Що таке вузол Ethereum і як він працює

Яке значення має вузол Ethereum у блокчейні та як він взаємодіє з іншими?

Насправді Ethereum — це не криптовалюта, а децентралізована мережа P2P, заснована на загальнодоступному комп’ютерному протоколі з відкритим кодом. 

Її рідною криптовалютою є ефір (ETH), хоча її часто називають за назвою всієї мережі, яка є Ethereum. 

Мережі P2P або однорангові мережі складаються з однорангових вузлів, які спілкуються один з одним через Інтернет. Таким чином, саме вузли є основними складовими цих мереж. 

Таким чином, основними складовими Ethereum є його вузли, які утворюють мережу P2P, і, очевидно, протокол, на якому вони засновані. 

Щоб бути частиною P2P-мережі Ethereum і взаємодіяти з іншими вузлами, вузол Ethereum повинен дотримуватись свого основного протоколу, який, звичайно, має бути абсолютно ідентичним для всіх вузлів, інакше він буде виключений з мережі. себе. 

Робота вузла Ethereum

Вузли Ethereum - це комп'ютери або сервери, підключені до Інтернету і на яких працює спеціальне програмне забезпечення. 

Це програмне забезпечення на жаргоні називається мережевим клієнтом, і воно абсолютно необхідне для роботи вузла. Саме це програмне забезпечення з’єднується з іншими вузлами в мережі P2P і має буквально відповідати протоколу Ethereum. 

Цікаво, що оскільки протокол є загальнодоступним і відкритим кодом, будь-хто може створити мережевий клієнт для запуску вузла в мережі Ethereum. 

Важливо, щоб клієнт дотримувався всіх правил протоколу, тому що в іншому випадку він не буде сумісний з іншими вузлами, а апріорі буде виключений із самої мережі. 

Наразі є лише 4 клієнти, які найчастіше використовуються, тому що, хоча їх багато, більшість з них використовується дуже мало. 

Однак слід розрізняти клієнти консенсусу та клієнти виконання. 

Клієнти виконання — це вузли так званого «рівня виконання» (EL) Ethereum, тобто ті, що походять від попереднього протоколу на основі підтвердження роботи (PoW). 

Безумовно, найпоширенішим клієнтом виконання є історичний Geth, який існує вже давно і є беззаперечним лідером мережі, заснованої на старому протоколі. За ним, але з набагато меншими відсотками, йдуть Ерігон, Нетермінд і Бесу. 

Оскільки під час злиття 15 вересня протокол Ethereum перейшов на Proof-of-Stake (PoS), було додано так званий «рівень консенсусу» (CL) із різними клієнтами. 

У випадку клієнтів CL існує більше різноманітності: Prysm становить 42%, Lighthouse – 36% і Teku – 18%. Далі йде Nimbus лише з 3%. 

Усе це програмне забезпечення є відкритим вихідним кодом, і його можна безкоштовно завантажити. 

Що роблять вузли мережі

З часом функція вузлів розвинулася. 

Спочатку вони робили все, тобто єдиним існуючим програмним забезпеченням в мережі Ethereum були вузли. 

Іншими словами: 

• вони захищали та контролювали блокчейн 
• вони добули блоки за допомогою PoW 
• вони перевірили відповідність усіх блоків і транзакцій протоколу
• вони уклали розумні контракти
• вони діяли як гаманці, дозволяючи надсилати та отримувати токени. 

Однак з часом вони втратили частину функціональності. 

Зокрема, вони втратили функціональні можливості для майнінгу блоків, оскільки для успішного виконання цього було потрібно більш оптимізоване та швидше програмне забезпечення. Таким чином, спеціальне програмне забезпечення було розроблено для видобуток. 

Теоретично їх ще можна використовувати як гаманці, але вони дуже незручні. Насправді майже всі гаманці, які широко використовуються, не є вузлами. 

Справа в тому, що вузол повинен захистити та перевірити блокчейн, це файл розміром майже 350 ГБ, де записані всі транзакції в Ethereum в історії, які вузол повинен перевіряти одну за одною. 

Тож з часом вузли виконували головним чином дві речі: з одного боку, вони охороняли та перевіряли блокчейн, або книгу транзакцій, а з іншого боку, вони виконують інструкції, що містяться в смарт-контрактах. 

Перехід на PoS

Команда Злиття, з переходом на PoS все змінилося. 

Насправді, відмова від PoW усунула необхідність видобувати блоки, тому майнери Ethereum просто зникли або перемістилися на інші блокчейни, які все ще базувалися на PoW. 

Але до того часу, коли майнери вже не створювали блоки з транзакціями для додавання в блокчейн, довелося створити інше програмне забезпечення для перевірки блоків. 

Таким програмним забезпеченням є нові клієнти Consensus Layer, а саме Prysm, Lighthouse, Teku та Nimbus. 

Ці вузли CL перевіряють блоки, які більше не роблять майнери. 

Однак PoS базується на стейкингу, тому вузли CL також містять токени ETH, поставлені на стейкинг. 

Рівень консенсусу базується на новому блокчейні, який називається Beacon Chain і заснований на PoS, на якому токени ETH можна розміщувати на відповідних вузлах, щоб можна було зробити PoS. Старий рівень виконання використовує старий блокчейн на основі PoW, але без додавання нових блоків, оскільки транзакції тепер записуються лише в новому ланцюжку маяків. 

Налаштування вузла Ethereum

Робота вузла відносно проста. Фактично, після встановлення клієнт просто потрібно залишити працюючим підключеним до Інтернету. 

Однак установка не є простою справою. 

По-перше, коли клієнт встановлено, він повинен завантажити весь блокчейн і перевірити його всю, транзакцію за транзакцією. Цей процес виявляється особливо тривалим. 

Крім того, після встановлення його потрібно налаштувати так, щоб він міг підключатися до інших вузлів, інакше він буде фактично виключений з мережі P2P. 

Останнє є технічним процесом, який вимагає мінімальних знань. Таким чином, він не підходить для тих, хто тільки робить свої перші кроки в цій сфері, не в останню чергу тому, що вимагає навичок ІТ та систем. 

Це ще складніше у випадку вузла CL, тому що, оскільки він повинен охороняти принаймні 32 ETH у ставках, це робить питання безпеки ще більш актуальним. 

Безпека

Безпека вузла має вирішальне значення для його належного функціонування, оскільки він має вбудований гаманець, а у випадку з вузлами CL він утримує ETH у ставках. 

Єдиною великою проблемою у випадку злому є можлива крадіжка коштів, тому що навіть у разі атаки чи злому вся мережа не постраждає. 

Оскільки вони можуть бути об’єктом крадіжки коштів, високий рівень захисту машин і мереж, на яких він працює, є важливим. 

Дещо складнішим питанням є безпека мережі P2P. 

Оскільки це залежить від власних вузлів, якщо багато з них буде зламано, сама мережа може мати проблеми. Можливе порушення одного вузла або обмеженої кількості вузлів не створює великих проблем для мережі, але якщо порушено багато, проблеми також можуть бути дуже серйозними. 

Ось чому було б необхідно, щоб кілька клієнтів використовувалися в будь-який час, тому що, якщо один має помилку або вразливість, іншим клієнтам також важко мати їх. 

Що стосується рівня виконання, то зараз Geth настільки добре перевірений, що навряд чи виникне серйозних проблем. Незважаючи на це, все одно корисно, що існують також інші клієнти для використання в гіпотетичному випадку проблеми в Geth. 

На відміну від цього, у випадку з клієнтами для консенсусного рівня справа виглядає інакше, оскільки вони фактично перебували в одному лише кілька місяців.