Was sind Knoten?
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Was sind Knoten?

Was sind Knoten?

Anfänger
Veröffentlicht Nov 29, 2018Aktualisiert Aug 17, 2023
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Was sind Knoten (Nodes)?

Die Definition eines Knotens kann je nach Kontext, in dem er verwendet wird, stark variieren. Im Kontext von Computer- oder Telekommunikationsnetzwerken, k√∂nnen Knoten unterschiedliche Zwecke erf√ľllen. Sie dienen entweder als Umverteilungspunkt oder als Kommunikationsendpunkt. Normalerweise besteht ein Knoten aus einem physikalischen Netzwerkger√§t, allerdings gibt es einige spezifische F√§lle, in denen auch virtuelle Knoten verwendet werden.¬†

Einfach ausgedr√ľckt, ist ein¬†Netzwerkknoten¬†ein Punkt, an dem eine¬†Nachricht¬†erstellt,¬†empfangen oder √ľbertragen¬†werden kann. Im Folgenden werden die verschiedenen Arten von Bitcoin-Knoten diskutiert:¬†Full Nodes, Super Nodes, Miner Nodes¬†und¬†SPV-Clients.


Bitcoin-Knoten

Das Netzwerk von Computerknoten erm√∂glicht es Bitcoin als dezentrale Peer-to-Peer (P2P)-Digitalw√§hrung eingesetzt zu werden, die bewusst zensurresistent ist und bei der kein Zwischenh√§ndler ben√∂tigt wird um Transaktionen von einem Nutzer zum anderen durchzuf√ľhren (egal wie weit entfernt sie voneinander auf der Welt sind).

Daher sind Blockchain-Knoten daf√ľr verantwortlich als Kommunikationspunkt zu fungieren, der verschiedene Funktionen erf√ľllen kann. Jeder Computer oder jede Vorrichtung, die sich mit der Bitcoin-Schnittstelle verbindet, kann als ein Knoten in dem Sinne betrachtet werden, dass sie irgendwie miteinander kommunizieren. Diese Knoten sind auch in der Lage, Informationen √ľber Transaktionen und Bl√∂cke innerhalb des verteilten Netzwerks von Computern unter Verwendung des Bitcoin Peer-to-Peer-Protokolls zu √ľbertragen. Jeder Computerknoten ist jedoch entsprechend seiner spezifischen Funktionen definiert, so dass es verschiedene Arten von Bitcoin-Knoten gibt.

 

Full Nodes

Full Nodes sind diejenigen Knoten, die Bitcoin wirklich unterst√ľtzen und Sicherheit bieten, und sind daher f√ľr das Netzwerk unerl√§sslich. Diese Knoten werden auch als voll validierende Knoten bezeichnet, da sie sich in den Prozess der √úberpr√ľfung von Transaktionen und Blocks gem√§√ü den Konsensregeln des Systems einbringen. Full Nodes sind auch in der Lage neue Transaktionen und Bl√∂cke an die Blockchain weiterzugeben.¬†

Normalerweise lädt ein Full Node mit jedem Block und jeder Transaktion eine Kopie der Bitcoin-Blockchain herunter. Jedoch ist dies keine Voraussetzung, um als Full Node anerkannt zu werden (es kann stattdessen eine komprimierte Kopie der Blockchain verwendet werden).

Ein Bitcoin Full Node kann durch verschiedene Software-Implementierungen eingerichtet werden, aber die am h√§ufigsten verwendete und beliebteste ist der Bitcoin Core. Dies sind die Mindestanforderungen f√ľr den Betrieb eines Bitcoin Core Full Node:

  • Desktop oder Laptop mit einer aktuellen Version von Windows, Mac OS X oder Linux.

  • 200 GB freier Festplattenspeicher.

  • 2 GB Arbeitsspeicher (RAM).

  • High-Speed-Internetverbindung mit Upload-Geschwindigkeiten von mindestens 50 kB/s.

  • Eine geb√ľhrenlose Verbindung oder eine Verbindung mit hohen Upload-Limits. Full Nodes k√∂nnen eine Upload-Nutzung von 200 GB/Monat und eine Download-Nutzung von 20 GB/Monat erreichen oder gar √ľberschreiten. Du musst auch ~200GB herunterladen, wenn du deinen Full Node zum ersten Mal startest.

  • Dein Full Node sollte mindestens 6 Stunden am Tag laufen. Noch besser, wenn du es kontinuierlich laufen l√§sst (24/7).


Viele Freiwilligenorganisationen und Benutzer betreiben Bitcoin Full Nodes, um dem Bitcoin-√Ėkosystem zu helfen. Derzeit laufen etwa 9.700 √∂ffentliche Knoten im Bitcoin-Netzwerk. Beachte, dass diese Nummer nur die √∂ffentlichen Knoten umfasst, die sich auf die h√∂renden Bitcoin-Knoten beziehen, die sichtbar und zug√§nglich sind (auch bekannt als Listening Nodes).¬†

Neben den √∂ffentlichen Knoten gibt es viele andere versteckte Knoten, die nicht sichtbar sind (non-listening Nodes). Diese Knoten arbeiten normalerweise hinter einer Firewall, √ľber versteckte Protokolle wie Tor oder einfach nur, weil sie konfiguriert wurden, um nicht auf Verbindungen zu warten.


