Die Popularität der Blockchain-Technologie wächst weltweit. Unternehmen und Einzelpersonen auf der ganzen Welt nutzen Blockchain für verschiedene Zwecke.
Ob Kryptowährungen, IT oder Gesundheitswesen, Blockchain breitet seine Flügel in jeder Dimension aus.
Dieses Konzept ist jedoch für den Großteil der Weltbevölkerung noch neu. Während viele noch geteilter Meinung sind, was die Sicherheit und Glaubwürdigkeit von Blockchains betrifft, wollen andere das Konzept weiter erforschen.
Wenn Sie daran interessiert sind, die Technologie zu erlernen, ist das Verständnis von Blockchain-Knoten von entscheidender Bedeutung. Wenn Sie ein Unternehmen oder Blockchain-Enthusiast sind, der eine sichere und erschwingliche Blockchain-basierte Lösung entwickeln möchte, hilft Ihnen das Wissen über Blockchain-Knoten.
Lassen Sie uns also Blockchain-Knoten und ihre Typen eingehend verstehen.
Inhaltsverzeichnis
Was ist Blockchain?
Eine Blockchain ist ein unveränderliches gemeinsames Hauptbuch, in dem Transaktionen gespeichert und Vermögenswerte in einem Netzwerk verfolgt werden. Es ist eine Datenbank, in der Daten in Blöcken statt in Zeilen und Spalten angeordnet sind, wie dies in herkömmlichen Datenbanken der Fall ist.
Der Begriff „Blockchain“ setzt sich aus zwei Wörtern zusammen – „Block“ und „Kette“. Jede verifizierte Transaktion oder Aufzeichnung in einem Blockchain-Netzwerk wird einem Block mit einem definierten Platz hinzugefügt. Wenn dieser Platz gefüllt ist, werden neue verifizierte Datensätze dem nächsten Block hinzugefügt, der durch Kryptografie an den vorherigen Block angehängt oder „verkettet“ wird.
Die Blockchain-Technologie wurde 2008 von Satoshi Nakamoto erfunden, dessen Identität unbekannt ist.
Seine Schlüsselelemente sind:
- Dezentralisierung: Blockchain ist ein dezentralisiertes System, das keiner einzelnen Person gehört, und jeder mit Erlaubnis kann darauf zugreifen. Es wird auch als Distributed Ledger Technology (DLT) bezeichnet, da es sich um ein verteiltes Ledger handelt, das zugehörige Datensätze enthält und es Benutzern ermöglicht, Peer-to-Peer-Transaktionen zu speichern, zu teilen und durchzuführen.
- Unveränderlichkeit: Jeder Datensatz in einer Blockchain ist mit einem Zeitstempel versehen, um Manipulationen und doppelte Datensätze zu vermeiden. Wenn ein Datensatz einen Fehler enthält, muss ein neuer Datensatz mit einer Korrektur hinzugefügt werden, damit beide Datensätze sichtbar sind.
- Transparenz: Die meisten Blockchains, mit Ausnahme der privaten, sind Open Source ohne zentrale Autorität. Daher kann jeder auf seinen Code zugreifen und Änderungen vorschlagen, was das gegenseitige Vertrauen und die Transparenz zwischen den Mitgliedern des Netzwerks erhöht.
Die Blockchain-Technologie wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, von Banken und Finanzen bis hin zu IT, Lieferkette und Gesundheitswesen. Die Nutzung nimmt schnell zu, und Sie können auch Unternehmen sehen, die die Technologie in Videospielen, Smart Contracts, Dokumentenprüfung, Zahlungen und mehr einsetzen. Es ist nicht nur sicher, kostengünstig und einfach zu bedienen, sondern auch schneller und genauer.
Was sind Blockchain-Knoten?
Blockchain-Knoten sind elektronische Geräte mit einer IP-Adresse, die über das Internet mit einem Blockchain-Netzwerk verbunden sind. Knoten sind Kommunikationsendpunkte, die es Benutzern ermöglichen, mit einer Blockchain zu interagieren.
