節點在區塊鍊網絡中的角色是什麼？

了解區塊鍊網絡中節點的功能

節點是任何區塊鍊網絡的基本組成部分，它是支持系統分散體系結構的參與者。每個節點都是一個設備，例如計算機，服務器或移動設備，它連接到區塊鏈並為其操作做出貢獻。節點的主要作用是維護區塊鏈分類帳的副本，並確保網絡保持安全，透明和功能。節點相互通信以驗證交易，傳播數據並維護共識規則。沒有節點，區塊鏈將無法以無信任和分佈的方式進行操作。

在各個地理位置上的多個節點的存在可確保對中心失敗點的彈性。如果一個節點脫機，其他節點將繼續支持網絡。這種冗餘對於維持正常運行時間和數據完整性至關重要。每個節點都獨立驗證了區塊鏈的狀態，這阻止了惡意行為者改變交易歷史記錄。節點強制執行的分散性質是使區塊鏈具有耐心製度和篡改的原因。

不同類型的節點及其角色

並非所有節點在區塊鏈中執行相同的功能。該網絡包括各種節點類型，每種節點類型都具有特定的責任：

• 完整節點下載並驗證區塊鏈中的每個塊和交易。他們執行共識規則，並確保不接受無效的數據。運行完整的節點需要大量的存儲和帶寬，但它提供了最高級別的安全性和自主權。
• 輕節點（或輕型節點）不會存儲整個區塊鏈。相反，他們依靠完整的節點來訪問必要的數據。由於設備資源有限，光節點通常在移動錢包中使用。
• 採礦節點是參與工作證明（POW）共識的專業完整節點。這些節點將交易捆綁成塊並求解密碼拼圖，以在鏈條中添加新的塊。他們將獲得塊獎勵和交易費用作為激勵措施。
• 在驗證（POS）區塊鏈中存在樁節點。這些節點驗證交易並根據“股份”作為抵押品的加密貨幣量創建新塊。 Staking節點有助於確保網絡並獲得回報。
• 檔案節點保留區塊鏈的完整歷史數據，包括所有狀態變化。常規的完整節點可能會修剪舊數據，但是檔案節點對於需要大量歷史訪問的服務（例如區塊鏈探險家）至關重要。

每種節點類型的貢獻都不同，但對於網絡健康和功能都是必不可少的。

節點如何驗證交易並保持共識

當用戶啟動事務時，它會廣播到網絡並由連接的節點接收。這些節點執行多個檢查以確保有效性：

• 數字簽名驗證確認發件人擁有與發送地址相關的私鑰。
• 餘額驗證可確保發件人有足夠的資金，並且沒有嘗試雙重支出。
• 遵守共識規則會檢查交易格式和邏輯是否遵守區塊鏈的協議。

經過驗證後，將交易添加到mempool （內存池），這是未確認交易的臨時保留區域。然後，挖掘或樁節點從Mempool中選擇交易，以將其包括在下一個塊中。創建塊並傳播一個塊後，其他節點會獨立驗證其內容。如果塊符合所有共識標準，則將其附加到區塊鏈的本地副本上。此過程確保只有有效的交易成為永久記錄的一部分。

共識機制（例如工作證明和股份證明）依賴節點來同意區塊鏈狀態。節點拒絕無效的塊，並遵循最長（或最有效的）鏈條，保留網絡完整性。

設置節點：逐步指南

運行自己的節點可以增強隱私並支持權力下放。這是使用Bitcoin核心設置[ K_0]完整節點的方法：

• 從官方網站（ https：// bitcoin .org ）下載Bitcoin核心軟件。
• 在計算機上安裝應用程序並啟動它。
• 選擇一個具有足夠存儲空間的數據目錄 - Bitcoin的區塊鏈超過500 GB，並繼續增長。
• 允許軟件開始下載區塊鏈。根據您的互聯網速度和硬件，此過程可能需要幾天。
• 啟用網絡功能，例如路由器上的端口轉發，以接受傳入的連接，從而增加節點對網絡的效用。
• 可選地，如果存儲有限，則配置修剪。這允許節點丟棄舊塊，同時仍驗證新塊。
• 保持軟件更新並定期運行，以保持與網絡同步。

對於以太坊，您可以使用Geth或OpenEthereum等客戶。該過程涉及下載客戶端，同步以太坊區塊鏈（還需要數百GB），並可選地連接像MetAmask這樣的錢包接口以通過您的節點與網絡進行交互。

運行節點的安全性和隱私益處

操作個人節點可以使用戶完全控制其交易驗證。用戶不信任第三方服務，而是驗證交易本身，從而減少了對潛在妥協的中介機構的依賴。這種自我驗證對於財務主權至關重要。

節點通過允許用戶直接將交易直接向網絡廣播而無需瀏覽集中錢包提供商來增強隱私。當您使用第三方錢包時，您的IP地址和交易模式可能會記錄下來。使用自己的節點，您可以消除此監視向量。

此外，節點有助於網絡安全性。節點越多，攻擊者操縱區塊鏈就變得越難。高節點計數增加了權力下放化，使51％的攻擊或數據偽造更加困難和成本更高。

關於節點的常見誤解

有些人認為，運行節點會產生被動收入，例如採礦或積累。但是，標準完整節點不會獲得獎勵。他們為該網絡提供了對權力下放的承諾，而不是經濟激勵。只有採礦或堆放節點獲得賠償。

另一個誤解是所有節點存儲了相同的數據。完全節點保持完整的區塊鏈，修剪的節點和光節點僅存儲部分數據。檔案節點通過保留每個狀態變化而超越標準完整節點，這是基本協議所要求的。

最後，一些用戶認為運行節點是非法或風險的。在大多數司法管轄區中，運行節點是合法的，如果遵循適當的安全慣例，例如使用防火牆和保持軟件更新，則會構成最小的風險。

常見問題

我可以在Raspberry Pi上運行一個節點嗎？是的，諸如Raspberry Pi之類的輕巧實現可以運行Bitcoin或具有外部存儲的以太坊節點。 Raspibolt之類的項目提供了詳細的指南，用於在Raspberry Pi上設置Bitcoin節點。性能可能較慢，但可用於個人使用。

我需要一個靜態IP地址來運行節點嗎？不，不需要靜態IP。即使您的IP更改，動態DNS服務也可以幫助保持連接。但是，靜態IP提高了接受傳入連接的可靠性。

如果我的節點離線會發生什麼？您的節點將落後於網絡。重新啟動後，它將從其驗證的最後一個塊中重新同步。臨時停機時間不會損害網絡或節點的長期功能。

可以使用節點來開採加密貨幣嗎？只有專門配置為具有適當硬件的採礦節點（例如Bitcoin的ASIC）並連接到採礦軟件。標準的完整節點不礦。