Listening Nodes (Super Nodes)

Im Wesentlichen ist ein Listening Node oder Super Node ein Full Node, der √∂ffentlich sichtbar ist. Es kommuniziert und stellt Informationen f√ľr jeden anderen Knoten bereit, der sich entscheidet, eine Verbindung mit ihm herzustellen. Daher ist ein Super Node im Grunde genommen ein Umverteilungspunkt, der sowohl als Datenquelle als auch als Kommunikationsbr√ľcke dienen kann.¬†

Ein zuverl√§ssiger Super Node l√§uft typischerweise rund um die Uhr und hat mehrere etablierte Verbindungen, die die Blockchain-Historie und Transaktionsdaten an mehrere Knoten auf der ganzen Welt √ľbertragen. Aus diesem Grund ben√∂tigt ein Super Node wahrscheinlich mehr Rechenleistung und eine bessere Internetverbindung als ein Full Node der versteck ist.


Miner Nodes

Um Bitcoins im gegenw√§rtigen, regen Wettkampf effektiv minen zu k√∂nnen, muss man in spezialisierte Mining Hardware und Programme investieren. Diese Mining-Programme (Software) stehen nicht in direktem Zusammenhang mit Bitcoin Core. Sie werden parallel ausgef√ľhrt, mit dem Ziel Bitcoin-Bl√∂cke zu minen. Ein Miner kann w√§hlen, ob er allein (Solo-Miner) oder in Gruppen (Pool-Miner) arbeitet.¬†

W√§hrend die¬†Full Nodes der Solo-Miner¬†ihre eigene Kopie der Blockchain nutzen, arbeiten Pool-Miner zusammen, indem jeder eigenen Rechenressourcen (Hashpower) zur Verf√ľgung stellt. In einem Mining-Pool ist lediglich der Administrator des Pools erforderlich einen Full Node zu betreiben - der als¬†Full Nodes eines Pool-Miners¬†bezeichnet werden kann.


Leichtgewichtige oder SPV-Clients

Lightweight Clients, auch bekannt als Simplified Payment Verification (SPV) Clients, sind diejenigen, die das Bitcoin-Netzwerk nutzen, aber nicht wirklich als Full Nodes fungieren. Daher tragen SPV-Clients nicht zur Sicherheit des Netzwerks bei, da sie keine Kopie der Blockchain aufbewahren und sich nicht an der Verifizierung und Validierung von Transaktionen beteiligen. 

Kurz gesagt, SPV ist die Methode, mit der ein Benutzer √ľberpr√ľfen kann, ob konkrete Transaktionen in einem Block enthalten waren oder nicht, ohne die gesamten Blockdaten herunterladen zu m√ľssen. SPV-Clients verlassen sich daher auf die Informationen anderer Full Nodes (Super Nodes). Die Lightweight Clients fungieren als Kommunikationsendpunkte und werden von vielen Kryptow√§hrungs-Wallets verwendet.


Client- vs Mining Nodes

Es ist wichtig zu beachten, dass das Ausf√ľhren eines Full Nodes nicht dasselbe ist wie das Ausf√ľhren eines Full Mining Nodes. Auch wenn Miner in teure Mining-Hard- und -Software investieren m√ľssen, kann jeder einen vollst√§ndigen Validierungsknoten betreiben. Au√üerdem muss ein Miner, bevor er versucht einen Block zu minen, ausstehende Transaktionen sammeln, die zuvor von den Full Nodes als g√ľltig akzeptiert wurden. Als n√§chstes erstellt der Miner einen Kandidatenblock (mit einer Gruppe von Transaktionen) und versucht diesen Block zu minen. Wenn es dem Miner gelingt eine g√ľltige L√∂sung f√ľr diesen Block zu finden, sendet er ihn an das Netzwerk und die anderen Full Nodes √ľberpr√ľfen die G√ľltigkeit des Blocks.¬†Daher werden die Konsensregeln durch das verteilte Netzwerk von Validierungsknoten und nicht durch die Miner bestimmt und gesichert.


Fazit

Bitcoin-Knoten kommunizieren √ľber das Bitcoin P2P-Netzwerkprotokoll miteinander und garantieren so die Integrit√§t des Systems. Ein Knoten, der sich schlecht verh√§lt oder versucht, falsche Informationen zu verbreiten, wird von den ehrlichen Knoten schnell erkannt und vom Netzwerk getrennt.

Obwohl der Betrieb eines vollst√§ndigen Validierungsknotens keine finanziellen Vorteile bietet, wird er dringend empfohlen, da er den Benutzern Vertrauen, Sicherheit und Datenschutz bietet. Full Nodes stellen sicher, dass die Regeln eingehalten werden. Sie sch√ľtzen die Blockchain vor Angriffen und Betrug (z.B. durch Doppelausgaben). Zudem muss ein Full Node anderen nicht vertrauen und erm√∂glicht es dem Benutzer die volle Kontrolle √ľber sein Geld zu bewahren.

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