ブロックチェーンネットワークでのノードの役割は何ですか？

ブロックチェーンネットワーク内のノードの機能を理解する

ノードは、ブロックチェーンネットワークの基本的なコンポーネントであり、システムの分散アーキテクチャをサポートする参加者として機能します。各ノードは、コンピューター、サーバー、またはモバイルデバイスなどのデバイスであり、ブロックチェーンに接続し、操作に貢献します。ノードの主な役割は、ブロックチェーン台帳のコピーを維持し、ネットワークが安全で透明性があり、機能的なままであることを確認することです。ノードは相互に通信して、トランザクションを検証し、データを伝播し、コンセンサスルールを維持します。ノードがなければ、ブロックチェーンは信頼できない分散方法で動作することはできません。

さまざまな地理的位置にわたって複数のノードが存在することにより、故障の中心点に対する回復力が保証されます。 1つのノードがオフラインになった場合、他のノードはネットワークをサポートし続けます。この冗長性は、稼働時間とデータの整合性を維持するために不可欠です。各ノードは、ブロックチェーンの状態を独立して検証し、悪意のあるアクターがトランザクション履歴を変更することを防ぎます。ノードによって施行される分散型の自然は、ブロックチェーンを検閲と改ざんに耐性にするものです。

さまざまなタイプのノードとその役割

すべてのノードがブロックチェーン内で同じ機能を実行するわけではありません。ネットワークにはさまざまなノードタイプが含まれており、それぞれに特定の責任があります。

• 完全なノードは、ブロックチェーン内のすべてのブロックとトランザクションをダウンロードして検証します。彼らはコンセンサス規則を実施し、無効なデータが受け入れられないようにします。完全なノードを実行するには、重要なストレージと帯域幅が必要ですが、セキュリティと自律性の最高レベルを提供します。
• ライトノード（または軽量ノード）は、ブロックチェーン全体を保存しません。代わりに、必要なデータにアクセスするために完全なノードに依存しています。ライトノードは、デバイスリソースが限られているため、モバイルウォレットで一般的に使用されています。
• マイニングノードは、仕事の証明（POW）コンセンサスに参加する特殊な完全なノードです。これらのノードは、トランザクションをブロックにバンドルし、暗号化パズルを解き、チェーンに新しいブロックを追加します。インセンティブとしてブロックの報酬と取引手数料を受け取ります。
• ステーキングノードは、証明のステーク（POS）ブロックチェーンに存在します。これらのノードは、トランザクションを検証し、担保として「利害関係」にする暗号通貨の量に基づいて新しいブロックを作成します。ステーキングノードは、ネットワークを確保し、見返りに報酬を獲得するのに役立ちます。
• アーカイブノードは、すべての州の変更を含む、ブロックチェーンの完全な履歴データを保持しています。通常のフルノードは古いデータをプルンする可能性がありますが、ブロックチェーンエクスプローラーなどの深い歴史的アクセスを必要とするサービスには、アーカイブノードが重要です。

各ノードタイプは異なる貢献をしますが、すべてがネットワークの健康と機能に不可欠です。

ノードがトランザクションを検証し、コンセンサスを維持する方法

ユーザーがトランザクションを開始すると、ネットワークにブロードキャストされ、接続されたノードによって受信されます。これらのノードは、有効性を確保するためにいくつかのチェックを実行します。

• デジタル署名の検証は、送信者が送信アドレスに関連付けられている秘密鍵を所有していることを確認します。
• バランスの検証により、送信者は十分な資金を持ち、2倍の支出を試みていません。
• コンセンサスルールのコンプライアンスは、トランザクション形式とロジックがブロックチェーンのプロトコルに付着していることをチェックします。

検証されると、取引はメンバー（メモリプール）に追加されます。これは、未確認の取引のための一時的な保持エリアです。マイニングまたはステーキングノードは、メモリからトランザクションを選択して、次のブロックに含めるようにします。ブロックが作成されて伝播された後、他のノードはその内容を独立して検証します。ブロックがすべてのコンセンサス基準を満たしている場合、ブロックチェーンのローカルコピーに追加されます。このプロセスにより、有効なトランザクションのみが恒久的な記録の一部になることが保証されます。

仕事の証明やステークの証明などのコンセンサスメカニズムは、ブロックチェーンの状態に同意するためにノードに依存しています。ノードは無効なブロックを拒否し、最長（または最も有効な）チェーンに従い、ネットワークの整合性を維持します。

