Was ist ein Knoten?

Ein Knoten ist die grundlegende Basis der Blockchain-Technologie. Dank ihnen können wir ein riesiges Netzwerk miteinander verbundener Computer aufbauen, die Informationen auf sichere, schnelle und dezentralisierte Weise austauschen und es uns ermöglichen, alle Vorteile der Blockchain zu nutzen. 

EIn der Informatik ist ein Knoten im Allgemeinen ein physischer oder virtueller Verbindungspunkt, an dem Sie alle Arten von Daten und Informationen erstellen, senden und empfangen können. Aus Sicht der Blockchain-Technologie und criptomonedas, die Knoten sind die Computer, die mit dem Netzwerk einer Kryptowährung verbunden sind und auf denen die Software läuft, die für deren Betrieb verantwortlich ist. 

Diese Knoten sind über ein Peer-to-Peer-Netzwerk, das sogenannte Peer-to-Peer-Netzwerk, miteinander verbunden roten Peer-to-Peer (P2P). Das bedeutet, dass alle Knoten auf die gleiche Weise funktionieren und einander gleichwertig sind. Darüber hinaus können Knoten miteinander kommunizieren, um Daten und Informationen über das Netzwerk zu übertragen und auszutauschen. Auf diese Weise können die Knoten eines Blockchain-Netzwerks alle für seinen Betrieb notwendigen Informationen orchestrieren. 

Ursprung verteilter und miteinander verbundener Netzwerke 

Bitcoin Es war die erste Kryptowährung, die ein Netzwerk von Knoten nutzte, um dezentral und autonom über die Blockchain zu agieren. Dies war jedoch nicht der erste, der das Konzept entwickelte oder einführte Knoten eines P2P-Netzwerks. Diese Ehre schulden wir Napster, 1999 von Unternehmern entwickelt Sean Parker y Shawn Fanning in den Vereinigten Staaten, die das Konzept eines massiv verteilten Netzwerks unter Benutzern populär machte. 

Napster war ein Projekt, das den Austausch und die Verbreitung von Musik ermöglichen sollte. Die Benutzer müssen lediglich die Software herunterladen und Teil des Netzwerks werden. Dies wurde weitgehend angenommen und erreichte mehr als 26 Millionen Nutzer. Eine unglaubliche Menge, wenn man bedenkt, dass es damals nur 248 Millionen Internetnutzer gab. Und obwohl Napster zentral operierte und über einen zentralen Server verfügte, um die Abonnenten online zu halten, konnten Napster-Benutzer ihre Musikdateien ohne Zwischenhändler austauschen, was direkte Verbindungen zwischen ihnen ermöglichte. Doch aufgrund der Tatsache, dass Napster Musik vertrieb, ohne Lizenzgebühren zu zahlen, wurde die Plattform schließlich geschlossen. 

Anschließend das Projekt SETI @ Home Es war das zweite Projekt, das die Struktur von Knoten im Netzwerk implementierte, um Forschungen durchzuführen und Daten von Radioteleskopen zu analysieren, die für die Suche nach außerirdischem Leben und außerirdischer Intelligenz bestimmt waren. Dieses Projekt wurde 1999 auf die gleiche Weise entwickelt und vom Labor geleitet Weltraumwissenschaftliches Labor von der University of California, USA. In SETI@Home konnte jeder Benutzer, der über einen Computer mit Internetanschluss verfügte und an der Durchführung dieser Art von Arbeit interessiert war, eine Verbindung zum Projekt herstellen, indem er einfach die ebenfalls kostenlose Software herunterlud und ausführte. Leider funktioniert das SETI@Home-Projekt nicht mehr vor kurzem. 

Die Funktionsweise dieses letzten Projekts weist also die größte Ähnlichkeit und Beziehung zum aktuellen Betrieb der Knotennetzwerke in den Blockchains von Bitcoin und anderen Kryptowährungen auf.

Wie funktioniert ein Bitcoin-Knoten?

Jeder, der dem Bitcoin-Systemnetzwerk beitreten und dazu beitragen möchte, kann dies kostenlos tun, indem er die Software herunterlädt und installiert. Bitcoin Core auf deinem Computer. Wenn Sie an diesem Prozess interessiert sind, laden wir Sie ein, diesen Artikel zu lesen, in dem wir ihn leicht erklären Wie können Sie einen Bitcoin-Knoten auf Ihrem Computer installieren? in sehr kurzer Zeit. 

Aber Wie funktioniert der Knoten? Der Betrieb des Bitcoin-Peer-Netzwerks beginnt mit der Einrichtung des ersten Knotens. Satoshi Nakamoto war der erste, der einen Bitcoin-Knoten betrieb, gefolgt von Hal Finney. Mit einem einzelnen Knoten kann man zum jetzigen Zeitpunkt nicht von einem Netzwerk sprechen. Dazu ist es notwendig, dass immer mehr Knoten beitreten. Zu diesem Zeitpunkt führen die Computer die Bitcoin Core-Software des Bitcoin-Systems aus und beginnen mit der Verbindung.

