Wat zijn de verschillende soorten Bitcoin-knooppunten? Hoe het Bitcoin-netwerk wordt onderhouden

Zonder Bitcoin-knooppunten, Bitcoin zoals we weten zou het slechts een concept zijn dat bekend is bij een paar computerwetenschappers.

Bitcoin-knooppunten vormen de onderliggende infrastructuur van het Bitcoin-netwerk en beveiligen en onderhouden dit. Maar ondanks hun belang worden Bitcoin-knooppunten vaak verkeerd begrepen of helemaal niet begrepen.

In dit artikel onderzoeken we wat Bitcoin-nodes zijn, evenals de verschillende soorten Bitcoin-nodes en hun rol in het Bitcoin-netwerk.

Wat is Bitcoin?

Wanneer de meeste mensen ‘Bitcoin’ zeggen, bedoelen ze Bitcoin cryptogeld. Maar Bitcoin is meer dan dat:

• Bitcoin is een netwerk; het is een verzameling onderling verbonden computers die informatie delen.
• Bitcoin is een protocol; het is een reeks regels voor hoe informatie op het netwerk kan worden gedeeld.
• Bitcoin is software; het is een computerprogramma dat de protocolregels kent en wordt beheerd door computers op het netwerk, zodat ze informatie met elkaar kunnen delen.

Het gebruik van hetzelfde woord om verschillende (hoewel zeker gerelateerde) dingen te beschrijven kan verwarrend zijn. Ter wille van dit stuk gebruiken we de volgende termen om te verwijzen naar de verschillende toepassingen van “Bitcoin”:

• BTC beschrijft Bitcoin de cryptocurrency, die mensen kopen, verkopen en verhandelen.
• Bitcoin-software beschrijft de Bitcoin-protocolregels die zijn gecodeerd in een taal die computers begrijpen, waardoor ze verbinding kunnen maken en informatie over BTC-transacties kunnen delen.
• Bitcoin-netwerk beschrijft het netwerk van onderling verbonden computers, die elk hun eigen versie van de Bitcoin-software draaien.

Deze differentiaties bieden nuttige context voor het uitleggen van de verschillende soorten Bitcoin-knooppunten. Voordat we specifiek Bitcoin-knooppunten bespreken, is het de moeite waard om op een hoog niveau kort te bespreken wat knooppunten zijn.

Wat zijn knooppunten?

Over het algemeen is een knooppunt een punt in een netwerk. Een auto is bijvoorbeeld een knooppunt in een netwerk van snelwegen, of een collega een knooppunt in een professioneel netwerk.

In de wereld van computers zijn knooppunten apparaten die zijn aangesloten op een computernetwerk en die informatie verzenden, verwerken en opslaan.

Knooppunten bestaan ​​uit twee dingen: hardware en software. Hardware is het fysieke materiaal (microchips, processors, enz.) dat nodig is om software te laten draaien. Software is een reeks instructies die door hardware kunnen worden opgeslagen en uitgevoerd.

Uw smartphone is bijvoorbeeld een knooppunt op internet. De apps die u gebruikt (browsers, berichtenapps, kaarten, enz.) zijn stukjes software die verbinding kunnen maken met internet en instructies kunnen geven over welk type informatie moet worden verzonden, ontvangen en opgeslagen (zoals websites, sms-berichten en routebeschrijvingen). ). Deze instructies en stukjes informatie worden verwerkt en opgeslagen op tastbare stukjes hardware die zich in uw telefoon en andere computers bevinden die met internet zijn verbonden.

Vergeleken met internet en mobiele telefoons zijn het Bitcoin-netwerk en de Bitcoin-knooppunten uiterst eenvoudig. Terwijl het internet en mobiele telefoons zijn ontworpen om allerlei soorten informatie te verzenden en op te slaan, zijn het Bitcoin-netwerk en de Bitcoin-knooppunten ontworpen om één type informatie te verzenden en op te slaan: gegevens die BTC-transacties vertegenwoordigen.

