Was sind nodes?

• Ein node ist ein Gerät, das eine unabhängige Einheit darstellt.

• Ein node haltet ein Blockchain bei

• Nodes kommunizieren in einer gemeinsamen Sprache

• Nodes gewährleisten, dass die Blockchain immer online ist

• Nodes, validators, miners

Was sind nodes?

Definition:

Ein node ist ein Gerät, das eine unabhängige Einrichtung ist.

Nodes wird oft als Knoten, Verzweigung oder Verbindung bezeichnet.

In der Welt der Informationstechnologie, wie in einer Blockchain, kommunizieren diese Nodes miteinander, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen, z. B. den Konsens über die Gültigkeit eines Blocks in einer Blockchain. Man kann auch an viel einfachere nodes denken, wie z. B. Hubs, die es einfach ermöglichen, dass Teile einer Einheit miteinander kommunizieren, wie z. B. Ihr PC.

Stellen Sie sich einen node als eine Baumstruktur wie einen Familienstammbaum vor, wobei ein node verschiedene Teile des Baumdiagramms verbindet und die Kommunikation ermöglicht oder selbst mit den Zweigen kommuniziert.

Nodes werden in allen möglichen Konstruktionen verwendet, aber ihre Hauptaufgabe besteht immer darin, verschiedene Teile eines größeren Ganzen zu verbinden, z. B. ein Netzwerk, eine Datensammlung oder eine Blockchain. Außerhalb dieses größeren Ganzen können Nodes nicht funktionieren. Zum Beispiel kann man einen Bitcoin nodes nicht mit dem Ethereum-Netzwerk verbinden.

Ohne bestimmte nodes könnten Kryptowährungen nicht existieren, denn dann wüsste niemand, wie die Blockchain aussehen sollte. Ausgehend vom Entstehungsblock einer Blockchain behalten die nodes genau im Auge, welche Blöcke alle erstellt wurden, wie viele coins jeder hat und wie der nächste Block aussehen soll. Ohne Nodes würde sich niemand einer Blockchain anschließen wollen und niemand würde eine cryptocurrency kaufen. Nodes sind daher für die Sicherheit und Integrität einer Blockchain unerlässlich.

Woher stammt die Idee der nodes?

In den 1960er Jahren hatten Paul Baran und Donald Davies eine Idee, die sie Paketvermittlung nannten. Ein Paket hat einen Kopf und eine Nutzlast. Baran wollte ein fehlertolerantes Routing-Verfahren für Telekommunikationsnachrichten entwickeln. Bei der Paketvermittlung wurden die Daten in einem Paket zusammengefasst und über ein digitales Netzwerk versandt. Dies wurde die Grundlage für die Datenkommunikation in Computernetzen auf der ganzen Welt.

Einige dieser Begriffe sind in der Welt der Blockchains sehr vertraut.

Es wurde im ARPANET (Vorläufer des WWW und des Internet) verwendet und führte schließlich zum node, der in einem verteilten Netz Informationen senden und empfangen kann. Da ein node austauschbar ist, hat der Verlust eines nodes praktisch keine Auswirkungen auf das gesamte Netz. Darin liegt die Stärke eines verteilten Netzes, denn es ist praktisch unmöglich, dass es deswegen ausfällt.

Wie funktionieren die nodes?

Wenn Sie ein Netz aus verschiedenen Geräten aufbauen wollen, können Sie das nur tun, wenn sie eine gemeinsame Sprache haben. Wenn Sie ein Netz von Computern und Geräten aufbauen wollen, müssen sie alle der für sie entwickelten Computersprache entsprechen, z. B. einer IP-Adresse. Protokolle wie TCP/IP und andere in der Informatik häufig verwendete Protokolle müssen in diese Geräte einprogrammiert werden, sonst ist eine Kommunikation zwischen den Nodes (Knoten) unmöglich.

In der Welt der Blockchain und cryptocurrency funktioniert es nicht anders. Um als Knoten in einer Blockchain zu arbeiten, müssen Sie die Regeln dieser Blockchain herunterladen und in Ihrem node installieren. Nur so sind Sie in der Lage, als Knotenpunkt festzustellen, ob ein Block in dieser Blockchain gültig oder fehlerhaft ist.

