Das Bitcoin-Protokoll enthält Regeln, die eingehalten werden müssen. Es gibt jedoch keine zentrale Behörde, die sie ausführt. Da es sich um ein Peer-to-Peer-System handelt, überwachen Benutzer diese Aufgabe über ihren Knoten.
In diesem Artikel erklären wir alles, was Sie über Bitcoin-Knoten wissen müssen.
Was ist ein Bitcoin-Node?
Ein Bitcoin-Knoten ist ein Computer, auf dem die Bitcoin-Software ausgeführt wird. Er speichert seine eigene Version der Blockchain und verteilt Transaktionsinformationen.
Alle Knoten repräsentieren daher das Bitcoin-Netzwerk selbst. Wenn Sie also mit Bitcoin interagieren möchten, unabhängig davon, ob Sie eine Transaktion durchführen oder am Mining teilnehmen möchten, müssen Sie eine Verbindung zu einem Knoten herstellen. Unter anderem muss Ihre Bitcoin-Wallet in der Lage sein, eine Verbindung zu einem Node herzustellen, um das mit Ihren Adressen verknüpfte Bitcoin-Guthaben abzurufen und Ihre Transaktionen zu übertragen.
Die Anzahl der Knoten auf Bitcoin lässt sich nicht genau bestimmen, da die meisten von ihnen unter Tor („The Onion Router“, einem Kommunikationsnetzwerk, das den Verkehr anonymisiert) funktionieren. Einige Schätzungen gehen jedoch von 40.000 bis 150.000 aus, verteilt auf der ganzen Welt.
Ursprünglich wurde das Bitcoin-System so konzipiert, dass jeder Benutzer seinen eigenen Knoten hatte. Wenn Sie den Bitcoin Core-Client herunterladen, verfügen Sie außerdem gleichzeitig über einen Knoten und eine integrierte Brieftasche.
Abgesehen von diesem Bitcoin Core-Beispiel wird heute die Node-Funktion oft von der Wallet-Funktion unterschieden. Wir können uns also fragen, welche Rolle ein unabhängiger Knoten spielt?
Zunächst speichert jeder Knoten seine eigene Version der Blockchain. In der Tat gibt es keine zentrale Behörde für Bitcoin, die sich um die Verwaltung der Transaktionshistorie kümmern könnte. Es sind dann die Knoten, die dafür verantwortlich sind, die Blockchain von ihren Peers herunterzuladen, sie zu speichern, sie über die neuen Blöcke auf dem neuesten Stand zu halten und die dort gespeicherten Informationen zu verteilen.
Die zweite Rolle von Bitcoin-Knoten besteht darin, Transaktionen zu verifizieren und zu übertragen. Wenn ein Knoten eine neue Transaktion erhält, überprüft er, ob er die von ihm festgelegten Regeln einhält. Insbesondere überprüft er, ob die UTXO-Eingaben zu seinem UTXO-Set gehören, um sicherzugehen, dass die ausgegebenen Coins legitim sind. Es überprüft auch, ob die Transaktion die Bedingungen für die Ausgabe der betreffenden Bitcoins erfüllt. Wenn alles zu ihm passt, behält er diese neue Transaktion in seinem Mempool (Memory Pool) und überträgt sie an die anderen Knoten, mit denen er verbunden ist. Dieser Überprüfungs- und Verbreitungsprozess wird mit den folgenden Knoten fortgesetzt.
Die dritte Rolle von Bitcoin-Knoten besteht darin, die Gültigkeit der von Minern erstellten Blöcke zu überprüfen und sie an ihre Kollegen zu verteilen. Sie stellen sicher, dass jeder Block gültig ist. Insbesondere überprüfen sie, ob sie die Bedingungen für den Arbeitsnachweis erfüllen.
Schließlich kann jeder Bitcoin-Knoten seine eigenen Regeln wählen und wägt bei Änderungen im Bitcoin-Protokoll ein gewisses wirtschaftliches Gewicht ab.
Was ist der Unterschied zwischen einem Node und einem Minor?
Bitcoin-Knoten und Miner werden oft miteinander verwechselt. Ihre Natur und ihre Rollen sind jedoch sehr unterschiedlich.
Ursprünglich wurde Bitcoin so konzipiert, dass jeder Knoten am Mining-Prozess teilnimmt. Tatsächlich war die Software, als Bitcoin Anfang der 2010er Jahre heruntergeladen wurde, gleichzeitig ein Node, eine Wallet und ein Miner.
Mit der schrittweisen Einführung von Bitcoin ist das Mining zunehmend wettbewerbsfähiger geworden, sodass der Prozess heute fast vollständig industrialisiert ist. Heute ist der Mining-Schwierigkeitsgrad so groß, dass es fast unmöglich ist, einen Bitcoin-Block mit einem herkömmlichen Computer abzubauen. Daher wird der Großteil des Minings heute auf speziellen Computern namens ASICS durchgeführt, die speziell für das Bitcoin-Mining optimiert sind. Alle Knoten nehmen daher nicht mehr am Mining-Prozess teil. Ab sofort gilt es dann, klar zwischen der Rolle des Knotens und der Rolle des Minderjährigen zu unterscheiden.
Die Rolle des Knotens haben wir im vorherigen Teil detailliert beschrieben:
Es speichert die Blockchain;
Es überprüft und verbreitet Transaktionen;
Es prüft und verteilt die Blöcke;
Es legt die Regeln des Protokolls fest.
