Зростання популярності блокчейн-технологій та їх важливість
Технологія блокчейн стає все більш популярною у світі. Компанії та окремі особи активно використовують блокчейн для різноманітних цілей.
Незалежно від сфери застосування, чи то криптовалюти, інформаційні технології, чи охорона здоров’я, блокчейн розширює свої можливості в різних напрямках.
Проте, для більшості людей ця концепція залишається новою. Хоча багато хто ще сумнівається в безпеці та надійності блокчейну, інші прагнуть глибше вивчити його принципи.
Якщо вас цікавить ця технологія, розуміння ролі вузлів блокчейну є ключовим. Незалежно від того, чи ви підприємець, чи просто ентузіаст блокчейну, знання про вузли допоможуть вам розробляти безпечні та доступні рішення на основі цієї технології.
Отже, давайте детальніше розглянемо, що таке вузли блокчейн та які існують їхні типи.
Що таке блокчейн?
Блокчейн — це незмінний та спільний реєстр, що зберігає інформацію про транзакції та відстежує активи в мережі. Це база даних, в якій дані організовані в блоки, а не в традиційні рядки та стовпці.
Термін “блокчейн” утворений від двох слів — “блок” та “ланцюг”. Кожна підтверджена транзакція або запис у мережі блокчейн додається до блоку з визначеним обсягом. Коли цей обсяг заповнюється, нові записи додаються до наступного блоку, який прикріплюється або “пов’язується” з попереднім за допомогою криптографії.
Технологія блокчейн була розроблена у 2008 році особою під псевдонімом Сатоші Накамото, справжня ідентичність якої невідома.
Основні характеристики блокчейну:
- Децентралізація: Блокчейн є децентралізованою системою, яка не належить жодній окремій особі, і доступ до неї може отримати будь-хто, хто має відповідні дозволи. Його також називають технологією розподіленого реєстру (DLT), оскільки це розподілена база даних, що містить пов’язані між собою записи та дозволяє користувачам зберігати дані, обмінюватися ними та проводити однорангові транзакції.
- Незмінність: Кожен запис у блокчейні має мітку часу, щоб уникнути фальсифікацій та дублювання. Якщо в записі є помилка, необхідно додати новий запис з виправленням, щоб обидва варіанти були видимі.
- Прозорість: Більшість блокчейнів, за винятком приватних, мають відкритий вихідний код і не контролюються центральним органом. Це дозволяє будь-кому переглядати код і пропонувати зміни, що сприяє взаємній довірі та відкритості між учасниками мережі.
Технологія блокчейн застосовується в різних сферах, від банківської справи та фінансів до інформаційних технологій, управління ланцюгами постачання та охорони здоров’я. Її використання швидко зростає, і ви можете побачити компанії, які використовують цю технологію у відеоіграх, смарт-контрактах, перевірці документів, платежах тощо. Вона не тільки безпечна, економічна та проста у використанні, але й швидка та точна.
Що таке вузли блокчейну?
Вузли блокчейну – це електронні пристрої з IP-адресами, підключені до мережі блокчейну через Інтернет. Вузли є кінцевими точками зв’язку, що забезпечують взаємодію користувачів з блокчейном.
Вузли підтримують функціонування системи блокчейн. Це як ігровий майданчик, де все відбувається. Цей “майданчик” складається з декількох блокчейн-платформ, які можуть бути приватними, публічними або гібридними.
Вузол блокчейну може виконувати різні функції, залежно від вимог конкретної блокчейн-мережі. Основні завдання, які він може виконувати:
- Забезпечення зв’язку
- Прийняття або відхилення транзакцій
- Обробка транзакцій
- Управління транзакціями
- Зберігання блоків, пов’язаних між собою криптографічно
Навіщо потрібні вузли блокчейну?
Технологія блокчейн гарантує цілісність даних та підвищує довіру до мережі. Для цього той самий реєстр розподіляється між кількома системами по всьому світу.
Оскільки кожен блок даних у блокчейні пов’язаний з наступним за допомогою криптографії, для зміни запису або блоку потрібно змінити всі наступні блоки. Це робиться для забезпечення точності та узгодженості, адже кожен блок містить хеш попереднього.
Уявіть, що мережа блокчейн була б обмежена однією локацією. Тоді зловмиснику було б легше змінити значення блоку та маніпулювати мережею. Саме тому блокчейн поширюється по всьому світу без центрального органу управління – це реалізація концепції децентралізації.
Крім того, кожна підключена система або вузол, що розташовані по всьому світу, містить однакові дані, що забезпечує цілісність і точність інформації мережі. Навіть якщо дані однієї системи будуть змінені, інші системи з тим самим реєстром залишаться без змін і стануть доказом цілісності даних. Такий глобальний розподіл блокчейну між вузлами також підвищує стійкість мережі до атак і стихійних лих, одночасно збільшуючи надійність.