So kann eine Blockchain arbeiten mit einer consensus-Protokoll. Consensus ist ein schickes Wort für Zustimmung. Wenn ein node die Regeln eines Blockchain-Netzwerks kennt, kann er sie anwenden. Da alle anderen nodes den gleichen Regelsatz haben, ist es in der Regel einfach, einen consensus zu erreichen.

Sobald es keinen consensus gibt, wird eine Mehrheit verwendet. Wenn mehr als 50 % (in den meisten Netzwerken, einige Netzwerke arbeiten mit anderen Zahlen) der nodes einem Block zustimmen, wird er unveränderlich in der Blockchain gespeichert. Es ist immer notwendig, einen consensus zu erzwingen, da sonst die Blockchain zusammenbrechen würde. In fast allen Fällen ist der consensus enorm hoch, weil es selten vorkommt, dass seltsame Dinge auf einer Blockchain passieren.

Ein solcher seltener Fall wäre zum Beispiel, wenn zwei Miner gleichzeitig die Lösung eines kryptografischen Rätsels beim Mining in einer proof of work Netzwerk. Dann hat man Pech, denn die längste Kette gilt in einer Blockchain immer als die richtige, und sobald eine von einem node akzeptiert wird, wird die andere automatisch als falsch angesehen.

Sobald ein Block akzeptiert wurde, werden ein Zeitstempel und ein hash die Eigenschaften eines Blocks endgültig festlegen, so dass alle nodes wissen, wie der neue Zustand der blockchain ist.

Warum werden Nodes in einer Blockchain verwendet?

Eine Blockchain könnte man als eine verteilte Datenbank bezeichnen. Mit anderen Worten, es handelt sich um eine Sammlung von Daten, die von den Teilnehmern an dieser Blockchain gemeinsam genutzt werden.

Wenn Sie also einem solchen Netz beitreten, werden Sie ein node. Normalerweise laden Sie dann die gesamte Datenbank herunter und beginnen, sie selbst zu pflegen.

Dezentralisierung ist ein wichtiges Wort in der Blockchain-Technologie. Damit ist gemeint, dass alles nicht auf einem oder wenigen Computern gespeichert ist, sondern auf einer ganzen Batterie von Computern. Je mehr Computer ein Netzwerk im Auge behalten, desto sicherer ist eine Blockchain.

Stellen Sie sich vor, es gäbe nur einen Computer, der die vollständige Kopie der Bitcoin-Datenbank aufbewahren müsste. In dem Moment, in dem der Strom ausfällt oder der Computer abgeschaltet wird, ist alles zum Stillstand gekommen. Dann wäre nicht einmal der Handel mit dieser cryptocurrency möglich. Das Gleiche gilt für ein Netzwerk mit nur wenigen nodes.

Dann gibt es auch einen consensus. Angenommen, es gäbe nur ein paar nodes, dann könnten diese zusammenarbeiten, um Transaktionen zu genehmigen, die zwar nicht korrekt, aber zu ihren Gunsten sind (z. B. doppelte Ausgaben), wodurch die Datenbank beschädigt wird.

Wenn es sehr viele nodes gibt, die auch noch über die ganze Welt verteilt sind, wird es immer mehr als genug zuverlässige nodes geben, um unter allen Umständen eine genaue Datenbank zu erhalten (außer wenn es nirgendwo mehr Strom gibt).

Je länger Cryptocurrencies existieren, desto sicherer und robuster werden ihre Blockchains, da immer mehr Nodes hinzugefügt werden, um die Datenbank zu pflegen. Da cryptocurrency nun kein Kinderspiel mehr ist, haben nodes eine sehr wichtige Funktion in der Welt der crypto übernommen.

Der Unterschied zwischen nodes, validators und miners

Nodes

Um das Ganze etwas zu vereinfachen, erfinden Entwickler und andere Hitzköpfe ständig neue Begriffe für das, was im Grunde genommen nodes sind. Wir werden sie für Sie auflisten, damit Sie einen kleinen Überblick haben und nicht in babylonischer Sprachverwirrung enden:

1. Der node. Dies ist der Oberbegriff für einen Knoten. Sie wissen jetzt, was er ist.

2. Der Full Node. Dies ist ein node, der in der Regel eine spezielle Software verwenden muss, um die vollständige Blockchain herunterzuladen und zu überprüfen. Dies ist z. B. bei Bitcoin üblich. Diese nodes prüfen, ob eine Transaktion gültig ist.

