Блокчейн-ноды в разных криптовалютах: что это и какие виды бывают

Блокчейн называют одноранговой или пиринговой децентрализованной сетью (от англ. P2P или Peer-to-Peer Network), которая состоит из узлов (нод). Разбираемся, что такое блокчейн-ноды, какими они бывают и какую выполняют роль в децентрализованной сети.

Понятие блокчейн-нод (узлов)

Ноды – основные компоненты блокчейна: без них сеть не могла бы функционировать. Нода – это вычислительная единица (любой компьютер или узел) в сети, обеспечивающая ее работу.

Все транзакции распределены между нодами, которые хранят одинаковую валидную копию блокчейна в своей памяти. Согласно p2p-протоколу, каждое вычислительное устройство в сети должно записывать историю транзакций в хронологическом порядке, сохраняя ее в неизменном виде.

Особенности нод в разных блокчейнах

Ноды в PoW и PoS-сетях выполняют схожие функции: проверяют блоки и добавляют их в блокчейн-сеть. Отличия заключаются в особенностях алгоритма консенсуса:

• Proof-of-Work использует вычислительные ресурсы для решения математических задач, сложность которых растет по мере увеличения хэшрейта, чтобы время добычи блоков всегда сохранялось приблизительно одинаковым (10 минут в блокчейне биткоина). Чем больше общая вычислительная мощность майнеров, тем выше хешрейт сети и наоборот. В алгоритме PoW заложен халвинг – дефляционный механизм, уменьшающий награды майнеров вдвое со временем.

• В Proof-of-Stake

  вместо оборудования для генерации монет узлы блокируют монеты в своем кошельке (стейкинг). Таким образом, пользователи, которые стейкают монету сразу инвестируют в криптовалюту, а не покупают оборудование для ее добычи. Вместо халвинга для сдерживания инфляции, используется иной механизм: иногда награды уменьшаются по мере роста суммы застейканных монет.

Функции, которые выполняют ноды

Как уже говорилось ранее, основная задача нод в разных блокчейнах – это поддержание функционирования сети.

Благодаря структуре нод, независимо от алгоритма консенсуса, у блокчейна отсутствует единая точка отказа: если один или несколько узлов отключатся от сети, система продолжает функционировать.

И в PoW, и в PoS все ноды могут выполнять базовые функции, например: получать, хранить и отправлять монеты, обменивать криптоактивы (своп), голосовать на платформе и прочее. При этом, в зависимости от алгоритма консенсуса, ряд функции нод в PoW и PoS – отличается.

Так, в алгоритме PoS функции, которые выполняют ноды, можно условно разделить на две категории: базовые и привилегированные.

В PoS-блокчейнах привилегированные функции доступны не всем нодам. К таким функциям относятся: валидация и добавление новых блоков в цепочку, хранение копии блокчейна, подтверждение транзакций или стейкинг. Ноды с расширенным набором функций требуют специальной конфигурации для запуска и требовательны к производительности компьютера.

Консенсус в децентрализованной сети: зачем создавать блокчейн-ноды

Прежде, чем добавить транзакции в новый блок, которые затем запишутся в блокчейн, узлы должны достичь консенсуса между собой. Другими словами, согласиться с тем, что генерируемые блоки валидны и содержат подлинные транзакции.

Каждая нода хранит цифровую копию блокчейна и при отправке транзакции проверяет историю, сопоставляя со своим экземпляром. Каждому узлу известно, сколько и на каких адресах содержится монет. Если кто-либо попытается отправить транзакцию с большей суммой, чем имеет или потратить одну и ту же сумму дважды, остальные узлы это выявят и предотвратят попытку обмана. Это решает проблему двойного расходования.

Чтобы подделать транзакцию, необходимо заменить всю историю транзакций на всех узлах сети. В PoW-сети такое возможно только в случае, если завладеть более чем половиной вычислительной мощности сети или хешрейта. Ситуация, при которой в одних руках сосредоточена большая доля сети, называется «атакой 51%». Тогда майнер может создать альтернативную копию блокчейн-цепи и подменить ею основную.

В PoS-сети нодам, чтобы получить право голоса за добавление блоков, необходимо стать валидаторами и застейкать большую сумму активов, поэтому валидаторы не заинтересованы во взломе.