Die Rolle des Miners besteht darin, Transaktionen im Mempool auszuwählen, die auf eine Bestätigung warten, daraus einen Kandidatenblock zu erstellen und nach Nonces zu suchen, die es ermöglichen, den Block zu validieren. Der Minor muss also mit einem Knoten verbunden sein oder selbst einer sein. Im letzteren Fall sprechen wir von einem „Mining-Knoten“.
In Bezug auf die Hardware benötigt ein Bitcoin-Knoten eine gewisse Speicherkapazität, kann aber auf leichten Maschinen ausgeführt werden. Es ist sogar möglich, einen Bitcoin-Knoten auf einem Mikrocomputer wie einem Raspberry Pi auszuführen. Es ist daher nicht notwendig, in teure Computer zu investieren, um Ihren eigenen Knoten zu betreiben.
Darüber hinaus bringt Ihnen der Betrieb eines Bitcoin-Knotens im Gegensatz zum Mining keinen finanziellen Vorteil. Ich werde im Artikel der nächsten Woche erklären, welche Vorteile es hat, wenn du deinen eigenen Knoten spinnst.
Was sind die verschiedenen Arten von Bitcoin-Knoten?
Im Großen und Ganzen gibt es zwei verschiedene Arten von Bitcoin-Knoten. Jeder beantwortet bestimmte Probleme und hat seine eigenen Vor- und Nachteile.
Der erste Knotentyp ist der vollständige Knoten (auf Englisch ein „vollständiger Knoten“). Seitdem verifiziert und verwaltet es die gesamte Bitcoin-Blockchain Der Genesis-Block. Der vollständige Knoten ermöglicht die unabhängige Überprüfung aller Bitcoin-Transaktionen. Somit bietet es seinem Benutzer alle Überprüfungsgarantien.
Der Genesis-Block ist der erste Block, der auf Bitcoin abgebaut wird. Er wurde am 3. Januar 2009 von Satoshi Nakamoto erstellt.
Der zweite Knotentyp ist der Lightweight Node, der als SPV-Knoten bezeichnet wird für“ Vereinfachte Zahlungsüberprüfung “. Diese Systeme speichern nur Block-Header, aber sie speichern und verifizieren keine Transaktionen. Sie sind daher viel leichter als ein Full-Node und können auf Computern mit noch eingeschränkterem Strom- und Speicherplatz verwendet werden, wie beispielsweise einem Smartphone. Ein leichter Knoten ist zwangsläufig auf volle Knoten angewiesen. Er ist nicht vollständig unabhängig und bietet nicht das gleiche Maß an Vertrauen.
Manche unterscheiden auch zwischen beschnittenen Knoten (auf Englisch „Pruned Node“). Ein bereinigter Knoten ist eigentlich ein vollständiger Knoten, mit dem Unterschied, dass er die Blockchain nur bis zu einer bestimmten Speichergrößenbeschränkung hält. Beim Pruning handelt es sich um einen Parameter, mit dem festgelegt werden kann, dass alte Blöcke, nachdem sie überprüft wurden, schrittweise entfernt werden, sodass nur die neuesten Blöcke erhalten bleiben. Wenn Ihre Speicherkapazität wirklich begrenzt ist, kann dies eine attraktive Option sein, die mehr Garantien bietet als ein einfacher SPV-Knoten.
Wie richte ich einfach einen eigenen Bitcoin-Knoten ein?
Der bekannteste Bitcoin-Node-Client ist Bitcoin Core, eine Software, die direkt von der 2009 von Satoshi Nakamoto bereitgestellten Bitcoin-Software abstammt. Mit Bitcoin Core können Sie einen kompletten Bitcoin-Knoten und eine integrierte Wallet direkt auf Ihrem PC haben.
Die angebotenen Optionen von Bitcoin Core sind jedoch weiterhin begrenzt. Daher gibt es zahlreiche andere Implementierungen, mit denen Sie Ihren Bitcoin-Knoten einfach und mit zusätzlichen Optionen installieren und verwenden können. Hier sind einige Beispiele für Implementierungen:
Jede dieser Implementierungen hat ihre eigenen Eigenschaften. Ich rate Ihnen daher, ihre Optionen zu prüfen, bevor Sie Ihre auswählen.
Da ein Bitcoin-Node immer online bleiben sollte, ist es oft am besten, Ihren Node auf einer vollständig dedizierten Hardware zu installieren. Du kannst deine verschiedenen Wallets über Tor mit deinem Node verbinden, indem du einen Indexer wie Electrs (Electrum Rust Server) oder Fulcrum verwendest. Diese Tools sind in der Regel in die Implementierung integriert.
Fazit
Bitcoin-Knoten sind Computer, auf denen das Protokoll ausgeführt wird. Sie müssen die Blockchain speichern, Bitcoin-Transaktionen verifizieren und übertragen sowie die neuen Blöcke verifizieren und übertragen.
Es gibt zwei Haupttypen von Bitcoin-Knoten:
Vollständige Knoten, die die gesamte Blockchain speichern;
Light Nodes (SPV), die nur Block-Header speichern.
Im Artikel der nächsten Woche nennen wir Ihnen 6 Gründe, warum Sie Ihren eigenen Bitcoin-Knoten betreiben sollten. Wir werden uns ansehen, welche Anreize es gibt, als Benutzer einen eigenen Node zu betreiben.
.png)