3. Der Light Node. Er muss nicht die gesamte Blockchain herunterladen und ist mit Full Nodes verbunden. Er erledigt nur einen Teil der Arbeit, die ein Full Node erledigt. Sie erhalten dafür fast nie eine Belohnung.

4. Der Master node. Dies sind die wichtigsten nodes einer Blockchain. In der Regel müssen Sie eine solide Anzahl von Coins ihrer cryptocurrency herunterladen und eine umfangreiche Software ausführen. Sie benötigen fast immer eine ständige Verbindung zum Internet und einen speziellen Computer. Master nodes kommunizieren mit anderen Master nodes, um das Netzwerk so sicher wie möglich zu halten. Wenn Sie als Master nodes einen Fehler machen, folgt eine saftige Strafe, die als Slash bezeichnet wird. In diesem Fall kann man die gesamte Sicherheit und auch seine Rolle als Master nodes verlieren. Master Nodes werden für diese Arbeit bezahlt. DASH hat sich dieses Konzept ausgedacht.

5. Der Super Node. Er hat ganz bestimmte Aufgaben zu erfüllen, wie z. B. die Durchführung von Upgrades und Updates und die Ermöglichung der Ausführung von Sidechains oder Anwendungen auf einer Plattform. Sie sind auch oft für die Infrastruktur einer Blockchain verantwortlich. Sie ähneln in gewisser Weise den Master Nodes, da sie in der Regel ebenfalls eine anständige Menge an Coins als Sicherheit besitzen müssen und mit einer Geldstrafe belegt werden können, wenn sie nicht lange genug online sind (in der Regel nahezu 100 % oder immer). Dies ist nicht überraschend, da sie dafür sorgen, dass die Blockchain ordnungsgemäß funktioniert. Sie werden auch für ihre Arbeit belohnt.

Validator

Validatoren müssen die von den Teilnehmern eines Blockchain-Netzes gesendeten Transaktionen validieren. Sie tun dies, indem sie sich an den mit einer Blockchain verbundenen Consensus-Mechanismus halten. Sobald die Validatoren eines Netzwerks einen Konsens (Einigung) über einen Block in einer Blockchain erzielt haben, genehmigen sie den Block und fügen ihn der Blockchain hinzu.

Validatoren finden sich in der Regel in einem Proof-of-Stake-Netzwerk. Die Teilnehmer müssen dann die cryptocurrency einer solchen Blockchain staken und erhalten dafür eine Belohnung, die je nach Blockchain variiert. Diese validators müssen ziemlich viele coins staken und enorm zuverlässige Aufzeichnungen über das Netzwerk führen, sonst folgt eine saftige Geldstrafe und das Ende ihrer validator Karriere. Darauf müssen sie aufpassen. In der Regel staken Einzelpersonen bei einem beauftragten Staker, weil das alles ein bisschen technisch ist und man auf zu viele Dinge achten muss. Die bekannteste Form davon ist, wenn eine Börse die Rolle des Delegierten in einem Proof-of-Stake-Netzwerk spielt und die Händler auf einer Plattform coins striken und einen großen Teil des Erlöses von ihrem Delegierten, der Börse, erhalten.

Das ist es auch, was Proof of Stake so zuverlässig macht: Ein Validator hat ein großes wirtschaftliches Interesse daran, dass alle Transaktionen korrekt validiert werden, also stellt er sicher, dass sie es auch sind.

Miners

Dies ist traditionell die bekannteste Form eines Nodes, da Bitcoin mit ihr arbeitet. Dies sind nodes in einem Proof of work Netzwerk.

