Биткоин- узлы и майнеры: сравнение

Биткоин- узлы и биткоин- майнеры — два важнейших компонента блокчейна биткоина. Эти термины часто используются как взаимозаменяемые, и оба представляют собой разные типы узлов в сети. Однако полные узлы и майнеры имеют ключевые различия и разные обязанности.

Все узлы Биткоин вносят свой вклад в сеть, проверяя транзакции и блоки, обеспечивая целостность и непрерывность блокчейна. Майнеры идут еще дальше, участвуя в процессе доказательства работы (PoW) для трансляции новых блоков в сеть. Без майнеров никакие новые транзакции не будут добавлены в блокчейн.

Узлы в сети блокчейна — это компьютеры, на которых работает программное обеспечение и хранится информация, необходимая для работы и управления сетью. На каждом узле будет работать программное обеспечение с вычислительной мощностью, соответствующей его цели. Отдельные роли узлов Биткойна имеют решающее значение для успеха криптовалюты .

Узел Биткоина  также можно назвать полным узлом, если рассматривать составные части блокчейна Биткоина  Полные узлы могут работать на обычном компьютере и хранить полную и актуальную версию блокчейна . Узлы выводят  наверх транзакции от Биткоин пользователей и проверяют их на соответствие правилам и истории сети, помещая их в готовый для майнеров мемпул неподтвержденных транзакций.

Проверка транзакции Биткоин состоит из:

Обеспечения действительности цифровой подписи

Определения подлинности

Подтверждения точности

Проверки доступных остатков и уплаты комиссий за транзакции

Предотвращения двойных трат

Аутентифицированные транзакции передаются в сеть полными узлами, а затем собираются и группируются в блоки транзакций майнерами.

Полные узлы Биткоин также отвечают за проверку работы майнеров и обеспечение соблюдения правил механизма консенсуса , включая правильные форматы транзакций, соблюдение требований доказательства работы и непревышение ограничения размера блока.

Полные узлы также не позволяют майнерам получить слишком много мощности и снижают риск атаки 51% , поскольку могут отклонять недостоверные блоки. Однако основная защита от атаки 51% заключается в децентрализованном и конкурентном характере самого майнинга.

Несмотря на то, что узлы являются критически важными участниками сети Биткоин, они не получают вознаграждения за блоки, как майнеры. Операторы узлов обычно запускают узлы для поддержки работоспособности и безопасности сети, обеспечения конфиденциальности или по коммерческим причинам, например, для бирж или сервисов кошельков, которым необходимы точные данные блокчейна в режиме реального времени .

Биткоин - майнер или узел добычи биткоинов — это тип или подмножество полного узла. Однако не все полные узлы являются узлами майнинга. Полный узел поддерживает полную и обновленную копию блокчейна и проверяет транзакции и блоки. Узлы майнинга включают в себя эти возможности, но также участвуют в процессе майнинга.

Узлы майнинга также являются узлами проверки и передают информацию другим узлам, но наиболее важной функцией майнеров биткоинов является проверка блоков транзакций, трансляция нового блока в сеть, получение только что отчеканенных биткоинов в качестве вознаграждения.

Узлы майнинга должны конкурировать друг с другом за решение сложных математических задач, позволяя успешному узлу достичь консенсуса по доказательству работы, проверить и опубликовать новый блок и получить вознаграждение. Этот процесс требует значительных вычислительных мощностей и энергии. Майнеры используют программное обеспечение для майнинга биткоинов, которое обеспечивает правила создания и предложения блоков в сети.

Узлы майнинга проверяют транзакции перед проверкой и предложением нового блока в сеть. Новый блок будет транслироваться обратно на полные узлы и проверяться на соответствие правилам сети, включая правила создания новых биткоинов.

Легкие узлы

Эти узлы также известны как узлы упрощенной проверки платежей (SPV). На этих узлах работает версия программного обеспечения Биткоин, в которой хранится «облегченная» версия блокчейна, содержащая только заголовки блоков. Легкие узлы должны подключаться к полным узлам, чтобы получить данные всего блока. Такая настройка позволяет им проверять транзакции без использования всей цепочки блоков, что делает их подходящими для устройств с ограниченной памятью или вычислительной мощностью, например для мобильных кошельков.

