Блокчейн називають одноранговою або піринговою децентралізованою мережею (від англ. P2P або Peer-to-Peer Network), що складається з вузлів (нод). Розбираємося, що таке блокчейн-ноди, якими вони бувають і яку виконують роль у децентралізованої мережі.
Поняття блокчейн-нод (вузлів)
Ноди – основні компоненти блокчейну: без них мережа не могла б функціонувати. Нода – це обчислювальна одиниця (будь-який комп’ютер чи вузол) у мережі, що забезпечує її роботу.
Усі транзакції розподілені між нодами, які зберігають однакову валідну копію блокчейну у своїй пам’яті. Згідно з p2p-протоколом, кожен обчислювальний пристрій у мережі повинен записувати історію транзакцій у хронологічному порядку, зберігаючи її в незмінному вигляді.
Одна з головних задач блокчейн-вузлів – перевірка валідності блоків, які містять транзакції з криптовалютами. Для цього блокчейн-ноди взаємодіють між собою в піринговій мережі та утворюють єдину інфраструктуру, обмінюючись інформацією про транзакції, підтверджуючи їх, перевіряючи та зберігаючи блоки, а також забезпечуючи безпеку та безвідмовну роботу мережі.
Особливості нод у різних блокчейнах
Ноди в PoW і PoS-мережах виконують схожі функції: перевіряють блоки та додають їх до блокчейн-мережі. Відмінності полягають в особливостях алгоритму консенсусу:
- Proof-of-Work використовує обчислювальні ресурси для вирішення математичних задач, складність яких зростає в міру збільшення хешрейту, щоб час видобутку блоків завжди зберігався приблизно однаковим (10 хвилин у блокчейні біткоїна). Чим більша загальна обчислювальна потужність майнерів, тим вищий хешрейт мережі і навпаки. В алгоритмі PoW закладений халвінг – дефляційний механізм, який зменшує винагороди майнерів удвічі з часом.
- У Proof-of-Stake замість обладнання для генерації монет вузли блокують монети у своєму гаманці (стейкінг). Таким чином користувачі, які стейкають монету, відразу інвестують у криптовалюту, а не купують обладнання для її видобутку. Замість халвінгу для стримування інфляції, використовується інший механізм: іноді винагороди зменшуються зі зростанням суми застейканих монет.
У мережах PoS повні ноди зазвичай називають валідаторами, тільки вони мають право обробляти транзакції та додавати блоки.
Функції, які виконують ноди
Як ми вже казали раніше, основне завдання нод у різних блокчейнах – це підтримка функціонування мережі.
Завдяки структурі нод, незалежно від алгоритму консенсусу, блокчейн не має єдиної точки відмови: якщо один або кілька вузлів від’єднується від мережі, система продовжує функціонувати.
І в PoW, і в PoS всі ноди можуть виконувати базові функції, наприклад: отримувати, зберігати та надсилати монети, обмінювати криптоактиви (своп), голосувати на платформі та інше. Водночас залежно від алгоритму консенсусу, низка функцій нод у PoW і PoS відрізняється.
Так в алгоритмі PoS функції, які виконують ноди, можна умовно поділити на дві категорії: базові та привілейовані.
У PoS-блокчейнах привілейовані функції доступні не всім нодам. До таких функцій належать: валідація та додавання нових блоків у ланцюжок, зберігання копії блокчейну, підтвердження транзакцій або стейкінг. Ноди з розширеним набором функцій потребують спеціальної конфігурації для запуску та вимогливі до продуктивності комп’ютера.
Некастодіальні криптогаманці, по суті, є простими нодами та виконують базові функції. Про це трохи нижче.
Консенсус у децентралізованій мережі: навіщо створювати блокчейн-ноди
Перш ніж додати транзакції до нового блоку, які потім запишуться в блокчейн, вузли повинні досягти консенсусу між собою. Інакше кажучи, погодитися з тим, що блоки, що генеруються, валідні та містять справжні транзакції.
Кожна нода зберігає цифрову копію блокчейну й під час надсилання транзакції перевіряє історію, зіставляючи зі своїм екземпляром. Кожному вузлу відомо, скільки та на яких адресах міститься монет. Якщо хтось спробує відправити транзакцію з більшою сумою, ніж має або витратити одну й ту саму суму двічі, інші вузли це виявлять і допоможуть запобігти спробі обману. Це вирішує проблему подвійного витрачання.
Щоб підробити транзакцію, необхідно замінити історію транзакцій на всіх вузлах мережі. У PoW-мережі таке можливо лише у випадку, якщо заволодіти більш ніж половиною обчислювальної потужності мережі або хешрейту. Ситуація, коли в одних руках зосереджена велика частка мережі, називається «атакою 51%». Тоді майнер може створити альтернативну копію блокчейн-ланцюжка та підмінити нею основну.
У випадку з Біткоїном така атака буде нерентабельною, оскільки через великий хешрейт витрати на обчислювальні ресурси не окуплять прибуток від хакерської атаки.
