Die Einführung der Blockchain, einer dezentralen öffentlichen Datenbank, war ein entscheidender Teil der sogenannten Bitcoin-Revolution. Mit einem dezentralen System kann jeder direkt mit jedem handeln. Dies bedeutete jedoch auch, dass die Bitcoin-Gemeinschaft zur Aufrechterhaltung des Netzwerks beitragen musste. Ein großer Teil davon ist der Betrieb der Netzwerkknoten.

Die Dezentralisierung von Kryptowährungen ist ein entscheidender Faktor, der dazu beigetragen hat, dass sie zu einer praktikablen Alternative zum etablierten Finanzsystem geworden sind. Anstatt von einem einzigen Unternehmen verwaltet zu werden, werden Bitcoin und die meisten anderen Netzwerke von einer Gemeinschaft von Nutzern verwaltet.

Sie sorgen dafür, dass im Netz alles rund läuft. Sie stellen sicher, dass niemand im Internet betrügt. Sie erinnern auch daran, dass Käufe endgültig sind und nicht rückgängig gemacht werden können.

Sie tun dies, indem sie die Rechenleistung ihrer Computer zur Verfügung stellen. Bitcoin und andere etablierte Blockchain-Netzwerke verlassen sich nach wie vor auf den Proof-of-Work-Prozess, um ihre Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Dieser Prozess hängt von der Rechenleistung ab, um Transaktionen zu validieren, neue Währung zu schaffen und Teilnehmer zu belohnen.

Die gesamte Blockchain ist auf jedem Knoten gespeichert. Auf diese Weise fungiert sie als globales Hauptbuch. Die Transaktionsprotokolle des Netzwerks können jederzeit von jedermann eingesehen werden. Das bedeutet, dass alle Transaktionen auf ihre Rechtmäßigkeit überprüft werden können.

Die Transaktionsdaten werden zwischen den Netzwerkknoten ausgetauscht. Letztlich tragen sie dazu bei, die Nutzer der Blockchain zusammenzubringen. Hier kommt der Konsens-Algorithmus zum Einsatz. Die Knoten fungieren als Wegweiser. Die Netzwerkknoten sind der Ort, an dem Informationen erzeugt, empfangen und übertragen werden.

Die Funktion von Nodes:

Standardmäßig wird jeder neue Transaktionsblock von dem Miner, der die Operation durchführt, an alle Netzwerkknoten gesendet. Die Knoten können einen Block aufgrund seiner Authentizität (Signaturen und Transaktionen) akzeptieren oder ablehnen. Jedoch speichert ein Knoten einen neuen Transaktionsblock, sobald er einen erhält. Kurz gesagt machen die Knoten Folgendes:

Ein Transaktionsblock wird von den Knoten akzeptiert oder abgelehnt, je nachdem, ob er legitim ist oder nicht. Transaktionsblöcke werden von den Knoten gespeichert und aufbewahrt (Speicherung der Blockchain-Historie).

Andere Knoten, die mit der Blockchain synchronisiert werden müssen, erhalten diese Transaktionshistorie von anderen Knoten, die sie senden und verteilen (sie müssen über die Transaktionshistorie auf dem Laufenden gehalten werden).

Miner und Nodes sind zwei verschiedene Paar Schuhe

Beim Mining muss ein Miner einen Full Node betreiben, um legitime Transaktionen auszuwählen, die in einen neuen Block aufgenommen werden sollen. Full Nodes müssen anhand der aktuellen Transaktionshistorie der Blockchain feststellen, welche vorgeschlagenen Transaktionen fair sind (d. h. ob alle beteiligten Guthaben ausreichen, um die vorgeschlagene Transaktion durchzuführen).

Dies ist ohne einen Full Node nicht möglich. Daher ist ein Miner immer ein Full Node. Allerdings ist ein Knoten nicht immer auch ein Miner. Anstatt neue Transaktionen zu generieren, kann sich ein Gerät wie ein Full Node verhalten, indem es alle Transaktionsdaten empfängt, speichert und weiterleitet. In diesem Szenario verhält es sich eher wie ein Verzeichnis, während ein Miner dasselbe tut, aber auch versucht, neue Transaktionsblöcke zu erzeugen.

Die verschiedenen Arten von Blockchain Nodes:

Es gibt viele verschiedene Arten von Nodes in einem Blockchain-Netzwerk. Full Nodes, Light Nodes, Supernodes und Lightning Nodes gehören alle zu dieser Kategorie.

Full Nodes

Ein vollständiger Knoten (Full Node) enthält alle Informationen zu jeder Transaktion, die jemals auf der Plattform stattgefunden hat, und reicht bis zum ersten Block zurück, der jemals erstellt wurde. Da Full Nodes für den Abschluss einer Transaktion unerlässlich sind, bilden sie die Grundlage einer Blockchain. Die Verifizierung zwischen den einzelnen Nodes stellt sicher, dass jeder Transaktion in der Blockchain vertraut werden kann.