Lightning узлы

Сеть Lightning построена на основе сети Биткоин и обеспечивает более быстрые и дешевые транзакции Биткойн, координируемые узлами Lightning. Эти узлы образуют сеть платежных каналов, позволяющую осуществлять транзакции вне цепочки, которые позже производятся в блокчейне Биткоина.

Архивные узлы

Архивные узлы или полные архивные узлы хранят полную копию блокчейна, включая все когда-либо совершенные транзакции. Это позволяет им предоставлять исторические данные и обслуживать другие узлы, которым необходимо синхронизировать или проверять историю блокчейна.

Обрезанные узлы

Эти узлы хранят историю сети, но только до определенного размера. При достижении ограничения размера они «обрезают» старые данные для их сохранения в последних блоках.

Узлы пула майнинга

Узлы майнингового пула координируют ресурсы групп майнеров. Если майнинг-пул успешно проверяет блок, вознаграждение справедливо распределяется между участниками пула.

Как майнеры биткоинов и полные узлы работают вместе

Биткоин- узлы и майнеры взаимозависимы. Они полагаются друг на друга при выполнении следующего процесса:

Проверка и трансляция транзакций

Полные узлы принимают транзакции, проверяют их и транслируют в сеть. Эта проверка включает в себя проверку того, соответствуют ли транзакции правилам протокола Биткоин и не были ли ранее потрачены входные данные для транзакций.

Мемпул

Термин «мемпул» означает, что проверенные и неподтвержденные транзакции ждут, пока их не подберут майнеры для включения в новый блок. Каждый узел поддерживает свою собственную версию мемпула.

Майнеры собирают транзакции и выполняют дальнейшую проверку, группируя транзакции, включая хэш предыдущего блока и новый одноразовый номер (случайное число, используемое один раз), создавая уникальный новый блок, который «хешируется» с помощью алгоритма протокола. Процесс группировки транзакций включает в себя создание дерева Меркла, которое эффективно суммирует все транзакции в блоке.

Процесс майнинга: доказательство работы, добавление блоков и вознаграждение

Майнеры соревнуются в том, чтобы первыми решить математические задачи хеширования и создать новый блок в сети. Они используют вычислительную мощность для изменения nonce до тех пор, пока не будет обнаружен хеш, соответствующий целевой сложности майнинга.

Успешный майнер находит хэш-выход для завершения доказательства работы. Полные узлы подтверждают подлинность и согласовывают состояние блокчейна и порядок блоков для достижения консенсуса, предотвращая тем самым двойные расходы. 

Узел майнинга получает вознаграждение, которое включает в себя вновь выпущенные BTC и комиссию за транзакции, включенные в блок. После того как новый блок проверен и добавлен в блокчейн, эта обновленная версия блокчейна не передается в эфир целиком. Скорее, сам новый блок транслируется, а другие узлы независимо проверяют и добавляют этот блок в свои копии блокчейна.

Важность узлов Биткоин и влияние узлов и майнеров на сеть Биткоин невозможно недооценить. Эти основные элементы обеспечивают работу блокчейна, проверяя и транслируя транзакции, достигая консенсуса с помощью механизма консенсуса Биткоин и безопасно добавляя в блокчейн новые неизменяемые блоки. Узлы действуют как коммуникационные концентраторы и посредники между пользователями, обеспечивая передачу транзакций и блоков по сети и эффективно маршрутизируя данные.

Узлы играют решающую роль в поддержании не требующей доверия целостности, безопасности и децентрализованного характера блокчейна Биткоина. Биткоин- узлы и майнеры повышают устойчивость и безопасность Биткоина.  Причем каждый из них выполняет свои обязанности, способствуя бесперебойному функционированию всей сети. Благодаря узлам Биткоин не полагается на одно программное обеспечение, что снижает риск уязвимостей и атак.