Вузли блокчейну необхідні для:
- Забезпечення доступу: Вузли дозволяють користувачам легко отримувати доступ до реєстру блокчейну. Це дозволяє взаємодіяти з мережею для перегляду транзакцій, деталей транзакцій та перевірки записів.
- Підтримки блокчейну: Вузли підтримують мережу блокчейн та сприяють її розвитку. Кожен блок даних у блокчейні додається до сховища вузла. Вузли також використовуються для додавання нових блоків та синхронізації даних, зберігаючи копію реєстру. Для остаточного затвердження нового блоку потрібен консенсус більшості учасників.
- Обробки транзакцій: Коли транзакція відбувається в блокчейні, вона надсилається до його вузлів. Деякі вузли беруть участь в алгоритмі консенсусу мережі, тоді як інші відповідають за ведення записів.
Отримавши запит на транзакцію, вузол може прийняти або відхилити її. Він може зберігати ці дані та передавати їх іншим вузлам у мережі для синхронізації.
Як працюють вузли блокчейну?
Ми вже дізналися, що технологія блокчейн забезпечує цілісність даних, але що відбувається за лаштунками?
Для збереження цілісності даних кожен учасник мережі повинен бути впевнений, що кожна транзакція дійсна та не має подвійних записів.
Оскільки немає центрального органу для управління мережею, досягнення консенсусу є способом, за допомогою якого учасники можуть підтвердити, чи є транзакції дійсними. Вузли мережі досягають цього серед користувачів і допомагають захистити блокчейн.
Консенсус може включати набір правил для роботи блокчейну та підтвердження достовірності даних. Оскільки блокчейн може бути великим, з багатьма системами та користувачами, для перевірки інформації в блоках потрібен консенсусний алгоритм. Proof of Work (PoW) і Proof of Stake (PoS) — це популярні алгоритми консенсусу, які використовують вузли (повні вузли) для забезпечення дотримання правил мережі та перевірки транзакцій.
Приклад: Bitcoin використовує алгоритм PoW. Кожен може завантажити блокчейн Bitcoin і перевірити блоки. Це децентралізує мережу та підвищує її безпеку. У цьому блокчейні будь-хто може запустити біткойн-вузли зі стабільним підключенням до Інтернету та необхідним обладнанням.
Типи вузлів блокчейн
Існують різні типи вузлів, кожен з яких виконує свою роль. Навіть користувачів, які взаємодіють з мережею блокчейн, можна назвати вузлами. Однак не кожен пристрій у мережі є вузлом, і не всі виконують однакові функції.
Вузли в блокчейн-мережі класифікуються залежно від їх ролей та вимог конкретної мережі. Наприклад, вузол може використовуватися для ведення записів транзакцій, тоді як інші вузли можуть не виконувати це завдання.
У блокчейні можуть бути різні вузли для користувачів, клієнтів, постачальників послуг та інших учасників.
Розглянемо основні типи блокчейн-вузлів:
#1. Повні вузли
Повні вузли відповідають за підтримку всіх записів транзакцій у мережі блокчейн. Їх можна розглядати як сервери блокчейну, де зберігаються та обслуговуються дані.
Існують різні моделі управління блокчейном, в яких можуть брати участь повні вузли. Якщо потрібно внести якісь покращення, більшість повних вузлів повинні підтримати зміни. Таким чином, повні вузли мають право голосу при внесенні будь-яких змін в блокчейн.
Однак, можуть виникати ситуації, коли зміна не впроваджується навіть якщо більшість повних вузлів її підтримує. Це може статися, коли необхідно прийняти важливе рішення.
Наприклад, близько 52% повних вузлів підтримують зміну, а 48% – ні (що є близькими числами). У такому випадку може відбутися хардфорк криптовалюти, коли блокчейн розділиться навпіл, і подальші дії будуть несумісними з попередніми версіями. При цьому, новий блокчейн працюватиме на основі змін, запропонованих більшістю повних вузлів, а старий – продовжуватиме працювати, як раніше.
Є два типи повних вузлів:
Скорочені повні вузли
Скороченим вузлам надається обмежений обсяг пам’яті для зберігання даних. Це означає, що можна додавати будь-яку кількість блоків, але вузол може зберігати тільки певну їхню частину.
Для підтримки реєстру скорочені вузли можуть завантажувати блок доти, поки не досягнуть ліміту. Після досягнення ліміту вузол починає видаляти найстаріші блоки і звільняти місце для нових. При цьому, вузол не видаляє старі блоки повністю, оскільки їхня послідовність та метадані все ще зберігаються у блокчейні.