Wat zijn Bitcoin-knooppunten?

Bitcoin-nodes zijn computers die draaien Bitcoin-software en zijn aangesloten op de Bitcoin-netwerk. Bitcoin-knooppunten valideren, zenden, verwerken en slaan BTC-transacties op.

BTC-transacties worden in batches opgeslagen en in zogenaamde groepen opgeslagen blokken. Dit is waar de term blockchain komt uit: historische transacties opgeslagen in blokken die aan elkaar zijn gekoppeld. Voordat een blok aan de blockchain wordt toegevoegd, moeten knooppunten verifiëren dat de transacties van het blok geldig zijn.

Deze verificatie omvat het controleren van zaken als of dezelfde BTC tweemaal is uitgegeven, of dat een afzender daadwerkelijk de BTC heeft die hij probeert te verzenden. Het proces waarbij individuele knooppunten collectief overeenstemming bereiken over de geldigheid van een blok (en de transacties die het bevat) voordat het aan de blockchain wordt toegevoegd, staat bekend als overeenstemming.

Omdat Bitcoin een peer-to-peer betalingssysteemheeft het geen tussenpersonen of tussenpersonen om consensusregels op het Bitcoin-netwerk af te dwingen. Daarom moeten knooppunten onderling consensus bereiken. Dit doen ze met behulp van de Bitcoin-software.

Naast de Bitcoin-protocolregels bevat de Bitcoin-software een volledige kopie van de Bitcoin-blockchain. Dus wanneer een knooppunt de Bitcoin-software downloadt en verbinding maakt met het Bitcoin-netwerk, heeft het dezelfde transactiegeschiedenis en werkt het volgens dezelfde set regels voor het verifiëren van transacties als elk ander Bitcoin-knooppunt. Op deze manier doet elk afzonderlijk knooppunt, wanneer een nieuwe transactie naar het netwerk wordt uitgezonden, zijn eigen werk om de geldigheid van een transactie te controleren.

Op dezelfde manier, wanneer een nieuw blok naar het netwerk wordt uitgezonden, beslist elk knooppunt of het al dan niet aan zijn kopie van de blockchain wordt toegevoegd. Dankzij dit ontwerp kunnen knooppunten betrouwbaar BTC-transacties en -blokken verifiëren.

Soorten Bitcoin-knooppunten

Een nuttig kader voor het begrijpen van de verschillende typen Bitcoin-knooppunten is: welke rol speelt het knooppunt bij het toevoegen van blokken aan de blockchain?

De belangrijkste soorten Bitcoin-knooppunten

Vergeet niet dat Bitcoin-knooppunten BTC-transacties uitzenden, valideren, verwerken en opslaan – en blokken zijn verzamelingen van geldige BTC-transacties.

Volledig knooppunt

Wanneer een transactie plaatsvindt, pikt een full node deze op. Volledige knooppunten slaat de gehele blockchain op en kan met behulp van de Bitcoin-software alle regels van het Bitcoin-netwerk volledig verifiëren. Een volledig knooppunt controleert de geldigheid van de transactie aan de hand van de blockchaingeschiedenis en de reeks regels die zijn gecodeerd in de Bitcoin-software.

Als de transactie geldig is, zendt het volledige knooppunt deze uit naar andere knooppunten waarmee het is verbonden. Deze knooppunten doorlopen hetzelfde verificatieproces. Zodra een voldoende aantal volledige knooppunten het erover eens zijn dat de transactie geldig is, wordt deze toegevoegd aan een pool van andere geldige transacties.

Mijnwerkers

Mijnbouw knooppunten, of mijnwerkers, halen transacties uit deze pool op en verpakken ze in blokken.

Mijnwerkers een versie van de Bitcoin-software uitvoeren die speciale regels bevat voor het maken en voorstellen van blokken aan het Bitcoin-netwerk. Dit omvat zaken als hoe groot een blok kan zijn, hoe transacties moeten worden opgemaakt en hoe een blok moet worden ondertekend.

