Bitcoinネットワークでのノードの役割は何ですか？

Bitcoinネットワーク内のノードの機能を理解します

ノードはBitcoinネットワークの基本的なコンポーネントであり、システムが分散型で信頼のない方法で動作することを保証するバックボーンとして機能します。各ノードは、Bitcoinソフトウェアを実行するコンピューターまたはデバイスで、ブロックチェーンデータの検証、中継、およびストレージに参加しています。これらのノードは、Bitcoinプロトコルによって定義されたコンセンサスルールを実施することにより、ネットワークの整合性を集合的に維持します。ノードがなければ、Bitcoinネットワークには、トランザクションを検証し、2倍の支出を防ぐために必要なインフラストラクチャがありません。

すべてのノードの重要な責任は、トランザクションとブロックを検証することです。ユーザーがネットワークへのトランザクションをブロードキャストすると、ノードはそれを受信し、すべてのプロトコルルールを順守するかどうかを確認します。これには、デジタル署名の検証、送信者が十分な資金を確保すること、および取引がまだ費やされていないことを確認することが含まれます。これらのチェックに合格するトランザクションのみがさらに伝播されます。このプロセスにより、正当なトランザクションのみがブロックチェーンに含めることを検討することが保証されます。

さまざまなタイプのBitcoinノード

すべてのノードが同じ関数を実行するわけではありません。 Bitcoinネットワークは、それぞれが異なる役割と機能を備えたいくつかのノードタイプをサポートしています。最も一般的なタイプには、完全なノード、プルーニングノード、軽量（SPV）ノード、マイニングノードが含まれます。

• 完全なノードは、Genesisブロックから最新のブロックまで、ブロックチェーン全体をダウンロードして保存します。彼らはすべてのトランザクションを独立して検証し、Bitcoinのコンセンサスルールに対してブロックします。フルノードを実行すると、最高レベルのセキュリティと自律性が提供され、ユーザーがサードパーティに依存せずにネットワークを検証できます。
• 剪定されたノードは完全なノードとしても機能しますが、検証後に古いブロックを削除することによりディスクスペースを保存します。新しいブロックとトランザクションを検証するのに十分なデータを保持しますが、完全なブロックチェーン履歴を保存しません。
• 軽量またはSPV（簡素化された支払い確認）ノードは、完全なブロックチェーンをダウンロードしません。代わりに、彼らは完全なノードに依存して、ブロックへのトランザクションインクルージョンの証明を提供します。完全なノードよりも安全性が低いですが、制限されたストレージを備えたモバイルウォレットやデバイスに適しています。
• マイニングノードは、仕事の証明プロセスに参加する特殊な完全なノードです。トランザクションを収集し、候補ブロックを形成し、ブロックチェーンに新しいブロックを追加するために必要な暗号化パズルを解決しようとします。

ノードがネットワークコンセンサスを維持する方法

ノードの最も重要な役割の1つは、コンセンサスルールを実施することです。すべてのノードは、ブロックサイズの制限、難易度の調整、署名検証標準など、同じ一連のルールの下で動作します。ノードが新しいブロックを受信すると、ブロックがこれらのルールに従うかどうかを確認します。ブロックが、無効なトランザクションを含むか、ブロックサイズの制限を超えるなど、ルールに違反した場合、ノードはすぐに拒否します。

この分散化された検証プロセスにより、悪意のある俳優がブロックチェーンを変更することができません。マイナーが無効なブロックを生成したとしても、ネットワーク全体のノードはそれを受け入れることを拒否します。その結果、鉱山労働者は、ノードの大部分に受け入れられた場合にのみブロックが報われるため、ルールに従うように奨励されます。このメカニズムにより、単一のエンティティがネットワークの真実を制御しないことが保証されます。

ノードは、チェーンスプリットの解決にも役割を果たします。 2人の鉱山労働者が有効なブロックをほぼ同時に見つけた場合、一時的なフォークが発生した場合、ノードは、最も蓄積された仕事の証明でチェーンに従います。 1つのチェーンが長くなると、ノードは自動的にそれに切り替わり、単一の合意された元帳を維持します。

フルノードの実行：ステップバイステップガイド

Bitcoinネットワークのセキュリティに貢献することに関心のある個人は、完全なノードを実行できます。このプロセスには、Bitcoinプロトコルの参照実装であるBitcoinコアのダウンロードと構成が含まれます。

