Ο ορισμός του κόμβου μπορεί να ποικίλλει, ανάλογα με το περιβάλλον. Όταν πρόκειται για δίκτυα υπολογιστών ή τηλεπικοινωνιών, οι κόμβοι μπορεί να λειτουργούν είτε ως σημείο αναδιανομής, είτε ως τελικό σημείο επικοινωνίας. Συνήθως, ένας κόμβος αποτελείται από μια φυσική συσκευή δικτύου, αλλά υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις στις οποίες χρησιμοποιούνται εικονικοί κόμβοι.
Ένας κόμβος δικτύου είναι ένα σημείο στο οποίο μπορεί να δημιουργηθεί, να ληφθεί ή να μεταδοθεί ένα μήνυμα. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τους διαφορετικούς τύπους κόμβων Bitcoin: πλήρεις κόμβοι, υπερκόμβοι (supernodes), κόμβοι εξόρυξης και πελάτες SPV.
Κόμβοι Bitcoin
Εμβαθύνοντας στο πλαίσιο των blockchain - τα οποία έχουν σχεδιαστεί ως κατανεμημένα συστήματα - το δίκτυο των κόμβων υπολογιστών είναι αυτό που καθιστά δυνατή τη χρήση του Bitcoin ως αποκεντρωμένο ψηφιακό νόμισμα peer-to-peer (P2P). Ως εκ τούτου, είναι ανθεκτικό στη λογοκρισία από άποψη σχεδιασμού και δεν απαιτεί μεσάζοντα για την πραγματοποίηση συναλλαγής από χρήστη σε χρήστη (ανεξάρτητα από το πόσο απομακρυσμένοι είναι στον κόσμο).
Επομένως, οι κόμβοι του blockchain λειτουργούν ως σημείο επικοινωνίας που μπορεί να εκτελεί διαφορετικές λειτουργίες. Οποιοσδήποτε υπολογιστής ή συσκευή που συνδέεται με τη διεπαφή Bitcoin μπορεί να θεωρηθεί ως κόμβος, με την έννοια ότι επικοινωνούν με κάποιον τρόπο μεταξύ τους. Αυτοί οι κόμβοι είναι επίσης σε θέση να μεταδίδουν πληροφορίες σχετικά με συναλλαγές και μπλοκ εντός του κατανεμημένου δικτύου υπολογιστών, χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο peer-to-peer του Bitcoin. Ωστόσο, κάθε κόμβος υπολογιστή ορίζεται σύμφωνα με τις ιδιαίτερες λειτουργίες του, επομένως υπάρχουν διαφορετικοί τύποι κόμβων Bitcoin.
Πλήρεις κόμβοι
Οι πλήρεις κόμβοι είναι αυτοί που πραγματικά υποστηρίζουν και παρέχουν ασφάλεια στο Bitcoin και είναι απαραίτητοι για το δίκτυο. Αυτοί οι κόμβοι ενδέχεται επίσης να αναφέρονται ως κόμβοι πλήρους επικύρωσης, καθώς εμπλέκονται στη διαδικασία επαλήθευσης των συναλλαγών και των μπλοκ, σύμφωνα με τους κανόνες συναίνεσης του συστήματος. Επίσης, οι πλήρεις κόμβοι είναι σε θέση να αναμεταδώσουν νέες συναλλαγές και μπλοκ στο blockchain.
Συνήθως, ένας πλήρης κόμβος πραγματοποιεί λήψη ενός αντιγράφου του blockchain του Bitcoin με κάθε μπλοκ και συναλλαγή, αλλά αυτό δεν αποτελεί προϋπόθεση για να θεωρείται πλήρης κόμβος (αντ' αυτού μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα μειωμένο αντίγραφο του blockchain).
Ένας πλήρης κόμβος Bitcoin μπορεί να δημιουργηθεί μέσω διαφορετικών εφαρμογών λογισμικού, αλλά ο πιο δημοφιλής και αυτός που χρησιμοποιείται περισσότερο είναι ο Πυρήνας Bitcoin. Αυτές είναι οι ελάχιστες προϋποθέσεις για την εκτέλεση ενός πλήρους κόμβου του Πυρήνα Bitcoin:
Desktop ή laptop με πρόσφατη έκδοση Windows, Mac OS X ή Linux.
200 GB ελεύθερου χώρου στον δίσκο.
2 GB μνήμης (RAM).
Σύνδεση υψηλής ταχύτητας στο διαδίκτυο, με ταχύτητες μεταφόρτωσης τουλάχιστον 50 kB/s.
