¿Qué es un nodo semilla?

Un nodo semilla es un nodo especial que permite la incorporación de nuevos nodos a la red y mantienen la fortaleza de la red en todo momento, al permitir que estos puedan sincronizarse y obtener una copia de los datos de la blockchain, replicándola y agregando resistencia y seguridad a la misma.

Un nodo semilla es una de las partes más importantes dentro de la formación de la red Bitcoin. Estos nodos tienen como responsabilidad ser “rastreadores” en el sistema Bitcoin para localizar a otros nodos, y ayudar en el proceso de conexión a otros nodos que comienzan a formar parte de la red.

Es a través de estos nodos semillas, que es es posible localizar a otros nodos que se están conectando a la red y que ejecutan algún cliente de Bitcoin. Es decir, estos nodos crean una lista de pares con las direcciones IP de los demás nodos que operan dentro de la red y sirven de puente para unir a los nuevos nodos al resto de la red.

No obstante, a pesar de que se les denomina como nodo semilla, estos necesariamente no tienen porque ser nodos completos. Ya que no necesitan ejecutar un cliente completo Bitcoin como tal para funcionar. En su lugar, para realizar la función de rastreadores, estos nodos deben estar conectados a la red Bitcoin de forma constante e ininterrumpida.

¿Cómo funciona un nodo semilla en Bitcoin?

Bitcoin cuenta con una serie de nodos semillas que son utilizados para localizar a nodos activos. Desde estos nodos, otro nuevo nodo que quiera ingresar a la red, puede conectarse. Es decir, los nodos semillas se utilizan sólo para localizar o encontrar a nodos completos que ejecutan el cliente Bitcoin. Algo así como una guía de direcciones que indica a otros nodos a quien deben dirigirse para ser parte de la red. Sorprendente ¿No es así? Esto quiere decir que Bitcoin organiza su red de tal forma que incluso a los nuevos nodos les sea sencillo empezar a formar parte de la red de Bitcoin.

Así cuando un nuevo nodo quiere unirse a la red Bitcoin, debe conectarse brevemente con un nodo semilla. Este le indicará o le proporcionará una lista con las direcciones IP de los nodos que se encuentran activos dentro de la red Bitcoin, y a través de los cuales podrá conectarse al sistema. Así, los nodos semilla ejecutan su función dentro del sistema Bitcoin como localizadores de direcciones IP. Por lo que no pueden ser empleados para la minería de bloques o para la recepción y validación de transacciones. Sino que son empleados únicamente para que los nuevos nodos puedan ingresar y conectarse a la red de pares a través de los nodos activos.

Entonces, los nodos semillas de Bitcoin sirven como un medio de enlace a través de los cuales nuevos nodos y clientes Bitcoin pueden conectarse a la red. Una vez entrega la lista de nodos, los nuevos nodos se conectan a estos nodos y comienzan el proceso de sincronización con la red.

Funciones de los nodos semillas en Bitcoin

Bitcoin, para ser un sistema descentralizado, emplea una red de pares conocida como Peer-to-Peer (P2P) que mantiene la comunicación como iguales dentro de la red. En este sistema, los nodos se mantienen interconectados entre sí para efectuar la transferencia e intercambio de información de forma rápida, segura y sencilla. Y para ello emplean las mismas reglas de consenso para todos.

Entonces, cuando un nuevo nodo quiere obtener acceso a la red, debe conectarse con un nodo semilla, que es un cliente Bitcoin que siempre está activo y que cuenta con una dirección IP estática. Este cliente opera como puerta de entrada hacia la red Bitcoin, siendo una de las primeras conexiones que realizan los clientes Bitcoin al inicio.

Así, los nodos semillas juegan un papel importante dentro de la red, operando desde servidores de alta confianza. Permitiendo que los nuevos clientes puedan conectarse a la red de forma automática y sin necesidad de intervención manual por parte de un usuario. Aunque puede darse el caso en el que algunos de estos nodos puedan llegar a ser deshonestos, causando un impacto negativo dentro de la red. Por lo que no se recomienda depositar la confianza en un único nodo semilla.

Servidores DNS seed (DNS semilla)

En Bitcoin cuando los nodos se conectan por primera vez, no conocen las direcciones IP de ninguno de los nodos completos que se encuentran activos en la red. Por lo que requieren conectarse a un nodo semilla para obtener estas direcciones IP. Solo así podrán conectarse con al menos uno de los nodos completos activos sin importar dónde éste se ubique geográficamente.

Entonces, al momento de encontrar los pares con los que se puede establecer una nueva conexión entrante para los nuevos nodos, los nodos semillas tienen dos opciones:  consultan los DNS semillas de Bitcoin o directamente conectarse a los nodos semillas codificados dentro de Bitcoin.

Los DNS semillas buscan facilitar la tarea de obtener y proporcionar la lista con las direcciones IP de los nodos completos a los nuevos nodos que desean unirse a la red por primera vez. Por lo que estos servidores son uno de los mecanismos que utiliza la red Bitcoin para brindar, de forma confiable y segura, una lista con las direcciones IP de los nodos completos estables que permanecen conectados al sistema y con los que se puede establecer una nueva conexión.

Luego de que se establezca una nueva conexión con alguno de los nodos completos activos de Bitcoin, el nuevo nodo envía un mensaje con su dirección IP al nodo más próximo o cercano que tenga. Quien a su vez, reenviará el mensaje con la dirección IP de ese nuevo nodo conectado al nodo más cercano. Este proceso lo realizan los nodos activos de forma sucesiva con la finalidad de dar a conocer al nuevo nodo conectado en la red. Y que así se pueda establecer una buena conexión con este nuevo nodo.

Por otra parte, en la red Bitcoin se manejan dos tipos de servidores semilla DNS: los servidores DNS dinámicos y los servidores DNS estáticos. En el primer caso, las direcciones IP son obtenidas de forma automática cada vez que se realiza un escaneo a la red; por lo que estos servidores proporcionan una lista de nodos completos activos en la red. Mientras que los servidores DNS estáticos utilizan actualizaciones manuales para obtener las direcciones IP de los nodos completos. Haciendo que sea más probable añadir direcciones IP de nodos que ya no están activos en la red.

Nodo semilla en otras blockchains

Si bien, Bitcoin ha sido el primero en implementar los nodos semillas, esta funcionalidad no es única de Bitcoin. El resto de criptomonedas que siguen el esquema de red implementado por Bitcoin también usan este sistema para permitir el funcionamiento de su red. Por ejemplo, en Ethereum podemos ver a los bootnodes, que no son más que los nodos semillas de la red. Estos nodos son accesibles vía DNS o por medio de los nodos ya codificados en sus clientes, como lo podemos ver en este enlace.