Архівні повні вузли
Цей тип вузлів є найпоширенішим у мережі блокчейн. Архівні вузли зберігають повний блокчейн, на відміну від скорочених вузлів, і їхньою основною відмінністю є обсяг пам’яті. Ці вузли мають кілька підтипів:
- Вузли майнери: Ці вузли потрібні для виконання складних обчислень та вирішення математичних задач з метою перевірки записів. Це вимагає великої обчислювальної потужності та споживає значну кількість електроенергії. Вузли майнера ідеально підходять для процесу майнінгу, який включає алгоритми консенсусу, такі як Proof of Work.
- Вузли повноважень: Кожен може стати учасником або вузлом публічного блокчейну, синхронізувавши дані блокчейну у своїх системах. Але в деяких випадках блокчейн потрібно адмініструвати, а дані повинні бути захищені. Тут вступають у гру вузли повноважень. Вони використовуються для авторизації інших вузлів, які хочуть приєднатися до мережі, а також визначають їхні права доступу до певних каналів даних.
- Мастерноди: Це повні вузли, які не мають можливості додавати нові блоки до мережі. Вони використовуються для ведення реєстру та перевірки транзакцій.
- Вузли стейкінгу: Ці вузли перевіряють транзакції в блокчейні та відповідають за підтримку алгоритму консенсусу. В алгоритмі Proof of Stake (PoS) вузли стейкінгу використовуються для інвестування власних коштів і перевірки транзакцій. У разі успішної перевірки, вони отримують винагороду.
Вузли стейкінгу вибираються на основі визначених правил, наприклад, часу, проведеного в мережі блокчейн. Ці повні вузли не потребують великої обчислювальної потужності.
#2. Легкі вузли
Легкі вузли використовуються для зберігання даних та надання лише необхідної інформації для щоденних завдань та забезпечення швидших транзакцій. Ці вузли також відомі як вузли спрощеної перевірки платежів (SPV). Вони не перевіряють блоки, а лише зберігають їхні заголовки.
#3. Супервузли
Супервузли використовуються для виконання певних спеціальних завдань і реалізовані в деяких блокчейнах. Вони можуть використовуватися для встановлення та підтримки правил блокчейну, внесення змін у протокол тощо.
#4. Вузли Lightning
Вузли Lightning будуються між користувачами, переміщуючи всі транзакції у основний блокчейн. Це сприяє миттєвим транзакціям, одночасно зменшуючи витрати, оскільки зменшується навантаження на мережу.
Ці типи вузлів були створені для вирішення проблеми перевантаження мережі блокчейн, що затримує транзакції.
Поширені питання
Як налаштувати повний вузол?
Щоб налаштувати повний вузол, виконайте наступні кроки:
1. Виберіть мережу блокчейн (наприклад, Bitcoin, Ethereum тощо).
2. Знайдіть програмне та апаратне забезпечення, необхідне для роботи у вибраній мережі. Інформацію можна знайти в Інтернеті. Вам може знадобитися невелика система, наприклад, Raspberry Pi.
3. Налаштуйте апаратне та програмне забезпечення.
Як запустити повний вузол?
Кроки для запуску повного вузла:
1. Розмістіть вузол у хмарному сервісі (наприклад, Google Cloud, Amazon Web Services (AWS), DigitalOcean тощо).
2. Запустіть вузол на своєму пристрої з достатньою кількістю оперативної пам’яті та місця для зберігання.
3. Ви також можете створити рішення “вузол у коробці” або скористатися спеціальним рішенням.
4. Постійно контролюйте та обслуговуйте свій вузол, щоб переконатися, що він працює належним чином та безпечно.
Чи вигідно розміщувати блокчейн-вузол?
Так, ви можете отримувати прибуток, розміщуючи вузол у мережі блокчейн. Але це залежить від типу вузла, який ви розміщуєте.
Розміщення стейкінг-вузла може бути вигідним і стати джерелом пасивного доходу. Чим більше ви інвестуєте, тим більшим буде ваш прибуток.
Якщо ви вирішите розмістити мастерноди, ви отримуватимете прибуток за надані послуги. Проте, це потребує певних початкових інвестицій у мастерноду.
Яку кількість вузлів може запустити комп’ютер?
Кількість вузлів, які можна запустити на комп’ютері, залежить від його апаратних можливостей. На комп’ютері можна одночасно запустити лише один екземпляр гаманця. Однак, ви можете збільшити кількість за допомогою віртуальних машин. Якщо ви використовуєте віртуальний приватний сервер (VPS), не перевищуйте 80-85% ліміту доступних ресурсів сервера. Інакше постачальник послуг може накласти обмеження.
Висновок
Знання про вузли блокчейну та їхні типи допоможуть вам створювати економічно ефективні, безпечні та швидкі застосунки для вирішення проблем ваших клієнтів. Якщо ви підприємець або зацікавлена особа, яка хоче вивчити технологію блокчейн, ця стаття надасть вам розуміння про вузли блокчейну та їхню важливість.