イーサリアム ノードとその仕組み

ブロックチェーン内の Ethereum ノードの重要性と、他のノードとどのように相互作用するか?

イーサリアムは実際には暗号通貨ではなく、パブリックでオープンソースのコンピューター プロトコルに基づく分散型 P2P ネットワークです。 

そのネイティブの暗号通貨はイーサ（ETH）ですが、ネットワーク全体の名前であるイーサリアムで呼ばれることがよくあります。 

P2P ネットワーク、またはピアツーピア ネットワークは、インターネットを介して相互に通信するピア ノードで構成されます。 したがって、これらのネットワークの基本的な構成要素はノードです。 

したがって、イーサリアムの基本的な構成要素は、P2P ネットワークを形成するノードと、それらが基づいているプロトコルであることは明らかです。 

イーサリアム P2P ネットワークの一部となり、他のノードとやり取りするために、イーサリアム ノードは、基本的なプロトコルを文字どおりに遵守する必要があります。もちろん、これはすべてのノードで完全に同一でなければなりません。そうしないと、ネットワークから除外されます。自体。 

イーサリアムノードの運用

イーサリアム ノードは、インターネットに接続され、特別なソフトウェアが実行されるコンピューターまたはサーバーです。 

このソフトウェアは専門用語でネットワーク クライアントと呼ばれ、ノードを実行するためには絶対に必要です。 P2P ネットワーク内の他のノードと接続するのはまさにこのソフトウェアであり、イーサリアム プロトコルのレターに準拠する必要があります。 

興味深いのは、プロトコルがパブリックでオープン ソースであるため、誰でもネットワーク クライアントを作成して、イーサリアム ネットワーク上でノードを実行できることです。 

重要なことは、クライアントがプロトコルのすべてのルールに準拠していることです。準拠していない場合、他のノードとの互換性がなくなり、ネットワーク自体からアプリオリに除外されることになります。 

現在、 最も使用されている 4 つのクライアント、たくさんありますが、ほとんどがほとんど使用されていないためです。 

ただし、コンセンサス クライアントと実行クライアントを区別する必要があります。 

実行クライアントは、イーサリアムのいわゆる「実行層」(EL) のノードです。つまり、以前のプルーフ オブ ワーク (PoW) ベースのプロトコルから派生したものです。 

最も広く使用されている実行クライアントは、歴史的な Geth です。Geth は長い間存在しており、古いプロトコルに基づくネットワークのリーダーであることは疑いの余地がありません。 これに続きますが、割合ははるかに低く、Erigon、Nethermind、および Besu が続きます。 

イーサリアム プロトコルが 15 月 XNUMX 日の合併でプルーフ オブ ステーク (PoS) に切り替わったため、いわゆる「コンセンサス レイヤー」 (CL) が追加され、さまざまなクライアントが使用されました。 

CL のクライアントの場合、より多様性があり、Prysm が 42%、Lighthouse が 36%、Teku が 18% です。 これに続くのはニンバスで、わずか 3% です。 

これらのソフトウェアはすべてオープンソースであり、誰でも自由に自由にダウンロードできます。 

ネットワークノードの機能

時間の経過とともに、ノードの機能は進化してきました。 

つまり、Ethereum ネットワーク上に存在する唯一のソフトウェアはノードでした。 

言い換えると： 

• 彼らはブロックチェーンを保護し、制御しました 
• 彼らはPoWでブロックを採掘しました 
• 彼らは、すべてのブロックとトランザクションがプロトコルに準拠していることを確認しました
• 彼らはスマートコントラクトを実行しました
• トークンの送受信を可能にすることで、ウォレットとして機能しました。 

ただし、時間の経過とともに、一部の機能が失われました。 

特に、ブロックをマイニングする機能が失われました。これを成功させるには、より効率的で高速なソフトウェアが必要だったからです。 したがって、アドホック ソフトウェアは、 鉱業. 