Mijnwerkers strijden tegen elkaar in een race om het volgende blok te creëren. Zodra een mijnwerker denkt dat hij een geldig blok heeft gemaakt, zendt hij het voorgestelde blok uit naar andere knooppunten op het Bitcoin-netwerk.

Volledige knooppunten pikken het blok op en verifiëren, op een vergelijkbare manier als hoe ze een enkele transactie valideren, de geldigheid van het blok volgens de regels die zijn gecodeerd in de Bitcoin-software die ze gebruiken. Als een volledig knooppunt een blok als geldig beschouwt, voegt het het blok toe aan zijn respectievelijke kopie van de blockchain, zendt het uit naar het Bitcoin-netwerk en andere knooppunten doorlopen hetzelfde verificatieproces.

Zodra een voldoende aantal knooppunten het blok valideren en toevoegen aan hun kopie van de blockchain, wordt consensus bereikt. Op dit punt worden de transacties in het blok verwerkt, verifiëren en slaan alle knooppunten de bijgewerkte versie van de blockchain op, en beginnen mijnwerkers aan de race om het volgende blok te creëren.

Mijnbouw: volledige knooppunten versus mijnwerkers

Mijnwerkers worden gestimuleerd om geldige blokken te creëren en voor te stellen, omdat de mijnwerker wiens blok aan de blockchain wordt toegevoegd een beloning ontvangt. Dit beloning blokkeren bestaat uit nieuw geslagen BTC die voorgeprogrammeerd is in de Bitcoin-software, plus in BTC uitgedrukte vergoedingen voor alle transacties in het blok.

Mijnbouw is concurrerend en duur. Als een miner een ongeldig blok voorstelt (bijvoorbeeld bij valse transacties), wordt het blok afgewezen door andere knooppunten en wordt de miner niet beloond voor de tijd en het geld dat hij heeft besteed aan het maken van het blok. Daarom worden mijnwerkers gestimuleerd om alleen geldige blokken voor te stellen.

Een belangrijk verschil tussen volledige knooppunten en mijnwerkers is dat mijnwerkers nieuwe blokken aan het Bitcoin-netwerk kunnen voorstellen en volledige knooppunten niet. Bij uitbreiding kunnen mijnwerkers blokbeloningen ontvangen, terwijl volledige knooppunten dat niet kunnen.

De hulpbronnenintensiteit van mijnbouw betekent dat mijnwerkers gespecialiseerde, krachtige hardware moeten gebruiken die speciaal is ontworpen om nieuwe blokken te creëren en voor te stellen. Volledige knooppunten kunnen daarentegen op de meeste laptops draaien, en zelfs op een Raspberry Pi.

Dit brengt ons bij het derde en laatste primaire type Bitcoin-knooppunt: lichte knooppunten.

Lichte knooppunten

Lichte knooppunten een speciale versie van Bitcoin-software uitvoeren die, zoals de naam al aangeeft, een lichtgewicht versie van de blockchain opslaat. Deze versie van de blockchain bevat blokheaders, dit zijn codes in elk blok die in feite zeggen: “dit blok is geldig”. Hierdoor kunnen lichtknooppunten verbinding maken met en transacties uitvoeren op het Bitcoin-netwerk, zonder dat de volledige geschiedenis ervan hoeft te worden opgeslagen.

Belangrijk is echter dat dit betekent dat lichte knooppunten de Bitcoin-netwerkregels niet onafhankelijk kunnen verifiëren en daarom verbinding moeten maken met volledige knooppunten om de blokgegevens te verkrijgen.

