节点在区块链网络中的角色是什么？

了解区块链网络中节点的功能

节点是任何区块链网络的基本组成部分，它是支持系统分散体系结构的参与者。每个节点都是一个设备，例如计算机，服务器或移动设备，它连接到区块链并为其操作做出贡献。节点的主要作用是维护区块链分类帐的副本，并确保网络保持安全，透明和功能。节点相互通信以验证交易，传播数据并维护共识规则。没有节点，区块链将无法以无信任和分布的方式进行操作。

在各个地理位置上的多个节点的存在可确保对中心失败点的弹性。如果一个节点脱机，其他节点将继续支持网络。这种冗余对于维持正常运行时间和数据完整性至关重要。每个节点都独立验证了区块链的状态，这阻止了恶意行为者改变交易历史记录。节点强制执行的分散性质是使区块链具有耐心制度和篡改的原因。

不同类型的节点及其角色

并非所有节点在区块链中执行相同的功能。该网络包括各种节点类型，每种节点类型都具有特定的责任：

• 完整节点下载并验证区块链中的每个块和交易。他们执行共识规则，并确保不接受无效的数据。运行完整的节点需要大量的存储和带宽，但它提供了最高级别的安全性和自主权。
• 轻节点（或轻型节点）不会存储整个区块链。相反，他们依靠完整的节点来访问必要的数据。由于设备资源有限，光节点通常在移动钱包中使用。
• 采矿节点是参与工作证明（POW）共识的专业完整节点。这些节点将交易捆绑成块并求解密码拼图，以在链条中添加新的块。他们将获得块奖励和交易费用作为激励措施。
• 在验证（POS）区块链中存在桩节点。这些节点验证交易并根据“股份”作为抵押品的加密货币量创建新块。 Staking节点有助于确保网络并获得回报。
• 档案节点保留区块链的完整历史数据，包括所有状态变化。常规的完整节点可能会修剪旧数据，但是档案节点对于需要大量历史访问的服务（例如区块链探险家）至关重要。

每种节点类型的贡献都不同，但对于网络健康和功能都是必不可少的。

节点如何验证交易并保持共识

当用户启动事务时，它会广播到网络并由连接的节点接收。这些节点执行多个检查以确保有效性：

• 数字签名验证确认发件人拥有与发送地址相关的私钥。
• 余额验证可确保发件人有足够的资金，并且没有尝试双重支出。
• 遵守共识规则会检查交易格式和逻辑是否遵守区块链的协议。

经过验证后，将交易添加到mempool （内存池），这是未确认交易的临时保留区域。然后，挖掘或桩节点从Mempool中选择交易，以将其包括在下一个块中。创建块并传播一个块后，其他节点会独立验证其内容。如果块符合所有共识标准，则将其附加到区块链的本地副本上。此过程确保只有有效的交易成为永久记录的一部分。

共识机制（例如工作证明和股份证明）依赖节点来同意区块链状态。节点拒绝无效的块，并遵循最长（或最有效的）链条，保留网络完整性。

设置节点：逐步指南

运行自己的节点可以增强隐私并支持权力下放。这是使用Bitcoin核心设置[ K_0]完整节点的方法：

• 从官方网站（ https：// bitcoin .org ）下载Bitcoin核心软件。
• 在计算机上安装应用程序并启动它。
• 选择一个具有足够存储空间的数据目录 - Bitcoin的区块链超过500 GB，并继续增长。
• 允许软件开始下载区块链。根据您的互联网速度和硬件，此过程可能需要几天。
• 启用网络功能，例如路由器上的端口转发，以接受传入的连接，从而增加节点对网络的效用。
• 可选地，如果存储有限，则配置修剪。这允许节点丢弃旧块，同时仍验证新块。
• 保持软件更新并定期运行，以保持与网络同步。

对于以太坊，您可以使用Geth或OpenEthereum等客户。该过程涉及下载客户端，同步以太坊区块链（还需要数百GB），并可选地连接像MetAmask这样的钱包接口以通过您的节点与网络进行交互。

运行节点的安全性和隐私益处

操作个人节点可以使用户完全控制其交易验证。用户不信任第三方服务，而是验证交易本身，从而减少了对潜在妥协的中介机构的依赖。这种自我验证对于财务主权至关重要。

节点通过允许用户直接将交易直接向网络广播而无需浏览集中钱包提供商来增强隐私。当您使用第三方钱包时，您的IP地址和交易模式可能会记录下来。使用自己的节点，您可以消除此监视向量。

此外，节点有助于网络安全性。节点越多，攻击者操纵区块链就变得越难。高节点计数增加了权力下放化，使51％的攻击或数据伪造更加困难和成本更高。

关于节点的常见误解

有些人认为，运行节点会产生被动收入，例如采矿或积累。但是，标准完整节点不会获得奖励。他们为该网络提供了对权力下放的承诺，而不是经济激励。只有采矿或堆放节点获得赔偿。

另一个误解是所有节点存储了相同的数据。完全节点保持完整的区块链，修剪的节点和光节点仅存储部分数据。档案节点通过保留每个状态变化而超越标准完整节点，这是基本协议所要求的。

最后，一些用户认为运行节点是非法或风险的。在大多数司法管辖区中，运行节点是合法的，如果遵循适当的安全惯例，例如使用防火墙和保持软件更新，则会构成最小的风险。

常见问题

我可以在Raspberry Pi上运行一个节点吗？是的，诸如Raspberry Pi之类的轻巧实现可以运行Bitcoin或具有外部存储的以太坊节点。 Raspibolt之类的项目提供了详细的指南，用于在Raspberry Pi上设置Bitcoin节点。性能可能较慢，但可用于个人使用。

我需要一个静态IP地址来运行节点吗？不，不需要静态IP。即使您的IP更改，动态DNS服务也可以帮助保持连接。但是，静态IP提高了接受传入连接的可靠性。

如果我的节点离线会发生什么？您的节点将落后于网络。重新启动后，它将从其验证的最后一个块中重新同步。临时停机时间不会损害网络或节点的长期功能。

可以使用节点来开采加密货币吗？只有专门配置为具有适当硬件的采矿节点（例如Bitcoin的ASIC）并连接到采矿软件。标准的完整节点不矿。