Es ist nicht verwunderlich, dass an diesen Knotenpunkten sehr viele Daten gespeichert sind. Um eine solche Datenmenge kontinuierlich zu verarbeiten, ist eine enorme Rechenleistung erforderlich. In einem Blockchain-Ökosystem können zu jeder Zeit Tausende von Full Nodes gleichzeitig laufen. Diese Knoten unterscheiden sich vom Rest des Netzwerks dadurch, dass sie mit bestimmten Aufgaben betraut sind.

Eines der einzigartigen Merkmale ist, dass jede Blockchain-Transaktion durch eine Signatur authentifiziert wird. Um eine Transaktion zu verifizieren, überprüft der Knoten die digitale Signatur des Absenders. Der private Schlüssel des Absenders wird häufig verwendet, um eine digitale Signatur zu erzeugen.

Es ist auch seine Aufgabe, neue Blöcke und Transaktionen zu akzeptieren oder abzulehnen. Eine Transaktion kann aus verschiedenen Gründen abgelehnt werden. Falsch formatierte Blöcke werden abgelehnt. Ein weiterer Grund für die Ablehnung sind mehrere Einträge oder Daten, die geändert wurden.

Eingehende Transaktionen können validiert werden, indem diese Knoten ausgeführt werden, ohne darauf zu warten, dass andere dies tun. Benutzer, die eingehende Transaktionen validieren, werden gelegentlich für ihre Dienste entschädigt.

Light Nodes:

Light Nodes sind, wie der Name schon sagt, im Wesentlichen eine Ansammlung von Lichtern. Allerdings speichert ein Light Node Informationen über den vorherigen Block, mit dem er verbunden ist, und nicht über die gesamte Blockchain. Ein Block-Header enthält die Daten.

Knoten wie Light Nodes müssen nicht ständig aktiv sein. In der Regel handelt es sich um Software, die sich mit Full Nodes verbindet, um auf die Blockchain zuzugreifen. Light Nodes nutzen Full Nodes als Vermittler, um sich mit dem Internet zu verbinden. Es ist auch möglich, über Full Nodes auf Informationen wie den Kontostand und die neuesten Header zuzugreifen.

Diese Knoten benötigen aufgrund ihrer bescheidenen Aktivitäten nicht viel Speicherplatz oder Ressourcen, um zu funktionieren. Sie können einen Lite-Node auf Ihrem Smartphone betreiben, wenn Sie über 100 MB Speicherplatz und eine minimale Rechenleistung verfügen. Die meisten Lite-Nodes benötigen nur wenige Sekunden, um sich vollständig mit dem System zu synchronisieren, in dem sie sich befinden.

Super Nodes:

Super Nodes dienen als Bindeglied zwischen den Full Nodes und helfen, korrekte Daten im Netzwerk zu verbreiten. Off-Chain-Funktionen werden über diese Super Nodes abgewickelt. Sie bieten Validierungs-, Autorisierungs-, Gateway- und Supportdienste an. Abstimmungsereignisse, die Einhaltung der Blockchain-Gesetzgebung und die Implementierung von Protokollereignissen sind nur einige der weiteren Dienste, die sie anbieten.

Die meisten Superknoten sind ständig online. Sie verbrauchen auch wesentlich mehr Energie und Ressourcen als andere Knoten. Der Betrieb eines Controller Nodes ist mit Energie-, Speicher- und Arbeitsspeicherproblemen verbunden. Daher werden die Betreiber von Superknoten mit Token und Coins entschädigt.

Ein Super Node ist nicht für jeden geeignet. Um einen Superknoten zu betreiben, ist eine Anfangsinvestition in Hardware und Bitcoin als Sicherheit erforderlich. Wenn Sie gegen die Regeln der Blockchain verstoßen, wird Ihnen Ihre Sicherheitsleistung zurückerstattet, aber Ihr Collateral verfällt.

Lightning Nodes:

In einem Lightning Netzwerk ist ein Lightning Node einer der Knoten. Traditionell unterscheiden sich Nodes in einigen wichtigen Punkten von Lightning Nodes. Der Lightning Node überprüft die Authentizität der Transaktion, indem er sie sofort bearbeitet.

Knoten in einem Peer-to-Peer (P2P) Netzwerk können auch kommunizieren. Die Hauptfunktion dieses Knotens besteht darin, Geld mit anderen Lightning Nodes auszutauschen.

Sie sollten Ihren eigenen Blockchain-Knoten betreiben, wenn Sie die vollständige Kontrolle über Ihren Knoten haben und die Blockchain-Standards vollständig einhalten möchten.

Das Erstellen und Übermitteln von Transaktionen während des Betriebs eines Knotens ist einfach und sicher. Die Sicherheit der Nutzer kann durch eine private, essentielle Trennung von externen Verbindungen weiter erhöht werden. Ein Blockchain-Node-Provider kann von Anfängern und Neueinsteigern für den Betrieb eines Knotens genutzt werden, um den Prozess zu vereinfachen und weniger zeitaufwändig zu gestalten.