什么是区块链节点？流行科学在运营原则上

了解区块链节点的基础知识

区块链节点本质上是连接到参与验证和存储事务数据的区块链网络的计算机。每个节点在维持区块链的完整性，透明度和分散性方面都起着至关重要的作用。与传统的集中系统控制数据不同，区块链节点共同确保了分布式分类帐中交易的准确性。

在分散的环境中，节点充当单个验证器，每个节点都保留整个区块链的副本。这种冗余可确保即使某些节点失败或表现恶意，该系统仍然坚固且安全。节点使用点对点协议相互通信，以确保在哪些交易有效并应添加到下一个块中的共识。

不同类型的区块链节点

区块链网络通常具有各种类型的节点，每个节点都根据其功能和职责提供唯一功能：

• 完整节点：这些节点存储区块链的完整历史记录并独立验证所有交易。他们在不依赖其他节点的情况下执行网络规则方面发挥了至关重要的作用。
• 轻量级（SPV）节点：简化的付款验证（SPV）节点不会下载整个区块链。取而代之的是，他们依靠块标头来验证交易，使其适用于存储或处理能力有限的设备。
• 采矿节点：也称为矿工，这些节点负责通过解决复杂的加密难题来创建新块。他们经常运行完整的节点软件，以确保采矿前交易的有效性。
• 静止节点：在验证证明（POS）区块链中，Staking节点根据其持有的硬币数量和作为抵押品锁定的硬币数量参与了区块验证。这些节点有助于维持共识并确保网络。
• 当局节点：在私人或权限的区块链中发现，权限节点具有特殊特权，可以由中央组织或财团控制。

每种类型对区块链生态系统的总体功能和安全性有所不同。

节点如何达成共识？

共识机制是节点如何相互作用并同意区块链状态的基础。流行共识算法包括：

• 工作证明（POW） ：Bitcoin和以太坊（以太坊2.0升级之前）使用，此方法需要节点（矿工）来求解计算强度的拼图以添加新块。第一个解决难题的矿工将解决方案广播到网络进行验证。
• 股份证明（POS） ：在以太坊2.0和Cardano等基于POS的网络中，节点被选择根据他们愿意将其作为抵押品的加密货币来创建新块。与POW相比，这减少了能耗。
• 授权的股份证明（DPO） ：pos的一种变化，令牌持有人投票选出一小部分验证交易和维护网络的代表。
• 拜占庭式容错（BFT） ：在私人或财团区块链中常见，BFT即使某些节点失败或恶意行动也可以达成共识。

无论使用哪种机制，目标都保持不变 - 确保所有节点都同意真理的单个版本，而无需对任何中央实体信任。

节点在交易验证中的作用

当用户启动区块链事务时，它会广播到网络并由节点拾取。这些节点在接受或拒绝交易之前执行几项检查：

• 数字签名验证：必须使用发件人的私钥签名每笔交易。节点验证签名以确保交易来自应有的所有者。
• 余额检查：节点确认发件人有足够的资金来完成交易。
• 双支出检测：节点交易对先前记录的交易，以防止双重持续尝试。
• 智能合约执行：在以太坊等平台中，节点还执行与交易相关的智能合约以确定结果。

经过验证后，交易将与其他人分组为候选区块。然后，矿工或验证者竞争或选择将此区块附加到区块链上。成功添加后，所有节点都相应地更新了区块链的本地副本。

设置自己的区块链节点

运行自己的区块链节点可能是一种有意义的体验，特别是对于那些有兴趣了解分散网络运作的人。这是设置基本完整节点的分步指南：

• 选择区块链：确定您要支持的区块链。例如，Bitcoin，以太坊或莱特币。
• 准备硬件：确保您的机器满足最低要求。例如，运行Bitcoin完整节点至少需要600GB的磁盘空间和稳定的Internet连接。
• 下载软件：从区块链网站获取官方节点软件。对于Bitcoin，这将是Bitcoin核心。
• 安装和配置：遵循特定于操作系统的安装说明。某些配置可能包括调整防火墙设置或启用端口转发。
• 同步区块链：安装后，节点将开始下载并验证整个区块链。此过程可能需要几个小时到几天，具体取决于您的硬件和带宽。
• 维护节点：保持软件更新并定期监视性能。运行节点有助于加强网络，同时您可以更大地控制交易。

此过程取决于区块链略有不同，但核心原理在不同平台之间保持一致。

常见问题（常见问题解答）

问题1：我可以通过运行一个区块链节点赚钱吗？尽管运行常规的完整节点并不能直接产生收入，但某些区块链通过积分或治理参与来奖励节点操作员。但是，这通常适用于验证器节点，而不是标准的完整节点。

Q2：运行节点风险吗？除非您参与制定或采矿，否则涉及最小的财务风险，这需要锁定资产或投资硬件。从法律的角度来看，请确保遵守有关加密货币操作的当地法规。

Q3：完整节点需要多少存储空间？所需的存储取决于区块链。截至最近的数据，A Bitcoin完整节点需要约600GB，而以太坊节点可能需要超过1TB的存储空间。这些数字会随着时间的推移而增长。

Q4：我可以在移动设备上运行节点吗？移动设备通常缺乏运行完整节点所需的存储和处理能力。但是，轻巧的SPV节点可用于移动钱包，使用户可以与网络进行交互，而无需存储整个区块链。