• Bitcoinコアソフトウェアを公式Webサイト（ https：// bitcoin .org/en/ダウンロード）からダウンロードします。マルウェアを避けるために、暗号化署名を使用してダウンロードが確認されていることを確認してください。
• 十分なストレージ（少なくとも500 GBの推奨）、安定したインターネット接続、および適切なRAM（8 GB以上優先）を備えたコンピューターにソフトウェアをインストールします。
• Bitcoinコアを起動し、ブロックチェーンのダウンロードを開始します。このプロセスには、インターネットの速度とハードウェアのパフォーマンスに応じて数日かかる場合があります。
• 必要に応じてノード設定を構成します。オプションには、トランザクションインデックスの有効化、カスタムデータディレクトリの設定、またはネットワークの貢献を増やすための着信接続のポート8333を開くことが含まれます。
• ネットワークと同期し続けるために、ノードを継続的に実行し続けます。 Bitcoin Coreの定期的な更新により、プロトコルのアップグレードとセキュリティパッチとの互換性が確保されます。

ノードを実行すると、ユーザーはトランザクションを独立して検証し、個人のプライバシーを強化し、サードパーティサービスへの依存を減らすことができます。

トランザクション伝播におけるノードの役割

ノードは、Bitcoinネットワーク全体のトランザクションの迅速かつ信頼性の高い伝播に不可欠です。トランザクションが作成されると、接続されたノードにブロードキャストされ、それが仲間に中継します。このゴシッププロトコルにより、有効なトランザクションがネットワーク全体に迅速に広がることが保証されます。

各ノードはアクティブなピアのリストを維持し、 Bitcoin P2P（ピアツーピア）プロトコルを使用してデータを交換します。トランザクションは有効な場合にのみ転送され、スパムを防ぎ、ネットワーク効率を確保します。マイナーは、これらのトランザクションをMempoolから収集し（未確認のトランザクションのノードのメモリプール）、新しいブロックに含める。

トランザクション伝播の分散された性質は、情報の流れを制御する中央当局がないことを意味します。この設計により、検閲の抵抗が強化され、世界のどこでも、誰でも取引を提出および検証できるようになります。

ノードとネットワークセキュリティ

多数の独立したノードの存在は、Bitcoinネットワークのセキュリティと回復力を大幅に強化します。ノードカウントが高いと、攻撃者がネットワークの一部を分離または操作することが困難になります。たとえば、51％の攻撃を試みる攻撃者は、マイニングパワーの大部分を制御する必要がありますが、それでも完全なノードは無効なブロックを拒否し、攻撃の影響を制限します。

さらに、ノードはユーザーを詐欺的なチェーンフォークから保護します。悪意のある俳優がブロックチェーンの変更されたバージョンを導入しようとした場合、正直なノードは不一致を検出し、正当なチェーンをサポートし続けます。このピア検証システムは、最も長い有効なチェーンが受け入れられた履歴のままであることを保証します。

分散型ノード分布は、単一の障害点も防ぎます。サーバーの停止がサービスを破壊する可能性のある集中システムとは異なり、Bitcoinは、十分な数のノードがオンラインで留まる限り、動作を続けます。

よくある質問

Raspberry PiでBitcoinノードを実行できますか？はい、少なくとも4 GBのRAMと外部SSDを備えたRaspberry Pi 4は、剪定されたBitcoinノードを実行できます。 Raspberry Pi OSなどの軽量オペレーティングシステムをインストールし、Bitcoin Coreの特定のセットアップガイドに従う必要があります。完全なブロックチェーンは保存されませんが、トランザクションを検証し、ネットワークの地方分権に貢献することができます。

ノードはBitcoin報酬を獲得しますか？通常の完全なノードはBitcoin報酬を受け取りません。ブロックを正常にマイニングするマイニングノードのみに、新しく造られたBTCと取引手数料が報われます。ただし、ノードを実行すると、間接的な価値があるネットワークセキュリティと個人トランザクションの確認が強化されます。

現在アクティブなBitcoinノードはいくつですか？正確な数は変動しますが、ビットノードのようなパブリックトラッカーは、世界中の数万の到達可能なノードを推定しています。この数値は、公開されているノードのみを表します。より多くのプライベートノードが存在しますが、ネットワークには見えません。

ノードをオフにするとどうなりますか？ノードをオフにすると、一時的にネットワークから切断されます。再起動すると、最新のブロックチェーンデータで再同期します。ノードは重要な情報を永久に見逃すことはありませんが、オフライン中にトランザクションやリレーデータを検証することはありません。