Knoten ermöglichen die Ausführung eines Blockchain-Systems. Es ist wie ein Spielplatz, auf dem alles passiert. Dieser Spielplatz besteht aus mehreren Blockchain-Plattformen, die privat, öffentlich oder hybrid sein können.
Ein Blockchain-Knoten kann basierend auf den Anforderungen der Blockchain verschiedene Funktionen ausführen. Einige der grundlegenden Aufgaben, die es ausführen kann, sind:
- Kommunikation erleichtern
- Akzeptieren oder Ablehnen einer Transaktion
- Abwicklung einer Transaktion
- Transaktionen verwalten
- Speichern von Blöcken, die mit Kryptografie verknüpft sind
Warum brauchen Sie Blockchain-Knoten?
Die Blockchain-Technologie gewährleistet die Datenintegrität und erhöht die Glaubwürdigkeit des Netzwerks. Dazu wird das gleiche Ledger global auf mehrere Systeme verteilt.
Da jeder Block, der Daten in einer Blockchain enthält, über Kryptografie mit dem nachfolgenden Block verbunden ist, müssen Sie alle nachfolgenden Blöcke ändern, wenn Sie einen Datensatz oder Block ändern möchten. Dies geschieht, um die Genauigkeit und Konsistenz aufrechtzuerhalten, da jeder Block den Hash des vorherigen Blocks enthält.
Stellen Sie sich also vor, ein Blockchain-Netzwerk wäre auf einen einzigen Ort beschränkt. Für einen Hacker wird es einfacher, Blockwerte zu ändern und das Netzwerk auszunutzen. Aus diesem Grund ist die Blockchain auf der ganzen Welt verteilt, ohne dass sie von einem zentralen Hub verwaltet wird. Daher wurde das Konzept der Dezentralisierung implementiert.
Darüber hinaus teilt jedes verbundene System oder jeder weltweit verteilte Knoten dieselben Daten, um die Datenintegrität und -genauigkeit des Netzwerks zu wahren. Selbst wenn das Hauptbuch eines Systems geändert wird, bleiben andere Systeme, die dieses Hauptbuch enthalten, unbefleckt und dienen als Beweis für die Datenintegrität. Diese globale Verteilung der Blockchain auf mehrere Knoten verbessert auch die Widerstandsfähigkeit des Netzwerks gegenüber Angriffen und Naturkatastrophen und erhöht gleichzeitig die Vertrauenswürdigkeit.
Sie benötigen Blockchain-Knoten für:
- Zugriff ermöglichen: Blockchain-Knoten ermöglichen Benutzern den einfachen Zugriff auf ein Blockchain-Ledger. Es wird Ihnen helfen, nahtlos mit dem Netzwerk zu interagieren, sodass Sie Transaktionen anzeigen können, die im Netzwerk stattfinden, die Transaktionsdetails sehen und die Aufzeichnungen überprüfen können.
- Wartung der Blockchain: Nodes unterhalten ein Blockchain-Netzwerk und helfen ihm zu wachsen. Jeder Datenblock in der Blockchain wird dem Speicher eines Knotens hinzugefügt. Als nächstes werden die Knoten verwendet, um neue Blöcke zum Netzwerk hinzuzufügen und die Daten zu synchronisieren, wobei die Kopie des Ledgers beibehalten wird. Um einen Block endgültig zu genehmigen, der einer Blockchain hinzugefügt werden soll, muss eine Mehrheit der Mitglieder einen Konsens erzielen.
- Transaktionsverarbeitung: Wenn eine Transaktion in einer Blockchain stattfindet, wird sie an ihre Knoten gesendet. Einige Nodes nehmen basierend auf ihren Rollen am Konsensalgorithmus des Netzwerks teil, während andere für die Aufzeichnung verantwortlich sind.