Mobiele portemonnees zijn het meest voorkomende voorbeeld van lichte knooppunten. De meeste mobiele telefoons (met een of twee uitzonderingen) zijn niet krachtig genoeg om een ​​volledig knooppunt te runnen, en zijn zeker niet krachtig genoeg om een ​​mijnwerker te runnen. Maar ze zijn krachtig genoeg om een ​​gecomprimeerde versie van de blockchain op te slaan met informatie over portemonnees en BTC-saldi. Als je BTC vanaf je telefoon hebt verzonden of ontvangen, is je apparaat een knooppunt op het Bitcoin-netwerk!

Andere soorten Bitcoin-knooppunten

Volledige knooppunten, mijnwerkers en lichte knooppunten zijn de belangrijkste typen Bitcoin-knooppunten. Er zijn echter nog enkele andere soorten knooppunten die vaak worden genoemd, en beschrijvingen van warrants.

• ⚡ Bliksemknooppunten: bliksem is een netwerk dat bovenop het Bitcoin-netwerk is gebouwd, zodat mensen sneller en goedkoper BTC kunnen afhandelen. Bliksemknooppunten coördineren deze activiteit.
• ️ Archiefknooppunten: Archiefknooppunten, ook bekend als volledige archiefknooppunten, zijn synoniem met volledige knooppunten; ze slaan een volledige kopie van de blockchain op en kunnen alle Bitcoin-netwerkregels verifiëren. Het onderscheid komt voort uit het feit dat mensen soms volledige knooppunten in twee typen opdelen: archiefknooppunten en gesnoeide knooppunten.
• ✂️ Gesnoeide knooppunten: Gesnoeide knooppunten slaan de volledige blockchain-geschiedenis op tot een bepaalde grootte. Zodra aan deze groottelimiet is voldaan, beginnen ze eerdere blokken te verwijderen of op te schonen, zodat ze volledige versies van nieuwe blokken kunnen opslaan. Gesnoeide knooppunten zijn kleiner dan volledige knooppunten, maar groter dan lichte knooppunten.
• ⛏️ Mijnpoolknooppunten: Mijnbouwpoolknooppunten orkestreren de mijnbouwactiviteit van groepen mijnwerkers, zodat ze middelen kunnen bundelen om nieuwe blokken te delven. Wanneer een mining pool-knooppunt een blok creëert dat aan de blockchain wordt toegevoegd, verdeelt het knooppunt de blokbeloning onder mijnwerkers in verhouding tot hun hoeveelheid bronnen. Mijnwerkers houden van mijnpools omdat dit betekent dat ze consistenter worden betaald. In plaats van bijvoorbeeld 10 BTC per 100 blokken te krijgen, kunnen ze bijvoorbeeld elke 1 blokken 10 BTC krijgen.

Samengevat

Bitcoin-knooppunten zijn computers die zijn verbonden met het Bitcoin-netwerk en waarop Bitcoin-software draait om BTC-transacties en -blokken uit te zenden, valideren, verwerken en opslaan. Er zijn drie hoofdtypen Bitcoin-knooppunten.

• Volledige knooppunten valideer betrouwbaar transacties en blokkades om consensus te bereiken over de transactiegeschiedenis. Op deze manier beslissen volledige knooppunten uiteindelijk welke blokken aan het blok worden toegevoegd.
• Mijnwerkers organiseren transacties in blokken die ze vervolgens voorstellen aan het Bitcoin-netwerk. Als het blok van een miner aan de blockchain wordt toegevoegd, krijgt de miner de blokbeloning. Op deze manier faciliteren mijnwerkers dat nieuw geslagen BTC in omloop komt.
• Lichte knooppunten sla een afgeslankte versie van de Bitcoin-blockchain op door verbinding te maken met volledige knooppunten. Op deze manier maken lichtknooppunten BTC-transacties mogelijk op apparaten met een laag vermogen, zoals mobiele telefoons.

Wil je een crypto-expert worden? Haal het beste van Decrypt rechtstreeks in je inbox.

Ontvang de grootste crypto-nieuwsverhalen + wekelijkse razzia's en meer!