さまざまな種類のビットコインノードとは何ですか？ ビットコインネットワークの維持方法

ビットコインノードがない場合、 Bitcoin 私たちが知っているように、それはほんの数人のコンピューター科学者によって知られている概念でしょう。

ビットコインノードは、ビットコインネットワークの基盤となるインフラストラクチャであり、ビットコインネットワークを保護および維持します。 しかし、それらの重要性にもかかわらず、ビットコインノードはしばしば誤解されているか、まったく理解されていません。

この記事では、ビットコインノードとは何か、さまざまな種類のビットコインノードとビットコインネットワークでのそれらの役割について説明します。

ビットコインとは何ですか？

ほとんどの人が「ビットコイン」と言うとき、彼らはビットコインを指します cryptocurrency。 しかし、ビットコインはそれ以上のものです：

• ビットコインはネットワークです; これは、情報を共有する相互接続されたコンピューターのコレクションです。
• ビットコインはプロトコルです; これは、ネットワーク上で情報を共有する方法に関する一連のルールです。
• ビットコインはソフトウェアです; これは、プロトコルルールを認識し、ネットワーク上のコンピューターによって実行されるコンピュータープログラムであり、相互に情報を共有できます。

同じ単語を使用して異なる（確かに関連しているが）ことを説明すると、混乱する可能性があります。 この記事のために、「ビットコイン」のさまざまな使用法を指すために次の用語を使用します。

• BTC 人々が売買し、取引する暗号通貨であるビットコインについて説明します。
• ビットコインソフトウェア コンピューターが理解できる言語にエンコードされたビットコインプロトコルルールについて説明します。これにより、コンピューターはBTCトランザクションに関する情報を接続および共有するために使用できます。
• Bitcoinネットワーク 相互接続されたコンピューターのネットワークについて説明します。各コンピューターは、独自のバージョンのビットコインソフトウェアを実行します。

これらの違いは、さまざまなタイプのビットコインノードを説明するための有用なコンテキストを提供します。 ビットコインノードについて具体的に説明する前に、ノードとは何かを大まかに説明する価値があります。

ノードとは何ですか？

一般に、ノードはネットワーク上のポイントです。 たとえば、車は高速道路のネットワーク上のノードであり、仕事仲間は専門家のネットワーク上のノードです。

コンピューターの世界では、ノードはコンピューターネットワークに接続されたデバイスであり、情報を送信、処理、および保存します。

ノードは、ハードウェアとソフトウェアのXNUMXつで構成されています。 ハードウェアは、ソフトウェアを実行するために必要な物理的なもの（マイクロチップ、プロセッサなど）です。 ソフトウェアは、ハードウェアで保存および実行できる一連の命令です。

たとえば、スマートフォンはインターネット上のノードです。 実行するアプリ（ブラウザー、メッセージングアプリ、マップなど）は、インターネットに接続して、送信、受信、および保存する情報の種類（Webサイト、テキストメッセージ、道順など）を指示するソフトウェアです。 ）。 これらの指示と情報は処理され、インターネットに接続された携帯電話やその他のコンピューターの内部にある有形のハードウェアに保存されます。

インターネットや携帯電話と比較して、ビットコインネットワークとビットコインノードは非常にシンプルです。 インターネットと携帯電話はあらゆる種類の情報を送信および保存するように設計されていますが、ビットコインネットワークとビットコインノードは、BTCトランザクションを表すデータというXNUMXつのタイプの情報を送信および保存するように設計されています。

ビットコインノードとは何ですか？

ビットコインノードは、実行するコンピューターです ビットコインソフトウェア に接続されています Bitcoinネットワーク。 ビットコインノードは、BTCトランザクションを検証、ブロードキャスト、処理、および保存します。

BTCトランザクションはバッチ処理され、と呼ばれるグループに保存されます ブロック。 これは、用語が ブロックチェーン から来る-一緒にリンクされているブロックに保存されている履歴トランザクション。 ブロックをブロックチェーンに追加する前に、ノードはブロックのトランザクションが有効であることを確認する必要があります。

この検証には、同じBTCがXNUMX回使用されたかどうか、送信者が送信しようとしているBTCを実際に持っているかどうかなどのチェックが含まれます。 ブロックチェーンに追加する前に、ブロック（およびブロックに含まれるトランザクション）の有効性について個々のノードが集合的に合意するプロセスは、次のように知られています。 コンセンサス.