ノードのセットアップ：ステップバイステップガイド

独自のノードを実行すると、プライバシーが強化され、分散化がサポートされます。 Bitcoinコアを使用してBitcoinフルノードをセットアップする方法は次のとおりです。

• Bitcoinコアソフトウェアを公式Webサイト（ https：// bitcoin .org ）からダウンロードします。
• コンピューターにアプリケーションをインストールして起動します。
• 十分なストレージを備えたデータディレクトリを選択します。Bitcoinのブロックチェーンは500 GBを超えて成長し続けます。
• ソフトウェアがブロックチェーンのダウンロードを開始できるようにします。このプロセスは、インターネットの速度とハードウェアに応じて数日かかる場合があります。
• ルーターのポート転送などのネットワーキング機能を有効にして、着信接続を受け入れ、ノードのユーティリティをネットワークに増やします。
• オプションで、ストレージが制限されている場合は剪定を構成します。これにより、新しいブロックを検証しながら、ノードが古いブロックを破棄できます。
• ソフトウェアを定期的に更新および実行して、ネットワークと同期し続けます。

Ethereumでは、 GethやOpenEthereumなどのクライアントを使用できます。このプロセスには、クライアントのダウンロード、イーサリアムブロックチェーン（数百ギガバイトも必要です）の同期、およびオプションでメタマスクのようなウォレットインターフェイスを接続して、ノードを介してネットワークと対話します。

ノードを実行することのセキュリティとプライバシーの利点

個人ノードを操作すると、ユーザーはトランザクション検証を完全に制御できます。サードパーティのサービスを信頼する代わりに、ユーザーはトランザクション自体を確認し、潜在的に損なわれた仲介者への依存を減らします。この自己検証は、経済的な主権にとって非常に重要です。

ノードは、ユーザーが集中ウォレットプロバイダーを通過せずにトランザクションを直接ネットワークにブロードキャストできるようにすることにより、プライバシーを強化します。サードパーティのウォレットを使用すると、IPアドレスとトランザクションパターンが記録される場合があります。独自のノードを使用すると、この監視ベクトルを排除します。

さらに、ノードはネットワークセキュリティに貢献します。ノードが多いほど、攻撃者がブロックチェーンを操作するのが難しくなります。ノードカウントが高いと地方分権化が増加し、51％の攻撃またはデータの偽造が大幅に困難で費用がかかります。

ノードに関する一般的な誤解

ノードを実行すると、マイニングやステーキングなどの受動的収入が生成されると考える人もいます。ただし、標準の完全なノードは報酬を獲得しません。彼らは、金銭的インセンティブではなく、地方分権化へのコミットメントからネットワークにサービスを提供しています。マイニングまたはステーキングノードのみが補償を受けます。

別の誤解は、すべてのノードが同一のデータを保存するということです。完全なノードは完全なブロックチェーンを維持していますが、プルーニングノードとライトノードは部分的なデータのみを保存します。アーカイブノードは、ベースプロトコルでは必須ではない、すべての状態の変更を維持することにより、標準の完全なノードを超えています。

最後に、一部のユーザーは、ノードを実行することは違法または危険であると考えています。ほとんどの管轄区域では、ノードを実行することは合法であり、ファイアウォールの使用やソフトウェアの最新情報など、適切なセキュリティ慣行が守られている場合、最小限のリスクをもたらします。

よくある質問

Raspberry Piでノードを実行できますか？はい、 Raspberry Piなどの軽量の実装は、Bitcoinまたは外部ストレージを使用してEthereumノードを実行できます。 Raspiboltのようなプロジェクトは、Raspberry PiでBitcoinノードをセットアップするための詳細なガイドを提供します。パフォーマンスは遅くなる可能性がありますが、個人的な使用には可能です。

ノードを実行するには静的IPアドレスが必要ですか？いいえ、静的IPは必要ありません。動的DNSサービスは、IPが変更されたとしても、接続性を維持するのに役立ちます。ただし、静的IPは、着信接続を受け入れるための信頼性を向上させます。

ノードがオフラインになったらどうなりますか？ノードはネットワークの後ろに落ちます。再起動すると、検証した最後のブロックから再配置されます。一時的なダウンタイムは、ネットワークまたはノードの長期機能に害を及ぼさない。

ノードを使用して暗号通貨を採掘できますか？適切なハードウェア（BitcoinのASICなど）を備えたマイニングノードとして特別に構成され、マイニングソフトウェアに接続されている場合のみ。標準のフルノードは私のものではありません。