные)

Криптокошельки часто используют SPV‑клиентов (Simplified Payment Verification), также называемых лёгкими клиентами, для доступа к сети Bitcoin. В отличие от полных узлов, SPV‑клиенты не хранят копию блокчейна и не занимаются проверкой или валидацией транзакций, поэтому они не вносят вклад в безопасность сети. Вместо этого они полагаются на другие полные узлы (супер ноды), которые сообщают о включении транзакций в блок. По сути, SPV‑клиенты выступают конечными точками связи и используются для проверки статуса транзакции без загрузки всех данных блоков.

Клиентские и майнинговые ноды

Запуск полного узла — не то же самое, что запуск полного майнингового узла. В отличие от майнинга, полностью проверяющие ноды может запускать любой желающий, и для этого не требуется дорогое оборудование или программное обеспечение.

Когда майнер пытается добыть блок, он сначала собирает валидные ожидающие транзакции от полных нод. Затем майнер компилирует эти транзакции в кандидатный блок и начинает его майнинг. После нахождения действительного решения майнер транслирует блок в сеть, чтобы другие полные узлы проверили его корректность. Правила консенсуса устанавливаются и поддерживаются распределённой сетью проверяющих нод, а не майнерами.

Заключение

Ноды Bitcoin обмениваются данными через одноранговый P2P‑протокол Bitcoin, обеспечивая целостность системы. Недобросовестные узлы, пытающиеся распространять неверную информацию или вести себя некорректно, быстро выявляются честными и отключаются от сети. Запуск полностью проверяющей ноды способствует здоровью сети и создаёт более безопасную и надёжную среду для операций с Bitcoin. Несмотря на отсутствие финансовых вознаграждений, полные ноды гарантируют соблюдение правил сети, защищают от атак и мошенничества (например, двойной траты) и позволяют пользователям контролировать свои средства без обращения к третьим лицам.