ビットコインは ピアツーピア決済システム、ビットコインネットワークにコンセンサスルールを適用するための仲介者や仲介者がいません。 したがって、ノードはノード間でコンセンサスを達成する必要があります。 彼らはビットコインソフトウェアを使用してこれを行います。

ビットコインプロトコルルールに加えて、ビットコインソフトウェアにはビットコインブロックチェーンの完全なコピーが含まれています。 したがって、ノードがビットコインソフトウェアをダウンロードしてビットコインネットワークに接続すると、ノードは同じトランザクション履歴を持ち、他のすべてのビットコインノードと同じトランザクション検証ルールのセットで動作します。 このように、新しいトランザクションがネットワークにブロードキャストされると、個々のノードはトランザクションの有効性をチェックするために独自の作業を行います。

同様に、新しいブロックがネットワークにブロードキャストされると、各ノードはそれをブロックチェーンのコピーに追加するかどうかを決定します。 この設計により、ノードはBTCトランザクションとブロックを信頼できない方法で検証できます。

ビットコインノードの種類

さまざまなビットコインノードタイプを理解するための有用なフレームは、 ブロックチェーンにブロックを追加する際にノードはどのような役割を果たしますか？

ビットコインノードの主な種類

ビットコインノードはBTCトランザクションをブロードキャスト、検証、処理、および保存することを忘れないでください。ブロックは有効なBTCトランザクションのコレクションです。

完全なノード

トランザクションが発生すると、フルノードがそれを取得します。 フルノード ブロックチェーン全体を保存し、ビットコインソフトウェアを使用してビットコインネットワークのすべてのルールを完全に検証できます。 フルノードは、ブロックチェーン履歴およびビットコインソフトウェアでエンコードされた一連のルールに対してトランザクションの有効性をチェックします。

トランザクションが有効な場合、ノード全体が接続先の他のノードにトランザクションをブロードキャストします。 これらのノードは同じ検証プロセスを通過します。 十分な数のフルノードがトランザクションが有効であることに同意すると、他の有効なトランザクションのプールに追加されます。

鉱夫

鉱業 ノードまたはマイナーは、このプールからトランザクションを取得し、それらをブロックにパッケージ化します。

鉱夫 ビットコインネットワークにブロックを作成して提案するための特別なルールを含むバージョンのビットコインソフトウェアを実行します。 これには、ブロックの大きさ、トランザクションのフォーマット方法、ブロックへの署名方法などが含まれます。

鉱夫は次のブロックを作成するためにレースで互いに競争します。 マイナーは、有効なブロックを作成したと判断すると、提案されたブロックをビットコインネットワーク上の他のノードにブロードキャストします。

フルノードはブロックを取得し、単一のトランザクションを検証する方法と同様に、実行中のビットコインソフトウェアにエンコードされたルールに従ってブロックの有効性を検証します。 フルノードがブロックを有効と見なす場合、ブロックチェーンのそれぞれのコピーにブロックを追加し、ビットコインネットワークにブロードキャストし、他のノードは同じ検証プロセスを実行します。

十分な数のノードがブロックを検証し、それをブロックチェーンのコピーに追加すると、コンセンサスに達します。 この時点で、ブロック内のトランザクションが処理され、すべてのノードがブロックチェーンの更新されたバージョンを検証して保存し、マイナーは次のブロックを作成するための競争を開始します。

マイニング：フルノードとマイナー

ブロックチェーンにブロックが追加されたマイナーは報酬を受け取るため、マイナーは有効なブロックを作成して提案するように促されます。 これ ブロック報酬 ビットコインソフトウェアに事前にプログラムされた新しく作成されたBTCと、ブロック内に含まれるすべてのトランザクションに対するBTC建ての料金で構成されます。

鉱業は競争力があり、高価です。 マイナーが無効なブロックを提案した場合（たとえば、誤ったトランザクションで）、ブロックは他のノードによって拒否され、マイナーはブロックの作成に費やされた時間とお金に対して報酬を受け取りません。 したがって、鉱夫は有効なブロックのみを提案するように奨励されます。

フルノードとマイナーの主な違いは、マイナーはビットコインネットワークに新しいブロックを提案できますが、フルノードは提案できないことです。 ひいては、マイナーはブロック報酬を受け取ることができますが、フルノードは受け取ることができません。

マイニングのリソース集約度は、マイナーが新しいブロックを作成および提案するために特別に設計された特殊で強力なハードウェアを使用する必要があることを意味します。 対照的に、フルノードはほとんどのラップトップで実行できます。 ラズベリーパイ.

