블록 체인 노드는 데이터를 어떻게 동기화합니까?

블록 체인 노드는 데이터를 동기화하여 네트워크의 모든 참가자가 블록 체인의 최신 및 일관된보기를 갖도록합니다. 이 과정은 블록 체인의 무결성과 보안을 유지하는 데 중요합니다. 블록 체인 노드 가이 동기화를 어떻게 달성하는지 살펴 보겠습니다.

블록 체인 노드 이해

블록 체인 노드는 블록 체인 네트워크에 참여하는 개별 컴퓨터 또는 장치입니다. 각 노드는 노드 유형에 따라 전체 블록 체인 또는 그 일부의 사본을 유지합니다. 전체 블록 체인을 저장하는 전체 노드 및 데이터의 하위 집합 만 저장하는 Light 노드와 같은 다양한 유형의 노드가 있습니다.

합의 메커니즘의 역할

합의 메커니즘은 노드가 블록 체인의 상태에 동의하는 데 사용하는 프로토콜입니다. 이러한 메커니즘은 모든 노드가 블록 체인 데이터에 대한 일반적인 이해에 도달 할 수 있도록합니다. 대중적인 합의 메커니즘에는 작업 증명 (POW), 스테이크 증명 (POS) 및 위임 된 스테이크 증명 (DPO)이 포함됩니다. 합의 메커니즘의 선택은 노드가 데이터를 동기화하는 방법에 영향을 미칩니다.

초기 블록 다운로드 (IBD)

새 노드가 네트워크에 합류하면 먼저 전체 블록 체인 또는 상당 부분을 다운로드해야합니다. 이 프로세스는 IBD (INITAL BLOCK 다운로드) 라고합니다. IBD 기간 동안 새로운 노드는 기존 노드에 연결하고 Genesis 블록 (블록 체인의 첫 번째 블록)에서 가장 최근의 블록까지 시작하는 블록을 요청합니다.

• 데이터 무결성을 보장하기 위해 여러 기존 노드에 연결하십시오
• Genesis 블록에서 시작하는 블록을 요청합니다
• 각 블록과 거래를 확인하십시오
• 로컬 데이터베이스에 검증 된 블록을 저장합니다

차단 전파

노드가 IBD를 완료하면 블록 전파 단계로 들어갑니다. 이 단계에서 노드는 블록 체인에 추가 될 때 새로운 블록을 지속적으로 수신하고 검증합니다. 광부가 새로운 블록을 성공적으로 채굴하면 연결된 피어에게 블록을 방송합니다. 그런 다음이 피어는 블록을 검증하고 유효한 경우 블록 체인의 로컬 사본에 추가합니다.

• 연결된 동료들로부터 새로운 블록을받습니다
• 블록의 거래 및 작업 증명 (또는 기타 합의 메커니즘)을 검증하십시오.
• 검증 된 블록을 로컬 블록 체인에 추가하십시오
• 새로운 블록을 다른 연결된 피어에게 방송합니다

포크 및 갈등 취급

포크는 둘 이상의 광부가 동시에 유효한 블록을 찾을 때 발생하여 여러 버전의 블록 체인이 발생할 때 발생합니다. 노드는 동기화를 유지하기 위해이 포크를 처리해야합니다. 노드가 포크를 감지하면 합의 규칙에 따라 어떤 체인을 받아 들일 것인지 결정합니다. 일반적으로 노드는 POW 시스템에서 가장 긴 체인 규칙을 따릅니다. 여기서 가장 누적 된 작업 증명이있는 체인은 유효합니다.

• 블록 체인의 여러 버전을 감지하십시오
• 합의 규칙을 적용하여 유효한 체인을 결정하십시오
• 필요한 경우 로컬 블록 체인을 재구성하십시오
• 유효한 체인을 다른 노드로 계속 전파하십시오

네트워크 토폴로지 및 노드 통신

네트워크 토폴로지 와 노드가 서로 통신하는 방법은 데이터 동기화에 중요한 역할을합니다. 노드는 일반적으로 피어 투 피어 (P2P) 네트워크에 연결되며 각 노드는 다른 노드가 다른 노드에 연결할 수 있습니다. 이 분산 구조는 네트워크에서 데이터를 효율적으로 전파 할 수 있도록 도와줍니다.