Απεριόριστη σύνδεση ή μια σύνδεση με υψηλά όρια μεταφόρτωσης. Οι διαδικτυακοί πλήρεις κόμβοι μπορεί να φτάσουν ή να υπερβούν τη χρήση μεταφόρτωσης των 200 GB/μήνα και τη χρήση λήψης των 20 GB/μήνα. Θα χρειαστεί επίσης να πραγματοποιήσετε λήψη ~200 GB όταν ξεκινήσετε για πρώτη φορά τον πλήρη κόμβο σας.
Ο πλήρης κόμβος σας θα πρέπει να λειτουργεί τουλάχιστον 6 ώρες την ημέρα. Θα είναι ακόμα καλύτερα αν λειτουργεί συνέχεια (24/7).
Πολλές εθελοντικές οργανώσεις και χρήστες εκτελούν πλήρεις κόμβους Bitcoin, καθώς είναι ένας τρόπος να βοηθήσουν το οικοσύστημα Bitcoin. Το 2018, υπήρχαν περίπου 9.700 δημόσιοι κόμβοι που εκτελούνταν στο δίκτυο Bitcoin. Λάβετε υπόψη ότι αυτός ο αριθμός περιλαμβάνει μόνο τους δημόσιους κόμβους, οι οποίοι αναφέρονται στους κόμβους ακρόασης Bitcoin που είναι ορατοί και προσβάσιμοι (γνωστοί και ως κόμβοι ακρόασης).
Εκτός από τους δημόσιους κόμβους, υπάρχουν πολλοί άλλοι κρυφοί κόμβοι, οι οποίοι δεν είναι ορατοί (κόμβοι μη ακρόασης). Αυτοί οι κόμβοι συνήθως λειτουργούν πίσω από ένα τείχος προστασίας, μέσω κρυφών πρωτοκόλλων όπως το Tor, ή απλώς επειδή έχουν ρυθμιστεί να μην ακούν για συνδέσεις.
Κόμβοι ακρόασης (υπερκόμβοι)
Ουσιαστικά, ένας κόμβος ακρόασης ή υπερκόμβος είναι ένας πλήρης κόμβος που είναι δημόσια ορατός. Επικοινωνεί και παρέχει πληροφορίες σε οποιονδήποτε άλλον κόμβο αποφασίζει να δημιουργήσει μια σύνδεση μαζί του. Επομένως, ένας υπερκόμβος είναι στην ουσία ένα σημείο αναδιανομής που μπορεί να λειτουργήσει τόσο ως πηγή δεδομένων όσο και ως γέφυρα επικοινωνίας.
Ένας αξιόπιστος υπερκόμβος λειτουργεί συνήθως 24/7 και έχει πολλές καθιερωμένες συνδέσεις, μεταδίδοντας το ιστορικό και τα δεδομένα συναλλαγών του blockchain σε πολλούς κόμβους, σε όλον τον κόσμο. Για αυτόν τον λόγο, ένας υπερκόμβος θα απαιτεί πιθανώς περισσότερη υπολογιστική ισχύ και καλύτερη σύνδεση στο διαδίκτυο σε σύγκριση με έναν πλήρη κόμβο ο οποίος είναι κρυφός.
Κόμβοι εξόρυξης
Για να μπορέσει κάποιος να κάνει εξόρυξη Bitcoin στο τρέχον ανταγωνιστικό σενάριο, πρέπει να επενδύσει σε εξειδικευμένο υλικό και προγράμματα εξόρυξης. Αυτά τα προγράμματα εξόρυξης (λογισμικό) δεν σχετίζονται άμεσα με τον Πυρήνα Bitcoin και εκτελούνται παράλληλα για την προσπάθεια εξόρυξης μπλοκ Bitcoin. Ένας εξορύκτης ενδέχεται να επιλέξει να εργαστεί μόνος (ατομικός εξορύκτης) ή σε ομάδες (εξορύκτης δεξαμενής).
Ενώ οι πλήρεις κόμβοι των ατομικών εξορυκτών χρησιμοποιούν το δικό τους αντίγραφο του blockchain, οι εξορύκτες δεξαμενής συνεργάζονται και ο καθένας συνεισφέρει τους δικούς του υπολογιστικούς πόρους (ισχύς hash). Σε μια δεξαμενή εξόρυξης, μόνο ο διαχειριστής της δεξαμενής είναι απαραίτητος για την εκτέλεση ενός πλήρους κόμβου - ο οποίος μπορεί να αναφέρεται ως πλήρης κόμβος δεξαμενής εξόρυξης.