Beim Empfang einer Transaktionsanforderung kann der Knoten die Transaktion entweder akzeptieren oder ablehnen. Es kann diese Daten speichern und an die Peers des Netzwerks zurücksenden. Ein Knoten kann die Daten auch mit anderen Knoten im Netzwerk teilen, um die Synchronisation zu fördern.
Wie funktionieren Blockchain-Knoten?
Bisher haben wir gelernt, dass die Blockchain-Technologie die Datenintegrität aufrechterhält. Aber was wirklich hinter den Kulissen passiert, erfahren wir als nächstes.
Um die Datenintegrität zu wahren, muss jeder im Netzwerk wissen, dass jede Transaktion gültig ist und es keine doppelten Aufzeichnungen gibt, die einen Betrug erleichtern könnten.
Da es keine zentrale Behörde zur Verwaltung des Netzwerks gibt, können die Mitglieder durch Konsens überprüfen, ob die Transaktionen gültig sind oder nicht. Netzwerkknoten erreichen dies unter den Benutzern und helfen, eine Blockchain zu sichern.
Konsens kann eine Reihe von Regeln für den Betrieb einer Blockchain haben und die Datengültigkeit bestätigen. Da die Blockchain mit einer großen Anzahl von Systemen und Benutzern groß sein kann, ist ein Konsensalgorithmus erforderlich, um die Informationen in den Blöcken zu validieren. Proof of Work (PoW) und Proof of Stake (PoS) sind beliebte Konsensalgorithmen, die sich auf Knoten (vollständige Knoten) stützen, um Netzwerkregeln durchzusetzen und Transaktionen zu validieren.
Beispiel: Bitcoin verwendet den PoW-Algorithmus. Jeder darf die Bitcoin-Blockchain herunterladen und Blöcke verifizieren. Dies ermöglicht eine Dezentralisierung des Netzwerks und erhöht dessen Sicherheit. In dieser Blockchain kann jeder Bitcoin-Knoten mit einer stabilen Internetverbindung und geeigneter Hardware betreiben.
Arten von Blockchain-Knoten
Es gibt verschiedene Arten von Knoten, die unterschiedliche Funktionen bereitstellen. Sogar Benutzer, die mit einem Blockchain-Netzwerk interagieren, können als Knoten bezeichnet werden. Allerdings ist nicht jedes Gerät in einem Blockchain-Netzwerk ein Knoten und führt die gleiche Funktion aus.
Knoten in einem Blockchain-Netzwerk werden je nach ihrer Rolle und den Anforderungen der Blockchain klassifiziert. Beispielsweise kann ein Knoten verwendet werden, um Transaktionsdatensätze zu verwalten, während andere Knoten diese Aufgabe möglicherweise nicht ausführen.
Eine Blockchain kann verschiedene Knoten für Benutzer, Kunden, Dienstanbieter und andere haben.
Schauen wir uns die verschiedenen Arten von Blockchain-Knoten an.
#1. Vollständige Knoten
Full Nodes sind für die Verwaltung der gesamten Transaktionsaufzeichnungen in einem Blockchain-Netzwerk verantwortlich. Sie gelten als die Server der Blockchain, auf denen die Daten gespeichert und gepflegt werden.
Es gibt mehrere Governance-Modelle einer Blockchain, unter die Full Nodes fallen können. Wenn an einer Blockchain Verbesserungen vorgenommen werden sollen, muss eine Mehrheit der vollständigen Knoten dafür bereit sein. Daraus kann geschlossen werden, dass Full Nodes Stimmrechte erhalten, um Änderungen in einer Blockchain vorzunehmen.
Bestimmte Szenarien können jedoch auch auftreten, wenn eine Änderung nicht implementiert wird, selbst nachdem die Mehrheit der Full Nodes der Änderung zugestimmt hat. Es kann passieren, wenn eine große Entscheidung getroffen werden muss.