Miner verwenden in der Regel sehr teure Hardware, z. B. ASICs (Application-Specific Integrated Circuits), die auf das Lösen von Problemen spezialisiert sind. kryptographische mathematische Rätsel die zu einem bestimmten Netzwerk gehören. Zum Beispiel können Bitcoin-Miner nur Bitcoins schürfen, die zum Algorithmus-Protokoll dieser cryptocurrency gehören. Wenn Sie das Rätsel als Erster lösen, haben Sie das Recht, einen neuen Block in der Blockchain zu erstellen und die neuen Coins sowie die Transaktionsgebühren aller Transaktionen zu erhalten, die in einem solchen neuen Block enthalten sind.

Ein Miner behält den Überblick über die gesamte Blockchain.

Ein Miner hat heutzutage fast keine andere Wahl, als sich einer dritten Partei, einem Mining-Pool, anzuschließen, denn Mining auf eigene Faust ist verlustbringend. Nur wenn man eine sehr gute und teure Ausrüstung hat und die Energie sehr billig ist, hat man noch eine Chance, als Einzelkämpfer Bergbau zu betreiben.

Auf diese Weise stellen die Miner sicher, dass der Zustand des Netzwerks bekannt ist, so dass jeder, der über die Datenbank verfügt, sehen kann, in welchen Wallets sich die coins befinden.

Können Sie selbst einen node betreiben und Transaktionen validieren?

Es ist durchaus möglich, einen node für ein beliebiges Netz zu betreiben. Die Frage ist jedoch, ob es klug ist, dies zu tun.

Für Proof of Work braucht man sehr teure Geräte und ziemlich viel Hard- und Software-Know-how. Außerdem sind die Stromkosten in der EU so stark gestiegen, dass es nicht ratsam ist, sich einem Proof of work-Netzwerk anzuschließen. Die Kosten werden wahrscheinlich den Nutzen übersteigen.

Bei einem Proof of Stake-Netzwerk können Sie auch selbst einen node betreiben. Dies erfordert in der Regel sehr hohe Investitionen. Bei etablierten Coins, die einen höheren Wert haben, braucht man schon eine erhebliche Menge an Coins als Sicherheit, um überhaupt einen node starten zu dürfen. Außerdem braucht man spezielle Hard- und Software. Die Hardware ist sehr teuer und die Software ist für diejenigen, die kein IKT-Studium absolviert haben, schwer zu verstehen. Am besten ist es also, über einen Delegierten zu staken und trotzdem einer Blockchain beizutreten, ohne all die schwierige Arbeit leisten zu müssen.

In manchen Netzen ist es möglich, als node teilzunehmen. Als Light Node kann man trotzdem mitmachen, bekommt aber keine Belohnung dafür. Sie können auch als node die Bitcoin-Blockchain verfolgen, ohne eine Vergütung zu erhalten. Wenn Sie jedoch Geld damit verdienen wollen, können Sie einer Blockchain als Master Node oder Super Node beitreten, wenn der Coin noch nicht weit oben auf der Liste von CoinGecko steht. Dann werden die Sicherheiten nicht so viel kosten. Die Hardware-Anforderungen sind zwar immer noch hoch, und man muss viel Zeit in die Kenntnis der Software und andere Anforderungen investieren, aber zumindest ist man dann voll dabei. Ein Nachteil dieses Konzepts ist, dass dieser Coin möglicherweise nie höher steigen wird und Sie immer mehr Coins aus einem Netzwerk erhalten, das nicht wächst oder sogar zusammenbricht. Sie werden dann Forschungsbedarf auf die Erfolgsaussichten des Projekts.

Die Zukunft der node

Sind nodes hier zu bleiben? Werden Nodes in Blockchains immer gebraucht werden? Die meisten Menschen denken so.

Da es sich bei einer Blockchain um eine verteilte Datenbank handelt, werden nodes für eine sehr lange Zeit benötigt, vielleicht sogar für immer. Die Idee hinter dem Betrieb einer Blockchain ist ja, eine Datenbank über Nodes so zu verteilen, dass sie dezentral gespeichert wird, so dass sie nicht nur immer online ist, sondern auch sehr sicher vor Angriffen auf ein solches Netzwerk.

Ein node ist der Knotenpunkt eines Blockchain-Netzwerks. Daher wird er nicht so schnell verschwinden, auch wenn sein Name je nach Netzwerk oder Technologie variieren kann.