Von diesem Moment an beginnen sie, sich miteinander zu synchronisieren und beginnen ihren Betriebs- und Funktionsprozess, der sich mit jedem neuen Knoten, der dem Netzwerk hinzugefügt wird, wiederholt. Informationsaustausch, damit alle koordiniert arbeiten.

Auf diese Weise funktioniert die Bitcoin-Blockchain als dezentrales System. Aus diesem Grund müssen Knoten die Verantwortung für die Erstellung, Speicherung und Übertragung von Informationen innerhalb des Netzwerks teilen und verteilen. Es gibt keine Ebenen oder Hierarchien, in der Bitcoin-Blockchain funktionieren alle Knoten gleich. 

Sobald die Knoten verbunden sind, können sie verschiedene Funktionen ausführen, z. B. Daten weiterleiten oder speichern oder Vorgänge senden oder empfangen. Sowie ein Mining-Service unter anderem zur Erstellung neuer Blöcke, Validierung und Bestätigung von Transaktionen.

Obwohl es verschiedene Arten von Knoten gibt, die voneinander unterschiedliche Funktionen ausführen, Alle miteinander verbundenen Knoten unterliegen denselben etablierten Konsensprotokollregeln. Tatsächlich wird jeder seine eigene Schlussfolgerung über die Gültigkeit einer Transaktion ziehen, unabhängig von den anderen Knoten. 

Ebenso können die Knoten im Bitcoin-Netzwerk und in anderen Kryptowährungen jene Verbindungspunkte sein, die alle empfangenen Informationen weiterleiten, oder sie können der letzte Kommunikationspunkt sein, der alle Daten speichert. 

Damit ein Knoten ordnungsgemäß funktioniert, ist derzeit ein gewisses Maß an Rechenkapazität und Leistung sowie ausreichend Speicherplatz erforderlich. Daher ist es heute üblich, dass viele Benutzer in die Rechenressourcen investieren, die sie für die Rolle von Knoten zuweisen möchten.

Arten von Knoten im Bitcoin-Netzwerk

Wie bereits erwähnt, gibt es bei Bitcoin mehrere Arten von Knoten, von denen jeder spezifische und unterschiedliche Funktionen ausführt. 

Vollständige Knoten 

Dabei handelt es sich am häufigsten um Computergeräte oder Computer, die den Bitcoin-Client implementieren Bitcoin CoreUnd Speichern Sie eine exakte, vollständige und aktuelle Kopie der Bitcoin-Blockchain. Vollständige Knoten sind diejenigen, die alle Regeln des Bitcoin-Protokolls durchsetzen und daher dem Netzwerk wirklich Robustheit, Sicherheit und Stabilität verleihen. 

Vollständige Knoten übertragen ihre eigenen Transaktionen, während sie auch die anderer Benutzer übertragen. Darüber hinaus aktualisieren sie die Blockchain jedes Mal, wenn ein neuer Block generiert wird, und bestätigen zuvor, dass dieser den im System festgelegten Konsensregeln entspricht. Beispielsweise, dass die Anzahl der als Belohnung generierten Bitcoins korrekt ist, dass die Blockgröße die Grenzgröße nicht überschreitet, dass die Signaturen der hinzugefügten Transaktionen gültig sind, dass es unter anderem keine Probleme mit doppelten Ausgaben gibt.

Wenn eine dieser oder eine andere Regel des Protokolls verletzt wird, lehnen die vollständigen Knoten den generierten Block sofort ab und gewährleisten so maximale Sicherheit und Integrität des Netzwerks.

Superknoten

Superknoten, auch Abhörknoten genannt, sind Vollständige Knoten, die öffentlich und offen im Bitcoin-Netzwerk betrieben werden. Schätzungen zufolge sind derzeit etwa 10.000 öffentliche Knoten weltweit bekannt und verbreitet. 

Diese Knoten fungieren als Kommunikations- und Verbindungspunkt mit anderen Knoten im Netzwerk. Jeder Knoten, der sich mit einem Superknoten verbinden möchte, kann dies offen tun. Da sie im Allgemeinen kontinuierlich und ununterbrochen arbeiten, um Daten und Informationen an verschiedene Punkte im Netzwerk zu übertragen.  

