パブリックチェーンのデータはどこに存在しますか？フルノードとライトノードの違い

パブリックチェーンのデータはノード間で分散化されており、完全なノードはブロックヘッダーを使用してブロックチェーン全体とライトノード全体を保存し、効率的なトランザクション検証を行います。

2025/05/16 06:14

パブリックチェーンのデータは、ネットワークに参加する多数のノードに広がり、分散型の方法で存在します。各ノードは、ブロックのコピーを維持します。これは、ブロックと呼ばれるレコードの継続的に成長しているリストであり、暗号化を使用してリンクおよび保護されています。この分散された性質により、データがネットワークに参加したい人は誰でも透明性があり、安全で、アクセス可能であることが保証されます。

パブリックチェーンとは何ですか？

パブリックチェーンは、一般公開されており、誰でも参加して参加できるようにするブロックチェーンネットワークの一種です。トランザクションを検証し、チェーンに新しいブロックを追加するために、仕事の証明（POW）やステークの証明（POS）などのコンセンサスメカニズムで動作します。パブリックチェーンの最もよく知られている例はBitcoinです。これは、デジタル通貨向けの分散化された信頼のないシステムの概念を開拓しました。

パブリックチェーンのデータはどこに存在しますか？

パブリックチェーンのデータは、ブロックチェーンネットワークに接続されたコンピューターであるノードに存在します。各ノードは、そのタイプに応じて、ブロックチェーンの完全または部分的なコピーを維持します。データには、ブロックチェーンの完全性と連続性を維持するために、トランザクションレコード、ブロックヘッダー、およびその他の必要な情報が含まれます。

• 完全なノード：これらのノードは、ブロックチェーンの完全なコピーを保存して維持します。彼らはトランザクションとブロックを検証し、データがネットワークのルールとコンセンサスメカニズムを順守することを保証します。
• ライトノード：SPV（単純化された支払い検証）ノードとも呼ばれ、これらのノードはブロックチェーンデータのサブセットのみを保存します。彼らはデータの大部分について完全なノードに依存しており、ブロックチェーン全体をダウンロードする必要なく、主に迅速なトランザクション検証に使用されます。

パブリックチェーンにおけるノードの役割

ノードは、パブリックチェーンの操作とセキュリティにおいて重要な役割を果たします。彼らは、ネットワーク全体でデータを保存、検証、および伝播する責任があります。さまざまなタイプのノードの役割を詳細に見てみましょう。

• 完全なノード：完全なノードは、パブリックチェーンのバックボーンです。彼らは、創世記ブロックから最新のブロックまで、ブロックチェーンの歴史全体を保存します。彼らは、ネットワークのルールとコンセンサスメカニズムに対してそれらをチェックすることにより、トランザクションを検証します。トランザクションまたはブロックが無効であることが判明した場合、完全なノードはそれを拒否し、ブロックチェーンの完全性を確保します。

  • 検証：完全なノードは、送信者が必要な資金を確保することにより、トランザクションを検証し、トランザクションが正しくフォーマットされ、ネットワークのルールを順守します。
  • 伝播：トランザクションまたはブロックが検証されると、完全なノードがネットワーク内の他のノードに伝播し、ネットワーク全体でデータが分散および同期されるようにします。
  • セキュリティ：ブロックチェーンの完全なコピーを維持することにより、完全なノードはネットワークのセキュリティに貢献します。彼らは、ブロックチェーンの歴史を変えようとする試みを検出し、拒否することができ、二重の支出やその他の悪意のある活動を防止します。

• ライトノード：一方、ライトノードは、ブロックチェーンと対話する必要があるが完全なデータセットを必要としないユーザー向けに設計されています。これらは、モバイルデバイスやその他のリソース制約の環境に特に役立ちます。

  • トランザクションの確認：ライトノードは、ブロックのヘッダーを使用して、ブロックチェーン全体をダウンロードせずにトランザクションを検証します。彼らは、トランザクション検証に必要なデータを提供するために完全なノードに依存しています。
  • 効率：ブロックチェーンデータのサブセットのみを保存することにより、ストレージと帯域幅の点でライトノードがより効率的になります。これにより、フルノードを維持するオーバーヘッドなしで迅速なトランザクション処理を必要とするアプリケーションに最適です。
  • 完全なノードへの依存関係：ライトノードは、操作の完全なノードに依存します。トランザクション検証に必要なデータを取得し、ブロックチェーンの最新の状態で更新されたままにするために、完全なノードに接続する必要があります。

フルノードとライトノードの違い

フルノードとライトノードの主な違いは、それらが保存するデータの量とネットワーク内での役割にあります。詳細な比較は次のとおりです。

• データストレージ：

  • フルノード：すべてのトランザクション、ブロック、その他の関連データを含むブロックチェーン全体を保存します。これには、ブロックチェーンに応じて、多くの場合、数百ギガバイト以上の範囲で重要な保管スペースが必要です。
  • ライトノード：ブロックチェーンデータのサブセット、通常はブロックヘッダーのみを保存します。これには、ストレージスペースがはるかに少ないため、リソースが限られているデバイスに適しています。

• 検証とセキュリティ：

  • フルノード：トランザクションとブロックを独立して検証し、ブロックチェーンの整合性を確保します。完全なノードは、無効なデータを拒否し、ブロックチェーンの完全かつ正確なコピーを維持することにより、ネットワークのセキュリティに貢献します。
  • ライトノード：トランザクション検証のための完全なノードに依存しています。ライトノードはブロックヘッダーを使用してトランザクションを検証できますが、完全なノードと同じ方法でネットワークの全体的なセキュリティに貢献することはありません。

