Definice uzlu se může v závislosti na kontextu lišit. V případě počítačových nebo telekomunikačních sítí mohou uzly fungovat buď jako přerozdělovací bod, nebo koncový komunikační bod. Uzel je obvykle tvořen fyzickým síťovým zařízením, ale v některých případech se používají i virtuální uzly.
Síťový uzel je místo, kde lze vytvořit, přijmout nebo odeslat zprávu. V tomto článku se podíváme na různé typy bitcoinových uzlů: plné uzly, superuzly, těžařské uzly a SPV klienty.
Bitcoinové uzly
V kontextu blockchainů, které jsou navrženy jako distribuované systémy, je síť počítačových uzlů to, co umožňuje používat Bitcoin jako decentralizovanou peer-to-peer digitální měnu. Jako takový je ze své podstaty odolný vůči cenzuře a nevyžaduje pro transakce mezi uživateli prostředníka (bez ohledu na to, kde na světě se tito uživatelé nachází).
Blockchainové uzly tak fungují jako komunikační body, které mohou plnit různé funkce. Jakýkoli počítač nebo zařízení, které se připojí k bitcoinovému rozhraní, lze považovat za uzel v tom smyslu, že spolu nějakým způsobem komunikují. Tyto uzly dokáží v rámci distribuované sítě počítačů pomocí bitcoinového protokolu peer-to-peer také přenášet informace o transakcích a blocích. Každý počítačový uzel ale definují jeho konkrétní funkce, takže Bitcoin má různé typy uzlů.
Plné uzly
Plné uzly jsou ty, které jsou pro síť nepostradatelné a zabezpečují Bitcoin. Tyto uzly lze také označit jako plně validující uzly, protože se zapojují do procesu ověřování transakcí a bloků podle pravidel systémového konsensu. Plné uzly také přenáší nové transakce a bloky na blockchain.
Plný uzel obvykle s každým blokem a transakcí stahuje kopii bitcoinového blockchainu, ale není to podmínkou k tomu, aby byl považován za plný uzel (místo toho je možné použít zmenšenou kopii blockchainu).
Plný bitcoinový uzel lze vytvořit různými softwarovými implementacemi, ale nejpoužívanější a nejoblíbenější je Bitcoin Core. Toto jsou minimální požadavky na provoz plného uzlu pomocí Bitcoin Core:
Počítač nebo notebook s nejnovější verzí systému Windows, Mac OS X nebo Linux.
200 GB volného místa na disku.
2 GB paměti RAM.
Vysokorychlostní internetové připojení s rychlostí nahrávání alespoň 50 kB/s.
Připojení bez omezení nebo připojení s vysokými limity pro nahrávání. Plné uzly mohou při odesílání dat dosáhnout nebo překročit 200 GB za měsíc a při stahování 20 GB za měsíc. Před prvním spuštěním plného uzlu budete muset také stáhnout přibližně 200 GB dat.
Váš plný uzel by měl běžet alespoň 6 hodin denně. Vůbec nejlepší je ho ale provozovat nepřetržitě (24 hodin denně, 7 dní v týdnu).
Mnoho dobrovolnických organizací a uživatelů provozuje plné bitcoinové uzly jako způsob, jak bitcoinovému ekosystému pomoct. V roce 2018 měla bitcoinová síť v provozu zhruba 9 700 veřejných uzlů. Toto číslo zahrnuje pouze veřejné uzly, které jsou viditelné a přístupné, tzv. naslouchající uzly (listening nodes).
Kromě veřejných uzlů existuje mnoho dalších skrytých uzlů, které nejsou viditelné, tzv. nenaslouchající uzly (non-listening nodes). Tyto uzly jsou obvykle provozované za firewallem prostřednictvím skrytých protokolů jako je Tor, nebo jsou jednoduše nakonfigurovány tak, aby nenaslouchaly spojením.
Naslouchající uzly (superuzly)
Naslouchající uzel nebo superuzel je v podstatě plný uzel, který je veřejně viditelný. Komunikuje a poskytuje informace všem ostatním uzlům, které se s ním rozhodnou navázat spojení. Superuzel je tedy v podstatě přerozdělovací bod, který může fungovat jako zdroj dat i jako komunikační most.
Spolehlivý superuzel obvykle běží 24 hodin denně, 7 dní v týdnu a má několik navázaných spojení, která přenášejí blockchainovou historii a data o transakcích dalším uzlům po celém světě. Proto bude superuzel ve srovnání s plným uzlem, který je skrytý, pravděpodobně vyžadovat větší výpočetní výkon a lepší připojení k internetu.
Těžařské uzly
Abyste mohli v současném konkurenčním prostředí těžit bitcoiny, musíte investovat do specializovaného těžařského hardwaru a programů. Tyto těžařské programy (software) nesouvisí s klientem Bitcoin Core a o těžbu bloků Bitcoinu se snaží v paralelním zapojení. Těžař může pracovat sám (sólo těžař) nebo ve skupině (těžařské pooly).
Zatímco samostatné těžařské uzly používají vlastní kopii blockchainu, těžaři v poolech spolupracují a každý přispívá svým výpočetním výkonem (hashovacím výkonem). V těžařském poolu musí plný uzel provozovat pouze správce poolu. Tomuto uzlu se říká plný uzel těžařského poolu.
Lehcí (SPV) klienti
Lehcí klienti, známí také jako SPV klienti (Simplified Payment Verification – klienti pro zjednodušené ověřování plateb), využívají bitcoinovou síť, ale nefungují jako plné uzly. SPV klienti nepřispívají k bezpečnosti sítě, protože neuchovávají kopii blockchainu a neúčastní se procesu ověřování a validace transakcí.
SPV je stručně řečeno metoda, pomocí které může uživatel zkontrolovat, jestli některé transakce byly nebo nebyly zahrnuty do bloku, aniž by musel stahovat data celého bloku. SPV klienti se tedy spoléhají na informace poskytované jinými plnými uzly (superuzly). Lehcí klienti fungují jako komunikační koncové body a používá je mnoho peněženek s kryptoměnami.
Klient vs. těžařský uzel
Spuštění plného uzlu není totéž jako spuštění plného těžařského uzlu. Těžaři musí investovat do drahého těžebního hardwaru a softwaru, ale plný validační uzel může provozovat kdokoli.
Než se těžař pokusí vytěžit blok, musí shromáždit čekající transakce, které byly plnými uzly uznány za platné. Pak těžař vytvoří kandidátský blok (se skupinou transakcí) a pokusí se ho vytěžit. Pokud se těžaři podaří najít platné řešení pro svůj kandidátský blok, odvysílá ho do sítě, aby jeho platnost mohly ověřit ostatní plné uzly. Pravidla konsensu proto určuje a zabezpečuje distribuovaná síť validačních uzlů, ne těžaři.
Závěrem
Bitcoinové uzly mezi sebou komunikují prostřednictvím síťového P2P protokolu Bitcoinu, a tím zajišťují integritu systému. Uzel, který se nechová správně nebo se snaží šířit nesprávné informace, poctivé uzly velmi rychle rozpoznají a následně dojde k jeho odpojení ze sítě.
Přestože provoz plného validačního uzlu nepřináší finanční odměnu, jeho využití se doporučuje, protože uživatelům poskytuje důvěru, bezpečnost a soukromí. Plné uzly zajišťují dodržování pravidel a chrání blockchain proti útokům a podvodům (například dvojí útratě). Plný uzel navíc nemusí důvěřovat ostatním a poskytuje uživateli plnou kontrolu nad jeho penězi.