Beispielsweise stimmen etwa 52 % der Full Nodes einer Änderung zu, aber 48 % nicht (was eine ausreichend hohe Zahl ist). In einem solchen Fall kann es zu einer harten Kryptowährungsgabelung kommen, bei der die Blockchain in zwei Hälften geteilt würde und die Aktion nicht abwärtskompatibel ist. In diesem Fall funktioniert die neu erstellte Blockchain auf der Grundlage der von der Mehrheit der vollständigen Knoten vorgeschlagenen Änderungen, während die alte Blockchain weiterhin wie zuvor funktioniert.
Es gibt zwei Arten von vollständigen Knoten:
Beschnittene vollständige Knoten
Beschnittene Knoten erhalten eine bestimmte Speicherkapazität zum Speichern von Daten. Das bedeutet, dass beliebig viele Blöcke hinzugefügt werden können, aber ein vollständiger Knoten nur eine begrenzte Anzahl von Blöcken speichern kann.
Um das Ledger aufrechtzuerhalten, können beschnittene Knoten den Block so lange herunterladen, bis er das angegebene Limit erreicht. Sobald das Limit erreicht ist, beginnt der Knoten damit, die ältesten Blöcke zu löschen und Platz für neue zu schaffen, um die Größe der Blockchain beizubehalten. Trotzdem werden die alten Blöcke nicht vollständig gelöscht, da ihre Sequenz und Metadaten immer noch in der Blockchain aufgezeichnet werden, wobei die Schlüsselprinzipien der Blockchain-Technologie eingehalten werden.
Archivierte vollständige Knoten
Full Nodes dieser Art sind häufig in einem Blockchain-Netzwerk zu finden. Archival Full Nodes behalten die komplette Blockchain bei und unterscheiden sich von Pruned Full Nodes in Bezug auf die Speicherkapazität. Diese Knoten sind von unterschiedlicher Art:
- Miner-Knoten: Sie benötigen bestimmte Knoten für hohe Berechnungen und das Lösen komplizierter mathematischer Funktionen, um Aufzeichnungen zu überprüfen. Dies erfordert eine hohe Rechenleistung und verbraucht dabei viel Energie. Miner-Knoten eignen sich perfekt für den Mining-Prozess, der Konsensalgorithmen wie Proof of Work beinhaltet.
- Autoritätsknoten: Jeder kann Mitglied oder Knoten in einer öffentlichen Blockchain werden, indem er Blockchain-Daten in seinen Systemen synchronisiert. Aber in manchen Fällen muss die Blockchain verwaltet und Daten gesichert werden. Hier kommen Autoritätsknoten ins Spiel. Sie werden verwendet, um andere Knoten zu autorisieren, die einem Blockchain-Netzwerk beitreten möchten. Sie können auch die Zugriffsberechtigungen anderer Knoten definieren, wenn sie auf einen bestimmten Datenkanal zugreifen möchten.
- Masternodes: Sie sind vollständige Knoten ohne die Fähigkeit, dem Netzwerk einen neuen Block hinzuzufügen. Sie werden verwendet, um das Hauptbuch zu führen und Transaktionen zu überprüfen.
- Staking-Knoten: Diese Knoten validieren Transaktionen in einem Blockchain-Netzwerk und sind für die Aufrechterhaltung des Konsensalgorithmus verantwortlich. In dem berühmten Algorithmus – Proof of Stake (PoS) – werden Staking-Knoten verwendet, um ihr Geld zu staken oder zu investieren und die Transaktion zu verifizieren. Wenn sie die Transaktion erfolgreich validieren, erhalten sie im Gegenzug einige Belohnungen.
Die Staking-Knoten werden basierend auf definierten Regeln wie der im Blockchain-Netzwerk verbrachten Zeit ausgewählt. Diese vollständigen Knoten benötigen keine hohe Rechenleistung.
#2. Lichtknoten
Light Nodes werden verwendet, um Daten zu speichern und nur die erforderlichen Informationen bereitzustellen, um tägliche Aufgaben zu erleichtern oder schnellere Transaktionen zu ermöglichen. Diese Knoten werden auch als Simplified Payment Verification (SPV)-Knoten bezeichnet. Diese Knoten validieren die Blöcke nicht; Stattdessen speichern sie nur Header von Blöcken.