• リソース要件：

  • フルノード：ブロックチェーン全体を維持および検証するために、重要な計算能力、ストレージ、および帯域幅が必要です。完全なノードを実行することはリソース集約型であり、通常は専用マシンが必要です。
  • ライトノード：最小限のリソースが必要であり、スマートフォンやタブレットなどの計算能力とストレージが限られているデバイスに適しています。

• ユースケース：

  • フルノード：トランザクションを独立して検証し、ネットワークのセキュリティに貢献し、ブロックチェーンの履歴全体にアクセスできるユーザーに最適です。完全なノードは、高レベルの信頼とセキュリティを必要とする鉱夫、開発者、およびユーザーにとって不可欠です。
  • ライトノード：ブロックチェーンと対話する必要があるが、完全なデータセットを必要としないユーザーに適しています。ライトノードは、モバイルウォレットや、効率と迅速なトランザクション処理を優先する他のアプリケーションで一般的に使用されています。

完全なノードをセットアップします

完全なノードを設定するには、いくつかのステップが含まれ、ブロックチェーンテクノロジーと参加している特定のネットワークを十分に理解する必要があります。 Bitcoinネットワークの完全なノードをセットアップする方法に関する詳細なガイドを次に示します。

• Bitcoin実装を選択します。Bitcoinプロトコルにはいくつかの実装があり、Bitcoinコアが最も広く使用されています。 Bitcoin Coreの最新バージョンを公式Webサイトからダウンロードしてください。

• ハードウェアを準備する：完全なノードを実行するための最小要件をコンピューターに満たしていることを確認してください。少なくとも500 GBの無料ディスクスペース、2 GBのRAM、信頼できるインターネット接続が必要です。

• Bitcoinコア：

  • Windows ：インストーラーをダウンロードし、画面上の手順に従ってBitcoinコアをインストールします。
  • MAC ：DMGファイルをダウンロードして、Bitcoin -qtアプリケーションをアプリケーションフォルダーにドラッグします。
  • Linux ：コマンドラインを使用して、Bitcoinコアをダウンロードしてインストールします。たとえば、ubuntuでは、次のコマンドを使用できます。

     sudo apt-add-repository ppa:bitcoin/bitcoin
     sudo apt-get update
     sudo apt-get install bitcoin-qt

• Bitcoin coreを構成：Bitcoinコアを起動し、Bitcoinネットワークと同期させます。このプロセスは、インターネットの速度とブロックチェーンのサイズに応じて、数日かかる場合があります。

• ブロックチェーンの確認：同期が完了すると、Bitcoinコアはブロックチェーン全体をダウンロードして検証します。完全なノードを使用してトランザクションを検証し、Bitcoinネットワークのセキュリティに貢献できるようになりました。

ライトノードのセットアップ

ライトノードのセットアップははるかにシンプルで、リソースが少なくなります。 Bitcoinのために電気ウォレットを使用してライトノードをセットアップする方法に関するガイドを次に示します。

• Electrumをダウンロード：公式Electrum Webサイトにアクセスして、オペレーティングシステム用の最新バージョンのウォレットをダウンロードしてください。

• Electrumのインストール：

  • Windows ：インストーラーを実行し、画面上の手順に従います。
  • MAC ：DMGファイルを開き、Electrumアプリケーションをアプリケーションフォルダーにドラッグします。
  • Linux ：コマンドラインを使用して、Electrumをダウンロードしてインストールします。たとえば、ubuntuでは、次のコマンドを使用できます。

     sudo apt-add-repository ppa:electrum/electrum
     sudo apt-get update
     sudo apt-get install electrum

• Electrumの構成：Electrumを起動して新しいウォレットを作成するか、既存のウォレットを復元します。 ElectrumはBitcoinネットワークに接続し、必要なデータのダウンロードを開始してライトノードとして動作します。

• Electrum ：セットアップが完了したら、Electrumを使用してBitcoinトランザクションを送信および受信できます。 Electrumは、ブロックチェーン全体をダウンロードせずにブロックヘッダーを使用してトランザクションを確認します。

よくある質問

Q：ライトノードはフルノードになることができますか？

A：はい、ブロックチェーン全体をダウンロードして検証することにより、ライトノードをフルノードにアップグレードできます。ただし、このプロセスには重要なリソースと時間が必要なため、通常、専用のマシンで行われます。

Q：ノードはどのようにパブリックチェーンで互いに通信しますか？

A：パブリックチェーンのノードは、ピアツーピア（P2P）ネットワークプロトコルを使用して相互に通信します。トランザクション、ブロック、ネットワークステータス情報などのデータを交換して、ブロックチェーンがネットワーク全体で同期したままであることを確認します。

Q：フルノードがオフラインになった場合はどうなりますか？

A：完全なノードがオフラインになった場合、トランザクションとブロックの検証と伝播に貢献しなくなります。ただし、オンラインで他に十分なフルノードがある限り、ネットワークは動作し続けています。オフラインノードがオンラインで戻ってくると、ネットワークと同期して見逃したデータに追いつく必要があります。

Q：ライトノードの実行に関連するリスクはありますか？

A：ライトノードの実行には、主にセキュリティに関連するリスクが伴います。ライトノードはデータの完全なノードに依存しているため、受信したデータの整合性を損なう可能性のある攻撃に対してより脆弱です。ただし、Electrumなどの評判の良いライトノードの実装には、これらのリスクを軽減するためのセキュリティ対策が組み込まれています。