У PoS-мережі нодам, щоб отримати право голосу за додавання блоків, необхідно стати валідаторами та застейкати велику суму активів, тому валідатори не зацікавлені у зламі.
Види та типи нод. Різниця між повними та полегшеними вузлами
Блокчейн підтримує різні вузли: полегшені та повні. Полегшені виконують лише базові функції, а повні зберігають більше даних, що потребує більш продуктивних комп’ютерів.
Усі блокчейни підтримують як мінімум два типи вузлів, щоб розподілити ролі між звичайними користувачами та майнерами. Майнери повинні обслуговувати мережу та забезпечувати її функціонування, тоді як решті учасників немає необхідності заглиблюватись в технічні особливості майнінгу, а достатньо здійснювати операції з криптовалютами в гаманці.
Розгляньмо типи вузлів, що існують у децентралізованій мережі.
Повна нода
Повні ноди (Full Nodes), як випливає з назви, є цілісними мережевими вузлами, що виконують повний набір функцій у блокчейні: підтверджують справжність транзакцій, забезпечуючи безпеку мережі, і зберігають на жорсткому диску копію блокчейну – безперервний послідовний ланцюжок блоків.
Якщо блок сформований, то повні ноди приймуть його та додадуть до основного ланцюга. Невалідні транзакції з недійсним підписом не зможуть потрапити до блоку, такі транзакції будуть відхилені та не будуть записані в блокчейн.
Майстернода
Деякі блокчейни підтримують більше двох типів нод і навіть систему ранжування. Однією з таких платформ став протокол Dash, який перший запровадив систему майстернод – привілейовані вузли, які виконують спеціальні функції.
Dash дозволяє здійснювати приватні транзакції через функцію PrivateSend та миттєві перекази за допомогою InastantSend. Причому Dash представив гібридний протокол, який підтримує PoW та PoS на різних рівнях мережі.
Детально про майстерноди в мережі Dash ми розповідали в окремій статті, з якою можете ознайомитись за цим посиланням.
Полегшена нода
Це вузол, що виконує функції криптогаманця. Для здійснення транзакцій та інших базових операцій користувачам не обов’язково встановлювати повну ноду та зберігати історію блокчейну. Для цього можна використовувати будь-який легкий клієнт. Полегшені вузли зберігають лише заголовки хешів і передають їх на сервер, який виконує функції повної ноди. Завдяки цьому легкі гаманці швидше синхронізуються із мережею та займають мало пам’яті на жорсткому диску.
Як встановити повну біткоїн-ноду
Для запуску ноди встановіть клієнт Bitcoin Core – оригінальний важкий гаманець, який підтримує всі необхідні функції для запуску повних нод. Потім синхронізуйте з мережею – повна нода встановлена.
Вимоги до системи:
| Операційна система | Windows, MacOS або Linux |
| Мінімальний об’єм диска | Понад 900 Гб (при швидкості читання/запису не менше 100 МБ/с) |
| Об’єм оперативної пам’яті (ОЗП) | 4 ГБ і більше |
Як заробити за допомогою блокчейн-ноди
Для отримання прибутку в мережі PoW, такої як Bitcoin, необхідне дороге та потужне майнінгове обладнання, навіть для майнінгу в пулах. Крім цього, майнери несуть високі витрати за обслуговування та енергоспоживання, а рентабельність безпосередньо пов’язана з курсом криптовалюти.
За певних умов стейкінг може стати найкращою альтернативою майнінгу, і ось чому: вам не потрібно купувати обладнання для видобутку монет. Щоб застейкати криптовалюту, вам потрібно створити гаманець, поповнити його коїнами та делегувати їх валідатору, після чого почнете отримувати пасивний дохід.
За такої умови монети залишаються заблокованими в смарт-контракті, і валідатор не зможе їх ніяк використати. Запускати ноду не потрібно, але ви платитимете невелику комісію валідатору.
Ви можете запустити ноду самостійно, але деякі сучасні протоколи екосистеми блокчейн висувають до них високі вимоги для досягнення найкращої безпеки та продуктивності. Наприклад, для запуску майстерноди в Dash потрібно зарезервувати щонайменше 1000 DASH, а валідатора Ethereum – 32 ETH.
Список PoS-блокчейнів зі стейкінгом
Кількість платформ, заснованих на Proof-of-Stake, перевищила 100 лише за даними Coinmarketcap. З них понад 10 входять до Топ-100 криптовалют за капіталізацією, а 5 платформ – до Топ-10.
Блокчейни, у яких ви можете застейкати та/або делегувати криптовалюту:
Повний список блокчейнів, що підтримують стейкінг, ви знайдете у відповідному розділі на сайті Coinmarketcap.
Висновок
Блокчейн-ноди використовуються для забезпечення цілісності та безпеки децентралізованої мережі та призначені для виконання розширених функцій, таких як контроль над своїми активами, зберігання, обмін та майнінг криптовалюти.
Користувачам, які просто хочуть переказувати або обмінювати криптоактиви, достатньо встановити полегшену ноду або легкий криптогаманець. Гаманці здебільшого підтримують стейкінг для отримання прибутку.
Залишити відповідь