#3. Superknoten
Superknoten werden verwendet, um bestimmte spezielle Aufgaben auszuführen und sind in einigen Blockchains implementiert. Es kann verwendet werden, um die Regeln einer Blockchain festzulegen oder aufrechtzuerhalten, eine Änderung im Protokoll zu implementieren usw.
#4. Beleuchtungsknoten
Beleuchtungsknoten bauen eine Person mit einem Benutzer auf und schieben alle Transaktionen in die Hauptblockkette. Dies erleichtert sofortige Transaktionen, während die mit der Transaktion verbundenen Kosten reduziert werden, da die Last auf dem Netzwerk reduziert wird.
Diese Arten von Knoten wurden geschaffen, um das Problem der Überlastung des Blockchain-Netzwerks zu lösen, das Transaktionen verzögert.
Häufig gestellte Fragen
Wie richte ich einen vollständigen Knoten ein?
Antwort: Um einen vollständigen Knoten einzurichten, müssen Sie diese Schritte ausführen:
1. Wählen Sie ein Blockchain-Netzwerk aus, z. B. Bitcoin, Ethereum usw.
2. Holen Sie sich die Software und Hardware, die zum Ausführen der ausgewählten Blockchain erforderlich ist. Sie finden die Informationen online. Benötigte Hardware kann ein kleineres System wie Raspberry Pi sein.
3. Konfigurieren Sie die gesamte Hardware und Software.
Wie führe ich einen vollständigen Knoten aus?
Antwort: Die Schritte zum Ausführen eines vollständigen Knotens sind:
1. Hosten Sie einen Knoten auf einem Cloud-basierten Dienst wie Google Cloud, Amazon Web Services (AWS), DigitalOcean usw.
2. Führen Sie den Knoten auf Ihrem Gerät mit ausreichend RAM und Speicherplatz aus.
3. Sie können auch eine „Node-in-a-Box“-Lösung bauen oder eine dedizierte Lösung verwenden.
4. Überwachen und warten Sie Ihren Knoten weiter, um sicherzustellen, dass er gut funktioniert und sicher ist.
Ist das Hosten eines Blockchain-Knotens rentabel?
Antwort: Ja, Sie können Gewinne erzielen, indem Sie einen Knoten in einem Blockchain-Netzwerk hosten. Dies hängt jedoch vom Knotentyp ab, den Sie hosten möchten.
Das Hosten eines Staking-Knotens könnte rentabel sein. Es kann Ihre Quelle für passives Einkommen werden. Je mehr Sie darin investieren, desto höher werden Ihre Gewinne sein.
Wenn Sie sich dafür entscheiden, Masternodes zu hosten, verdienen Sie für den von Ihnen erbrachten Service. Es erfordert jedoch eine gewisse Anfangsinvestition in Ihren Masternode.
Wie viele Knoten kann eine Maschine ausführen?
Antwort: Die Anzahl der Knoten, die Sie auf einer Maschine ausführen können, hängt von ihren Hardwarefähigkeiten ab. Sie können nur eine einzige Wallet-Instanz auf einmal auf einer Maschine ausführen. Sie können es jedoch erhöhen, indem Sie virtuelle Maschinen verwenden. Und wenn Sie einen Virtual Private Server (VPS) verwenden, gehen Sie nicht über 80-85 % der verfügbaren Serverressourcengrenze hinaus. Andernfalls könnten Sie vom Dienstanbieter eingeschränkt oder eingeschränkt werden.
Fazit
Das Wissen über Blockchain-Knoten und ihre Typen kann Ihnen helfen, kostengünstige, sichere und schnellere Anwendungen zu erstellen, um die Probleme Ihrer Kunden zu lösen. Wenn Sie also ein Unternehmen oder eine Einzelperson sind, die die Blockchain-Technologie erkunden möchten, hilft Ihnen dieser Artikel dabei, Blockchain-Knoten und ihre Bedeutung zu verstehen.