什么是以太坊(ETH)节点及其工作原理_区块链:哪个不是区块链特性

以太坊节点在区块链中的重要性是什么?它如何与其他节点交互?

以太坊实际上不是一种加密货币,而是一种基于公共和开源计算机协议的去中心化P2P网络。

它的原生加密货币是以太币(ETH),尽管它通常被称为整个网络的名称,即以太坊。

P2P网络或对等网络由通过Internet相互通信的对等节点组成。因此,节点是这些网络的基本组成部分。

因此,以太坊的基本组成部分是它的节点,它们形成了P2P网络,显然还有它们所基于的协议。

为了成为以太坊P2P网络的一部分,并与其他节点交互,以太坊节点必须严格遵守其基本协议,当然所有节点都必须完全相同,否则它将被排除在网络之外本身。

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以太坊节点的运作

以太坊节点是连接到互联网并运行特殊软件的计算机或服务器。

这个软件用行话来说叫做网络客户端,是运行节点必不可少的。正是这个软件与P2P网络中的其他节点连接,并且必须严格遵守以太坊协议。

奇怪的是,由于该协议是公开的和开源的,任何人都可以创建一个网络客户端来运行以太坊网络上的一个节点。

重要的是客户端遵守协议的所有规则,因为如果不遵守,它将与其他节点不兼容,最终被先验地排除在网络本身之外。

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目前使用最多的只有4个客户端,因为虽然数量很多,但大部分用的很少。

但是,必须区分共识客户端和执行客户端。

执行客户端是所谓的以太坊“执行层”的节点,即那些源自以前基于工作量证明的协议的节点。

到目前为止,使用最广泛的执行客户端是历史悠久的Geth,它已经存在了很长时间,是基于旧协议的网络无可争议的领导者。其次是Erigon、Nethermind和Besu,但百分比要低得多。

自从以太坊协议在9月15日的合并中切换到股权证明(PoS)以来,添加了所谓的“共识层”(CL),具有不同的客户端。

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在CL客户端的情况下,有更多的多样性,Prysm占42%,Lighthouse占36%,Teku占18%。紧随其后的是Nimbus,只有3%。

所有这些软件都是开源的,所有人都可以免费免费下载。

网络节点做什么

随着时间的推移,节点的功能已经发展。

最初,他们什么都做,也就是说,以太坊网络上唯一存在的软件是节点。

换句话说:

他们保护并控制了区块链

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他们用PoW开采区块

他们验证了所有区块和交易是否符合协议

他们执行智能合约

他们通过启用发送和接收令牌来充当钱包。

然而,随着时间的推移,它们失去了一些功能。

特别是,他们失去了挖掘区块的功能,因为需要更精简和更快的软件才能成功完成这项工作。因此,开发了专门用于挖矿的软件。

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从理论上讲,它们仍然可以用作钱包,但非常不方便。事实上,现在几乎所有广泛使用的钱包都不是节点。

事实上,一个节点必须保护和验证区块链,这是一个近350GB的文件,其中记录了历史上以太坊上的所有交易,节点必须逐一检查。

所以随着时间的推移,节点最终主要做了两件事:一方面,它们保护和验证区块链或交易分类账,另一方面,它们执行智能合约中包含的指令。

向PoS的转变

Merge以及向PoS的转变改变了一切。

事实上,PoW的放弃消除了挖区块的需要,所以以太坊矿工干脆消失了,或者转移到其他仍然基于PoW的区块链。

但是当不再是矿工创建带有交易的区块以添加到区块链时,必须创建其他软件来验证区块。

此类软件是新的共识层客户端,特别是Prysm、Lighthouse、Teku和Nimbus。

现在,这些CL节点验证矿工不再做的区块。

然而,PoS是基于质押的,因此CL节点也持有用于质押的ETH代币。

共识层基于一个新的区块链,称为BeaconChain并基于PoS,在该区块链上可以将ETH代币抵押在相关节点上,以便进行PoS。旧的执行层使用旧的基于PoW的区块链,但没有添加更多的新块,因为交易现在只记录在新的信标链上。

设置以太坊节点

节点的操作比较简单。事实上,安装后,客户端只需连接到Internet即可工作。

但是,安装不是一件小事。

首先,安装客户端时,它必须下载整个区块链并逐笔验证。事实证明这个过程特别漫长。

此外,一旦安装,就必须对其进行配置,以便它可以连接到其他节点,否则它会被有效地排除在P2P网络之外。

后者是一个技术过程,需要最少的专业知识。因此,它不适合那些刚刚在该领域迈出第一步的人,尤其是因为它需要IT和系统技能。

在CL节点的情况下,它甚至更加复杂,因为它必须在质押中保护至少32ETH,这使得安全问题更加相关。

安全

节点的安全性对于使其正常运行至关重要,因为它有一个内置钱包,对于CL节点,它持有ETH抵押。

一旦发生破坏,唯一的主要问题是可能会盗取资金,因为即使遭到攻击或破解,也不会影响整个网络。

由于它们可能会被盗窃资金,因此对其运行的机器和网络进行高度保护至关重要。

一个更复杂的问题是P2P网络安全。

由于这依赖于它自己的节点,如果其中许多节点被破坏,网络本身可能会出现问题。可能违反单个节点或有限数量的节点不会对网络造成重大问题,但如果违反多个节点,问题也可能非常严重。

这就是为什么必须始终使用多个客户端的原因,因为如果一个客户端出现错误或漏洞,其他客户端就很难同时拥有它们。

就执行层而言,Geth现在已经得到充分证明,似乎不太可能出现任何严重问题。即便如此,在Geth中出现问题的假设情况下,还有其他客户端可以使用,这仍然很有用。

相比之下,对于共识层的客户端,情况就不同了,因为他们实际上只在一起几个月。

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