これにより、ビットコインノードのXNUMX番目で最後のプライマリタイプであるライトノードが表示されます。

ライトノード

ライトノード 名前が示すように、ブロックチェーンの軽量バージョンを保存するビットコインソフトウェアの特別なバージョンを実行します。 このバージョンのブロックチェーンには、ブロックヘッダーが含まれています。これは、基本的に「このブロックは有効です」という各ブロックのコードです。 これにより、ライトノードは完全な履歴を保存することなくビットコインネットワークに接続して取引することができます。

ただし、重要なことに、これは、ライトノードがビットコインネットワークルールを独立して検証できないため、ブロックデータを取得するためにフルノードに接続する必要があることを意味します。

モバイルウォレットは、ライトノードの最も一般的な例です。 ほとんどの携帯電話（XNUMXつまたはXNUMXつの例外を除いて）は、完全なノードを実行するのに十分なほど強力ではなく、マイナーを実行するのに十分なほど強力ではありません。 しかし、それらは、ウォレットアドレスBTCバランスに関する情報を含むブロックチェーンの圧縮バージョンを保存するのに十分強力です。 携帯電話からBTCを送受信した場合、デバイスはビットコインネットワーク上のノードです！

他のタイプのビットコインノード

フルノード、マイナー、ライトノードがビットコインノードの主なタイプです。 ただし、頻繁に言及され、説明が必要な他のタイプのノードがいくつかあります。

• ⚡Lightningノード： ライトニング はビットコインネットワーク上に構築されたネットワークであり、人々はBTCをより速くそしてより安く取引することができます。 Lightningノードはこのアクティビティを調整します。
• ?️ アーカイブ ノード: フルアーカイブノードとも呼ばれるアーカイブノードは、フルノードと同義です。 ブロックチェーンの完全なコピーを保存し、すべてのビットコインネットワークルールを検証できます。 違いは、人々がフルノードをアーカイブノードとプルーニングノードのXNUMXつのタイプに分割することがあるという事実から生じています。
• ✂️剪定されたノード： プルーニングされたノードは、特定のサイズまでの完全なブロックチェーン履歴を保存します。 このサイズ制限に達すると、新しいブロックのフルバージョンを保存できるように、以前のブロックの削除またはプルーニングを開始します。 プルーニングされたノードはフルノードよりも小さいですが、ライトノードよりも大きくなります。
• ⛏️マイニングプールノード： マイニングプールノードは、新しいブロックをマイニングするためにリソースをプールできるように、マイナーのグループからのマイニングアクティビティを調整します。 マイニングプールノードがブロックチェーンに追加されるブロックを作成すると、ノードはリソースの量に比例してブロック報酬をマイナーに分配します。 鉱夫はマイニングプールが好きです。なぜなら、それは彼らがより一貫して支払われることを意味するからです。 たとえば、10ブロックごとに100 BTCを取得する代わりに、1ブロックごとに10BTCを取得できます。

まとめ

ビットコインノードは、ビットコインネットワークに接続されたコンピューターであり、BTCトランザクションとブロックをブロードキャスト、検証、処理、および保存するためにビットコインソフトウェアを実行します。 ビットコインノードには主にXNUMXつのタイプがあります。

• フルノード トランザクション履歴のコンセンサスを達成するために、トランザクションとブロックを信頼できない方法で検証します。 このようにして、フルノードは最終的にどのブロックをブロックに追加するかを決定します。
• 鉱夫 トランザクションをブロックに整理し、ビットコインネットワークに提案します。 鉱夫のブロックがブロックチェーンに追加された場合、鉱夫はブロック報酬を受け取ります。 このようにして、鉱夫は新しく造られたBTCが流通するのを容易にします。
• ライトノード フルノードに接続して、ビットコインブロックチェーンの簡素化されたバージョンを保存します。 このように、ライトノードは携帯電話などの低電力デバイスでのBTCトランザクションを可能にします。

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