Виды и типы нод. Разница между полными и облегченными узлами

Блокчейн поддерживает различные узлы: облегченные и полные. Облегченные выполняют только базовые функции, а полные хранят больше данных, что требует более производительных компьютеров.

Рассмотрим типы узлов, существующие в децентрализованной сети.

Полная нода

Полные ноды (Full Nodes), как следует из названия, являются целостными сетевыми узлами, выполняющими полный набор функций в блокчейне: подтверждают подлинность транзакций, обеспечивая безопасность сети, и хранят на жестком диске копию блокчейна – непрерывную последовательную цепочку блоков.

Если блок сформирован, то полные ноды примут его и добавят в основную цепь. Невалидные транзакции с недействительной подписью не смогут попасть в блок, такие транзакции будут отклонены и не будут записаны в блокчейн.

Мастернода

Некоторые блокчейны поддерживают более двух типов нод и даже систему ранжирования. Одной из таких платформ стал протокол Dash, который первый ввел систему мастернод – привилегированные узлы, выполняющие специальные функции. 

Dash позволяет совершать приватные транзакции через функцию PrivateSend и мгновенные переводы, используя InastantSend. Причем Dash представил гибридный протокол, поддерживающий PoW и PoS на разных уровнях сети.

Подробно про мастерноды в сети Dash мы рассказывали в отдельной статье, с которой можете ознакомиться по этой ссылке.

Облегченная нода

Это узел, выполняющий функции криптокошелька. Для совершения транзакций и других базовых операций пользователям не обязательно устанавливать полную ноду и хранить историю блокчейна. Для этого вы можете использовать любой легкий клиент. Облегченные узлы хранят только заголовки хешей и передают их на сервер, который выполняет функции полной ноды. Благодаря этому легкие кошельки быстрее синхронизируются с сетью и занимают мало памяти на жестком диске. 

Как установить полную биткоин-ноду 

Для запуска ноды установите клиент – оригинальный тяжелый биткоин-кошелек, который поддерживает все необходимые функции для запуска полных нод. Затем синхронизируйте с сетью – полная нода установлена.

Требования к системе

Как заработать с помощью блокчейн-ноды

Для получения дохода в сети PoW, такой как Bitcoin, требуется дорогостоящее и мощное майнинговое оборудование даже для майнинга в пулах. Помимо этого, майнеры несут высокие расходы за обслуживание и энергопотребление, а рентабельность напрямую связана с курсом криптовалюты

При определенных условиях стейкинг может стать лучшей альтернативой майнингу, и вот почему: вам не нужно покупать оборудования для добычи монет. Чтобы застейкать криптовалюту, вам нужно создать кошелек, пополнить его коинами и делегировать их валидатору, после чего начнете получать пассивный доход.

При этом, монеты остаются заблокированными в смарт-контракте, и валидатор не сможет их никак использовать. Запускать ноду не потребуется, но вы будете платить небольшую комиссию валидатору.

Вы можете запустить ноду самостоятельно, но некоторые современные протоколы экосистемы блокчейн, выдвигают к ним высокие требования для достижения наилучшей безопасности и производительности. Например, для запуска мастерноды в Dash нужно зарезервировать как минимум 1000 DASH, а валидатора Ethereum – 32 ETH.

Список PoS-блокчейнов со стейкингом

Количество платформ, основанных на Proof-of-Stake, перевалило за 100 только по данным . Из них более 10 входят в Топ-100 криптовалют по капитализации, а 5 платформы – в Топ-10.

Блокчейны, в которых вы можете застейкать и/или делегировать криптовалюту:

• Ethereum;

• Solana;

• Tron;

• VeChain;

• Cosmos;

• Toncoin;

• Cardano;

• Avalanche.

Полный список блокчейнов, поддерживающих стейкинг, вы найдете в соответствующем разделе на сайте .

Заключение

Блокчейн-ноды используются для обеспечения целостности и безопасности децентрализованной сети и предназначены для выполнения расширенных функций, таких как контроль над своими активами, хранение, обмен и майнинг криптовалюты. 

Пользователям, которые просто хотят переводить или обменивать криптоактивы, достаточно установить облегченную ноду или легкий криптокошелек. Кошельки, как правило, поддерживают стейкинг для получения дохода.