理論上は財布としても使えますが、とても不便です。 実際、現在広く使用されているほとんどすべてのウォレットはノードではありません。 

事実は、ノードがしなければならないということです ブロックチェーンを保護して検証し、 これは約 350 GB のファイルで、過去の Ethereum でのすべてのトランザクションが記録されており、ノードが XNUMX つずつチェックする必要があります。 

そのため、時間の経過とともに、ノードは主に XNUMX つのことを行うようになりました。一方では、ブロックチェーンまたはトランザクション台帳を保護および検証します。 一方、スマートコントラクトに含まれる命令を実行します。 

PoSへの移行

　 マージ、PoSへの移行により、状況が変わりました。 

実際、PoW の放棄により、ブロックをマイニングする必要がなくなったため、イーサリアムのマイナーは単純に姿を消すか、まだ PoW に基づいた他のブロックチェーンに移行しました。 

しかし、ブロックチェーンに追加するトランザクションを含むブロックを作成していたのがマイナーではなくなるまでに、ブロックを検証するために他のソフトウェアを作成する必要がありました。 

このようなソフトウェアは、新しいコンセンサス レイヤー クライアント、具体的には Prysm、Lighthouse、Teku、および Nimbus です。 

これらの CL ノードは、マイナーがブロックを検証しなくなったため、ブロックを検証します。 

ただし、PoS はステーキングに基づいているため、CL ノードはステーキングに入れられた ETH トークンも保持します。 

コンセンサスレイヤーは、ビーコンチェーンと呼ばれる新しいブロックチェーンに基づいており、PoS に基づいており、PoS を実行できるように ETH トークンを関連するノードに賭けることができます。 古い実行レイヤーは古い PoW ベースのブロックチェーンを使用しますが、トランザクションは新しいビーコン チェーンにのみ記録されるため、新しいブロックは追加されません。 

イーサリアム ノードのセットアップ

ノードの操作は比較的単純です。 実際、インストール後は、クライアントをインターネットに接続したままにしておく必要があります。 

ただし、インストールは簡単なことではありません。 

まず、クライアントがインストールされると、ブロックチェーン全体をダウンロードし、トランザクションごとにすべてを検証する必要があります。 このプロセスは特に時間がかかります。 

また、インストールしたら、他のノードに接続できるように構成する必要があります。そうしないと、P2P ネットワークから効果的に除外されてしまいます。 

後者は、最小限の専門知識を必要とする技術的なプロセスです。 したがって、特にITとシステムのスキルが必要なため、この分野で最初の一歩を踏み出すだけの人には適していません. 

CL ノードの場合は、ステーキングで少なくとも 32 ETH を保護する必要があるため、セキュリティの問題がさらに重要になるため、さらに複雑になります。 

セキュリティ

ノードにはウォレットが組み込まれており、CL ノードの場合はステーキングで ETH を保持するため、ノードのセキュリティはノードが適切に機能するために非常に重要です。 

侵害が発生した場合の唯一の大きな問題は、資金が盗まれる可能性があることです。これは、攻撃やクラッキングが発生したとしても、ネットワーク全体が影響を受けないためです. 

それらは資金の盗難にさらされる可能性があるため、それが実行されるマシンとネットワークの高度な保護が不可欠です。 

もう少し複雑な問題は、P2P ネットワーク セキュリティの問題です。 

これは独自のノードに依存しているため、それらの多くが侵害された場合、ネットワーク自体に問題が発生する可能性があります. XNUMX つのノードまたは限られた数のノードの違反の可能性は、ネットワークに重大な問題を引き起こすことはありませんが、多数のノードが違反された場合、問題は非常に深刻になる可能性もあります。 

そのため、クライアントの XNUMX つにバグや脆弱性がある場合、他のクライアントも同じようにすることは困難であるため、常に複数のクライアントを使用する必要があります。 

実行層に関する限り、Geth は現在十分に証明されているため、深刻な問題が発生する可能性は低いと思われます。 それでも、Geth の問題の仮説的なケースで使用する他のクライアントもあると便利です。 

対照的に、コンセンサス層のクライアントの場合は、実際には数か月しか使用されていないため、状況は異なります。