Ήπιοι (lightweight) ή πελάτες SPV
Γνωστοί και ως πελάτες απλοποιημένης επαλήθευσης πληρωμών (Simplified Payment Verification, ή SPV), οι ήπιοι πελάτες είναι αυτοί που χρησιμοποιούν το δίκτυο Bitcoin, αλλά δεν λειτουργούν πραγματικά ως ένας πλήρης κόμβος. Επομένως, οι πελάτες SPV δεν συμβάλλουν στην ασφάλεια του δικτύου επειδή δεν διατηρούν αντίγραφο του blockchain και δεν συμμετέχουν στη διαδικασία επαλήθευσης και επικύρωσης συναλλαγών.
Εν ολίγοις, η SPV είναι η μέθοδος μέσω της οποίας ένας χρήστης μπορεί να ελέγξει εάν ορισμένες συναλλαγές συμπεριλήφθηκαν ή όχι σε ένα μπλοκ, χωρίς να χρειάζεται να πραγματοποιήσει λήψη όλων των δεδομένων του μπλοκ. Έτσι, οι πελάτες SPV βασίζονται στις πληροφορίες που παρέχονται από άλλους πλήρεις κόμβους (υπερκόμβους). Οι ήπιοι πελάτες λειτουργούν ως τελικά σημεία επικοινωνίας και χρησιμοποιούνται από πολλά πορτοφόλια κρυπτονομισμάτων.
Κόμβοι πελάτη ή εξόρυξης
Είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη ότι η εκτέλεση ενός πλήρους κόμβου δεν είναι το ίδιο με την εκτέλεση ενός πλήρους κόμβου εξόρυξης. Ενώ οι εξορύκτες πρέπει να επενδύσουν σε ακριβό υλισμικό και λογισμικό εξόρυξης, οποιοσδήποτε μπορεί να εκτελέσει έναν κόμβο πλήρους επικύρωσης.
Πριν επιχειρήσει να πραγματοποιήσει εξόρυξη ενός μπλοκ, ένας εξορύκτης πρέπει να συγκεντρώσει εκκρεμείς συναλλαγές οι οποίες έγιναν αποδεκτές ως έγκυρες, προηγουμένως, από τους πλήρεις κόμβους. Στη συνέχεια, ο εξορύκτης δημιουργεί ένα υποψήφιο μπλοκ (με μια ομάδα συναλλαγών) και προσπαθεί να εξορύξει αυτό το μπλοκ. Εάν ένας εξορύκτης καταφέρει να βρει μια έγκυρη λύση για το υποψήφιο μπλοκ του, τη μεταδίδει στο δίκτυο, έτσι ώστε άλλοι πλήρεις κόμβοι να μπορούν να επαληθεύσουν την εγκυρότητα του μπλοκ. Επομένως, οι κανόνες συναίνεσης καθορίζονται και διασφαλίζονται από το κατανεμημένο δίκτυο των κόμβων επικύρωσης και όχι από τους εξορύκτες.
Συμπεράσματα
Οι κόμβοι Bitcoin επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω του πρωτοκόλλου του δικτύου Ρ2Ρ του Bitcoin και με αυτόν τον τρόπο εγγυώνται την ακεραιότητα του συστήματος. Ένας κόμβος που παρεκτρέπεται ή προσπαθεί να διαδώσει εσφαλμένες πληροφορίες αναγνωρίζεται γρήγορα από τους έντιμους κόμβους και αποσυνδέεται από το δίκτυο.
Παρά το γεγονός ότι η εκτέλεση ενός κόμβου πλήρους επικύρωσης δεν παρέχει οικονομικές ανταμοιβές, συνιστάται ιδιαίτερα επειδή παρέχει εμπιστοσύνη, ασφάλεια και απόρρητο στους χρήστες. Οι πλήρεις κόμβοι διασφαλίζουν ότι τηρούνται οι κανόνες. Προστατεύουν το blockchain από επιθέσεις και απάτες (όπως η διπλή δαπάνη). Επιπλέον, ένας πλήρης κόμβος δεν χρειάζεται να εμπιστεύεται άλλους και επιτρέπει στον χρήστη να έχει τον απόλυτο έλεγχο των χρημάτων του.