Co to jest węzeł Ethereum i jak działa

Jakie jest znaczenie węzła Ethereum w łańcuchu blokowym i jak wchodzi on w interakcje z innymi?

Ethereum w rzeczywistości nie jest kryptowalutą, ale zdecentralizowaną siecią P2P opartą na publicznym protokole komputerowym typu open source. 

Jej natywną kryptowalutą jest Ether (ETH), choć często nazywana jest nazwą całej sieci, czyli Ethereum. 

Sieci P2P lub sieci peer-to-peer składają się z węzłów równorzędnych, które komunikują się ze sobą za pośrednictwem Internetu. Tak więc to węzły są podstawowymi składnikami tych sieci. 

Dlatego podstawowymi składnikami Ethereum są jego węzły, które tworzą sieć P2P i oczywiście protokół, na którym są oparte. 

Aby być częścią sieci Ethereum P2P i wchodzić w interakcje z innymi węzłami, węzeł Ethereum musi co do joty przestrzegać swojego podstawowego protokołu, który oczywiście musi być absolutnie identyczny dla wszystkich węzłów, w przeciwnym razie zostanie wykluczony z sieci samo. 

Działanie węzła Ethereum

Węzły Ethereum to komputery lub serwery podłączone do Internetu, na których działa specjalne oprogramowanie. 

To oprogramowanie w żargonie nazywane jest klientem sieciowym i jest absolutnie niezbędne do działania węzła. To właśnie to oprogramowanie łączy się z innymi węzłami w sieci P2P i musi być zgodne z protokołem Ethereum. 

Ciekawe jest to, że skoro protokół jest publiczny i open source, każdy może sprawić, by klient sieciowy uruchamiał węzeł w sieci Ethereum. 

Ważne jest, aby klient przestrzegał wszystkich zasad protokołu, ponieważ jeśli tego nie zrobi, nie będzie kompatybilny z innymi węzłami, co skończy się a priori wykluczeniem z samej sieci. 

Obecnie są tylko 4 klientów, które są najczęściej używane, ponieważ chociaż jest ich wiele, większość z nich jest używana bardzo rzadko. 

Należy jednak dokonać rozróżnienia pomiędzy Klientami Konsensusu a Klientami Wykonawczymi. 

Execution Clients to węzły tzw. „Execution Layer” (EL) Ethereum, czyli pochodzące z dawnego protokołu opartego na Proof-of-Work (PoW). 

Zdecydowanie najczęściej używanym klientem wykonawczym jest historyczny Geth, który istnieje od dawna i jest niekwestionowanym liderem sieci opartej na starym protokole. Za nimi, ale z dużo niższym odsetkiem, plasują się Erigon, Nethermind i Besu. 

Odkąd protokół Ethereum przeszedł na Proof-of-Stake (PoS) wraz z fuzją 15 września, dodano tak zwaną „warstwę konsensusu” (CL) z różnymi klientami. 

W przypadku klientów CL występuje większe zróżnicowanie, z Prysm na poziomie 42%, Lighthouse na poziomie 36% i Teku na poziomie 18%. Tuż za nim uplasował się Nimbus z zaledwie 3%. 

Wszystkie te programy są open source i mogą być bezpłatnie pobierane przez wszystkich. 

Co robią węzły sieciowe

Z biegiem czasu funkcja węzłów ewoluowała. 

Początkowo robili wszystko, czyli jedynym istniejącym oprogramowaniem w sieci Ethereum były węzły. 

Innymi słowy: 

• zabezpieczyli i kontrolowali blockchain 
• wydobywali bloki z POW 
• zweryfikowali zgodność wszystkich bloków i transakcji z protokołem
• zrealizowali inteligentne kontrakty
• działały jak portfele, umożliwiając wysyłanie i odbieranie tokenów. 

Jednak z czasem utraciły część funkcjonalności. 

W szczególności utracili funkcjonalność bloków kopalnianych, ponieważ do pomyślnego wykonania tego zadania potrzebne było bardziej usprawnione i szybsze oprogramowanie. W ten sposób opracowano oprogramowanie ad hoc górnictwo. 

Teoretycznie nadal mogą służyć jako portfele, ale są bardzo niewygodne. W rzeczywistości prawie wszystkie powszechnie używane portfele nie są węzłami. 

Faktem jest, że węzeł musi zabezpieczyć i zweryfikować blockchain, czyli prawie 350 GB plik, w którym zapisane zostały wszystkie transakcje na Ethereum w historii, które węzeł musi sprawdzać jeden po drugim. 