Mining-Knoten

Die Knoten von Minería, Wie der Name andeutet, sind die vollständigen Knoten, die nicht nur eine vollständige Kopie der Blockchain speichern, sondern auch Sie betreiben Mining-Software cmit dem Ziel, Bitcoins abzubauen und neue Blöcke innerhalb der Blockchain zu generieren. Darüber hinaus sind die Mining-Knoten für den Empfang und die Übertragung der im Netzwerk durchgeführten Transaktionen verantwortlich. 

Obwohl man im Jahr 2009 Bitcoins mit einer einfachen CPU schürfen konnte, ist dies heute aufgrund der enormen Größe der Fall Schwierigkeit des Netzwerks ist es erforderlich, über spezielle Ausrüstung zu verfügen, um diese Aktivität durchführen zu können. Obwohl es auch neue Modalitäten gibt, wie z Minenpool Dadurch kann die Rechenleistung einer Gruppe von Minern gebündelt werden, wobei nur der Administrator der Mining-Gruppe den gesamten Knoten betreibt.

Lichtknoten

Lichtknoten, auch Broadcast-Knoten genannt sind solche, die auf die Validierung von Transaktionen im Netzwerk durch Dritte angewiesen sind. Diese Knoten müssen keine vollständige Kopie der Blockchain speichern, sondern erhalten stattdessen Blockchain-Informationen von den Superknoten. 

Da keine vollständige Kopie der Blockchain heruntergeladen werden muss, sind Light Nodes auf mobilen Geräten wie Telefonen und Tablets lauffähig. Und sie werden verwendet, um die Dienste von auszuführen Brieftaschen und Geldbörsen um zu überprüfen, ob die durchgeführten Transaktionen in der Blockchain enthalten sind oder nicht. 

Sicherheit und Schutz des Bitcoin-Netzwerks

Vollständige Knoten oder Superknoten, die ständig mit dem Bitcoin-Netzwerk verbunden sind, empfangen, speichern und übertragen kontinuierlich alle Blockchain-Updates. Jedes Mal, wenn ein gültiger Block generiert wird, aktualisieren und speichern diese Knoten die neuen Informationen.

Dieser Vorgang bietet Robustheit und Sicherheit für das Netzwerk vor Angriffen durch böswillige Akteure oder Systemausfällen. Denn sollte es auf einem der Knoten zu einem Stromausfall oder einem Hacking-Versuch kommen, verfügen alle anderen über ein Backup der aktuellen Informationen. Etwas, das unmöglich wäre, wenn wir über einen zentralen Server sprechen würden. 

Selbst wenn also ein großer Teil des Knotennetzwerks ausfällt oder gehackt wird, kann das Bitcoin-Netzwerk mit nur einem intakten Knoten betriebsbereit bleiben. Denn dadurch ließe sich die gesamte Blockchain und die darin gespeicherten Informationen wiederherstellen. Je mehr Full Nodes es also im Bitcoin-Netzwerk gibt, desto sicherer und zuverlässiger wird es sein.

Knoten in anderen Blockchain-Netzwerken

Andere Blockchains und Kryptowährungen mögen Dash o PivX beschäftigen Masternoden o Masterknoten, die neben der Fähigkeit, die bereits erwähnten Funktionen der Knoten auszuführen, auch an anderen Arten von Funktionen und Diensten innerhalb einer Blockchain teilnehmen kann. Im Allgemeinen ist für die Ausführung dieser Art von Knoten der Besitz einer bestimmten Menge an Kryptowährungen erforderlich, um die korrekte Teilnahme des Knotens an der Blockchain zu gewährleisten.  

Die Funktionen, die a Masternode Sie hängen von der Art der Blockchain ab, in der sie ausgeführt werden, und sind mit dieser verknüpft. Dadurch können sie an Abstimmungsveranstaltungen teilnehmen, Protokolloperationen ausführen und alle innerhalb einer Blockchain festgelegten Regeln einhalten. Darüber hinaus bieten sie möglicherweise weitere Funktionen wie die Validierung oder Übermittlung von Transaktionen. Ebenso müssen diese Art von Knoten kontinuierlich und unterbrechungsfrei betriebsbereit bleiben. Außerdem müssen sie über eine gute Verarbeitungskapazität und Speicherplatz verfügen. 

Es gibt auch Datenspeicherknoten, wie wir sie in der Blockchain sehen können, z Beide. Die Funktion dieser Knoten besteht darin, ein riesiges Datenspeichernetzwerk im Stil einer Datenwolke aufzubauen. Aber vollständig kontrolliert durch die Smart Contracts der Sia-Blockchain. Dadurch können Sia-Benutzer Speicherplatz auf diesen Speicherknoten mieten. Von dort aus können sie die gewünschten Daten sicher und vollständig dezentral hochladen. 

Wie Sie sehen, sind Zweck und Nutzen der Knoten unterschiedlich. Und alles hängt von der Infrastruktur und der Entwicklung des Netzwerks ab, zu dem sie gehören.