Definitionen af en node kan variere afhængigt af konteksten. Når det kommer til computer- eller telekommunikationsnetværk, kan noder fungere enten som et omfordelingspunkt eller som et kommunikationsslutpunkt. Normalt består en node af en fysisk netværksenhed, men der er nogle tilfælde, hvor der bruges virtuelle noder.
En netværksnode er et punkt, hvor en meddelelse kan oprettes, modtages eller transmitteres. Hermed vil vi diskutere de forskellige typer Bitcoin-noder: fulde noder, supernoder, minernoder og SPV-klienter.
Bitcoin-noder
Hvis vi dykker ned i konteksten af blockchains – som er designet som distribuerede systemer – så er netværket af computernoder det, der gør det muligt for Bitcoin at blive brugt som en decentraliseret digital peer to peer (P2P)-valuta. Som sådan er den tilrettelagt, så den ikke kan censureres, og der kræves ikke en mellemmand for transaktioner mellem brugerne (uanset hvor fjernt de befinder sig fra hinanden i verden).
Derfor fungerer blockchain-noder som et kommunikationspunkt, der kan udføre forskellige funktioner. Enhver computer eller enhed, der opretter forbindelse til Bitcoin-grænsefladen, kan betragtes som en node i den forstand, at de kommunikerer på én eller anden måde med hinanden. Disse noder kan også overføre informationer om transaktioner og blokke inden for det distribuerede netværk af computere ved hjælp af Bitcoins peer to peer-protokol. Hver computernode er dog defineret i henhold til dens særlige funktioner, så der er forskellige typer Bitcoin-noder.
Komplette noder
Fulde noder er dem, der virkelig understøtter og giver sikkerhed til Bitcoin, og de er uundværlige for netværket. Disse noder kan også betegnes som fuldt validerende noder, da de deltager i processen med at verificere transaktioner og blokke i forhold til systemets konsensusregler. Fulde noder er også i stand til at videresende nye transaktioner og blokke til blockchainen.
Normalt downloader en fuld node en kopi af Bitcoin-blockchainen for hver blok og transaktion, men dette er ikke et krav for at blive betragtet som en fuld node (en reduceret kopi af blockchainen kan bruges i stedet).
En fuld Bitcoin-node kan etableres gennem forskellige softwareimplementeringer, men den mest anvendte og populære er Bitcoin Core. Dette er minimumskravene for at køre den fulde node Bitcoin Core:
Stationær eller bærbar computer med en nyere version af Windows, Mac OS X eller Linux.
200 GB ledig diskplads.
2 GB hukommelse (RAM).
Højhastighedsinternetforbindelse med uploadhastigheder på mindst 50 KB/s.
En umålt forbindelse eller en forbindelse med høje uploadgrænser. Online fulde noder kan nå eller overstige et uploadforbrug på 200 GB/måned og et downloadforbrug på 20 GB/måned. Du skal også downloade ~200 GB, når du først starter din fulde node.
Din fulde node skal køre mindst 6 timer om dagen. Det er endnu bedre, hvis du kører den kontinuerligt (24/7).
Mange frivillige organisationer og brugere kører fulde Bitcoin-noder som en måde at hjælpe Bitcoin-økosystemet på. Siden 2018 har der været omkring 9.700 offentlige noder, der kører på Bitcoin-netværket. Bemærk, at dette tal kun inkluderer de offentlige noder, der henviser til de lyttende Bitcoin-noder, der er synlige og tilgængelige (aka. som lyttende noder).
Udover de offentlige noder er der mange andre skjulte noder, som ikke er synlige (ikke-lyttende noder). Disse noder fungerer normalt bag en firewall, gennem skjulte protokoller som Tor, eller de er blot konfigureret til ikke at lytte efter forbindelser.
Lyttende noder (supernoder)
I det væsentlige er en lyttende node eller supernode en fuld node, der er offentligt synlig. Den kommunikerer og giver informationer til enhver anden node, der beslutter at etablere en forbindelse med den. Derfor er en supernode dybest set et omfordelingspunkt, der kan fungere både som en datakilde og som en kommunikationsbro.
En pålidelig supernode kører typisk døgnet rundt, hele ugen og har flere etablerede forbindelser, der overfører blockchain-historikken og transaktionsdata til flere noder rundt om i verden. Af den grund vil en supernode sandsynligvis kræve mere beregningskraft og en bedre internetforbindelse sammenlignet med en fuld node, der er skjult.
Mineres noder
For at kunne mine Bitcoins i det nuværende konkurrenceprægede scenarie skal man investere i specialiseret mininghardware og -programmer. Disse miningprogrammer (software) er ikke direkte relateret til Bitcoin Core og køres parallelt for at forsøge at mine Bitcoin-blokke. En miner kan vælge at arbejde alene (solominer) eller i grupper (puljeminer).
Mens solomineres fulde noder gør brug af deres egen kopi af blockchainen, arbejder puljeminerne sammen, hvor hver bidrager til sine egne beregningsressourcer (hashpower). I en minepulje er det kun administratoren af puljen, der er forpligtet til at køre en fuld node – som kan betegnes som en puljeminers fulde node.
Letvægts- eller SPV-klienter
Letvægtsklienterne, der også er kendt som klienter med forenklet betalingsverifikation (SPV), er de klienter, der gør brug af Bitcoin-netværket, men som egentlig ikke fungerer som en fuld node. Derfor bidrager SPV-klienter ikke til netværkets sikkerhed, fordi de ikke opbevarer en kopi af blockchainen og ikke deltager i processen med at verificere og validere transaktioner.
Kort sagt er SPV den metode, hvorigennem en bruger kan kontrollere, om nogle transaktioner var inkluderet eller ej i en blok, uden at skulle downloade alle blokdataene. Således er SPV-klienter afhængige af oplysningerne fra andre fulde noder (supernoder). Letvægtsklienterne fungerer som kommunikationsslutpunkter og bruges af mange kryptovaluta-tegnebøger.
Klient- vs. miningnoder
Det er vigtigt at bemærke, at det at køre en fuld node ikke er det samme som at køre en fuld miningnode. Mens minere skal investere i dyr mininghardware og -software, kan enhver køre en fuldt validerende node.
Før en miner forsøger at mine en blok, skal mineren samle afventende transaktioner, der tidligere blev accepteret som gyldige af de fulde noder. Dernæst opretter mineren en kandidatblok (med en gruppe transaktioner) og forsøger at mine den pågældende blok. Hvis en miner formår at finde en gyldig løsning til sin kandidatblok, sender mineren den til netværket, så andre fulde noder kan verificere gyldigheden af blokken. Derfor fastsættes og sikres konsensusreglerne af det distribuerede netværk af validerende noder og ikke af minerne.
Sammenfatning
Bitcoin-noder kommunikerer med hinanden gennem Bitcoin P2P-netværksprotokollen, og ved at gøre det garanterer de systemets integritet. En node, der opfører sig forkert eller forsøger at udbrede forkerte oplysninger, bliver hurtigt genkendt af de ærlige noder og fjernet fra netværket.
På trods af, at det ikke giver økonomiske belønninger at køre en fuldt validerende node, anbefales det i høj grad, fordi det giver brugerne tillid, sikkerhed og privatliv. Fulde noder sikrer, at reglerne følges. De beskytter blockchain mod angreb og bedrag (såsom dobbeltforbrug). Derudover behøver en fuld node ikke at stole på andre, og det giver brugeren mulighed for at have total kontrol over sine penge.