Tak więc z biegiem czasu węzły robiły głównie dwie rzeczy: z jednej strony strzegą i weryfikują łańcuch bloków, czyli księgę transakcji, az drugiej strony wykonują instrukcje zawarte w smart kontraktach. 

Przejście do PoS

Połączenia Łączyć, wraz z przejściem do PoS, zmieniło sytuację. 

W rzeczywistości rezygnacja z PoW wyeliminowała potrzebę wydobywania bloków, więc górnicy Ethereum po prostu zniknęli lub przenieśli się na inne blockchainy wciąż oparte na PoW. 

Ale do czasu, gdy górnicy nie tworzyli już bloków z transakcjami, aby dodać je do łańcucha bloków, trzeba było stworzyć inne oprogramowanie do sprawdzania poprawności bloków. 

Takim oprogramowaniem są nowi klienci Consensus Layer, a konkretnie Prysm, Lighthouse, Teku i Nimbus. 

Te węzły CL sprawdzają poprawność bloków teraz, gdy górnicy już tego nie robią. 

Jednak PoS opiera się na stakingu, więc węzły CL przechowują również tokeny ETH umieszczone w stakingu. 

Warstwa Consensus jest oparta na nowym blockchainie, zwanym Beacon Chain i opartym na PoS, na którym tokeny ETH mogą być stakowane na odpowiednich węzłach, aby można było wykonać PoS. Stara warstwa wykonania wykorzystuje stary łańcuch blokowy oparty na PoW, ale bez dodawania nowych bloków, ponieważ transakcje są teraz rejestrowane tylko w nowym łańcuchu nawigacyjnym. 

Konfigurowanie węzła Ethereum

Działanie węzła jest stosunkowo proste. W rzeczywistości, po zainstalowaniu, klient po prostu musi pozostać podłączony do Internetu. 

Jednak instalacja nie jest sprawą trywialną. 

Po pierwsze, kiedy klient jest instalowany, musi pobrać cały blockchain i zweryfikować wszystko, transakcja po transakcji. Proces ten okazuje się szczególnie długotrwały. 

Ponadto po zainstalowaniu należy go skonfigurować tak, aby mógł łączyć się z innymi węzłami, w przeciwnym razie okazuje się, że jest skutecznie wykluczony z sieci P2P. 

Ten ostatni jest procesem technicznym, który wymaga minimum wiedzy specjalistycznej. Dlatego nie nadaje się dla tych, którzy stawiają dopiero pierwsze kroki w tej dziedzinie, choćby dlatego, że wymaga umiejętności informatycznych i systemowych. 

Jest to jeszcze bardziej skomplikowane w przypadku węzła CL, ponieważ musi strzec co najmniej 32 ETH w stakingu, co sprawia, że ​​kwestia bezpieczeństwa jest jeszcze bardziej istotna. 

Bezpieczeństwo

Bezpieczeństwo węzła jest kluczowe, aby mógł on poprawnie funkcjonować, ponieważ ma on wbudowany portfel, aw przypadku węzłów CL przechowuje ETH w stakingu. 

Jedynym poważnym problemem w przypadku naruszenia jest ewentualna kradzież środków, ponieważ nawet gdyby został zaatakowany lub złamany, nie miałoby to wpływu na całą sieć. 

Ponieważ mogą one być przedmiotem kradzieży środków, niezbędny jest wysoki poziom ochrony maszyn i sieci, na których działa. 

Nieco bardziej skomplikowanym zagadnieniem jest bezpieczeństwo sieci P2P. 

Ponieważ opiera się to na własnych węzłach, w przypadku naruszenia wielu z nich sama sieć może mieć problemy. Ewentualne naruszenie pojedynczego węzła lub ograniczonej liczby węzłów nie stwarza poważnych problemów dla sieci, ale jeśli naruszonych jest wiele, problemy mogą być również bardzo poważne. 

Dlatego konieczne byłoby korzystanie z wielu klientów przez cały czas, ponieważ w przypadku, gdy jeden ma błąd lub lukę, innym klientom trudno jest je mieć. 

Jeśli chodzi o warstwę wykonawczą, Geth jest teraz tak dobrze sprawdzony, że wydaje się mało prawdopodobne, aby miał jakiekolwiek poważne problemy. Mimo to nadal przydatne jest to, że są też inni klienci, z których można skorzystać w hipotetycznym przypadku problemu w Geth. 

Z kolei w przypadku klientów Warstwy Konsensusu sprawa wygląda inaczej, bo tak naprawdę są w jednym dopiero od kilku miesięcy.