• 여러 동료와의 연결을 설정하십시오
• 가십 프로토콜을 사용하여 정보를 전파하십시오
• 효율적인 통신을위한 Bitcoin의 P2P 프로토콜과 같은 네트워크 프로토콜 구현

데이터 검증 및 확인

데이터 검증 및 검증은 동기화 프로세스의 중요한 단계입니다. 각 노드는 수신하는 데이터의 무결성을 독립적으로 확인해야합니다. 여기에는 거래의 유효성을 확인하고, 블록이 합의 규칙을 충족하는지 확인하고 암호화 서명을 확인하는 것이 포함됩니다.

• 블록 체인의 규칙에 대한 거래를 검증하십시오
• 블록의 해시와 작업 증명을 확인하십시오
• 암호화 서명을 확인하십시오
• 블록의 타임 스탬프가 허용 가능한 한도 내에 있는지 확인하십시오

네트워크 대기 시간 및 지연 처리

네트워크 대기 시간 및 지연은 동기화 프로세스에 영향을 줄 수 있습니다. 노드는 데이터가 순서대로 또는 상당한 지연으로 도착하는 상황을 처리 할 수 ​​있어야합니다. 이는 버퍼링 및 재정렬 메커니즘을 통해 관리되므로 노드가 여전히 블록 체인의 일관된보기를 유지할 수 있습니다.

• 불완전한 도착을 처리하기위한 수신 데이터 버퍼
• 데이터를 재정렬하여 올바른 시퀀스를 유지합니다
• 지연된 데이터를 처리 할 시간 초과 메커니즘을 구현하십시오

FAQ

Q : 노드가 오프라인으로 오프라인 상태 인 경우 데이터를 동기화 할 수 있습니까?

A : 노드가 장기간 오프라인 인 경우 네트워크에 다시 연결할 때 IBD (IBD)를 수행해야합니다. 이 프로세스는 블록 체인의 크기와 노드의 인터넷 연결 속도에 따라 상당한 시간이 걸릴 수 있습니다. IBD가 완료되면 노드는 정상 동기화를 재개 할 수 있습니다.

Q : 동기화 중에 노드가 악성 데이터를 어떻게 처리합니까?

A : 노드는 다양한 보안 측정을 사용하여 악성 데이터를 처리합니다. 블록 체인의 합의 규칙에 대한 각 블록과 거래를 검증합니다. 노드가 유효하지 않거나 악의적 인 데이터를 감지하면이를 거부하고 다른 노드로 전파하지 않습니다. 또한 노드는 블랙리스트 메커니즘을 구현하여 지속적으로 유효하지 않은 데이터를 보내는 피어와 연결을 끊을 수 있습니다.

Q : 노드의 로컬 블록 체인 사본이 손상되면 어떻게됩니까?

A : 노드의 로컬 블록 체인 사본이 손상되면 다른 노드에서 누락되거나 손상된 블록을 다운로드하여 손상을 수리하려고 시도 할 수 있습니다. 손상이 심각한 경우 노드는 블록 체인의 유효하고 완전한 사본을 갖도록 IBD (IBD)를 수행해야 할 수도 있습니다.

Q : 합의 메커니즘의 선택은 데이터 동기화에 어떤 영향을 미칩니 까?

A : 합의 메커니즘의 선택은 데이터 동기화에 크게 영향을 미칩니다. 예를 들어, WAR (Work) 시스템에서 노드는 계산 집중적 일 수있는 각 블록의 작업 증명을 검증해야합니다. 대조적으로, POS (Stake of Stake) 시스템은 다른 검증 요구 사항으로 인해 동기화 시간이 빠를 수 있습니다. 각 합의 메커니즘에는 동기화를 유지하기 위해 노드가 따라야하는 자체 규칙 및 프로세스 세트가 있습니다.