Proniknutí do světa blockchainových uzlů: Průvodce pro každého
Popularita technologie blockchain celosvětově neustále stoupá. Společnosti i jednotlivci na celém světě nacházejí uplatnění pro blockchain v různých oblastech.
Od kryptoměn přes informační technologie až po zdravotnictví, blockchain se rozšiřuje do všech koutů. Jeho koncept je však pro mnoho lidí stále nový. Zatímco někteří o bezpečnosti a důvěryhodnosti blockchainu pochybují, jiní se o něj chtějí dozvědět více.
Pokud máte zájem se o tuto technologii naučit, je pochopení blockchainových uzlů klíčové. Znalost uzlů je velice užitečná pro obchodníky i nadšence, kteří chtějí vyvíjet cenově dostupná a bezpečná řešení na bázi blockchainu.
Pojďme se tedy podívat na blockchainové uzly podrobněji, abychom pochopili jejich fungování a typy.
Co je to blockchain?
Blockchain je neměnná, sdílená účetní kniha, která zaznamenává transakce a sleduje aktiva v síti. Jedná se o databázi, kde jsou data uložena v blocích, nikoli v řádcích a sloupcích, jak je tomu u tradičních databází.
Samotný termín „blockchain“ je složen ze dvou slov – „blok“ a „řetěz“. Každá ověřená transakce nebo záznam v blockchainové síti se přidává do bloku s přesně definovanou kapacitou. Když je tento prostor zaplněn, nové ověřené záznamy se přidávají do dalšího bloku, který je kryptograficky „připojen“ k předchozímu.
Technologie blockchain byla vynalezena v roce 2008 neznámou osobou pod pseudonymem Satoshi Nakamoto.
Mezi její klíčové prvky patří:
- Decentralizace: Blockchain je decentralizovaný systém, který nevlastní žádná konkrétní osoba a kdokoli s povolením k němu může mít přístup. Nazývá se také Distributed Ledger Technology (DLT), protože jde o distribuovanou účetní knihu, která obsahuje související záznamy a umožňuje uživatelům ukládat, sdílet a provádět peer-to-peer transakce.
- Neměnnost: Každý záznam v blockchainu je opatřen časovým razítkem, které zabraňuje manipulaci a duplikaci. Pokud se v záznamu objeví chyba, je nutné přidat nový záznam s opravou. Tak zůstávají oba záznamy dohledatelné.
- Transparentnost: Většina blockchainů (kromě soukromých) je open source a nemá centrální autoritu. Kdokoli tak může nahlédnout do kódu a navrhnout změny, což zvyšuje vzájemnou důvěru a transparentnost mezi členy sítě.
Technologie blockchain se uplatňuje v různých odvětvích – od bankovnictví a financí, přes IT a logistiku, až po zdravotnictví. Její využití rychle roste a můžeme vidět, že podniky ji implementují i ve videohrách, chytrých kontraktech, ověřování dokumentů, platebních systémech a dalších oblastech. Blockchain je nejen bezpečný, nákladově efektivní a snadno použitelný, ale také rychlý a přesný.
Co jsou blockchainové uzly?
Blockchainové uzly jsou elektronická zařízení s IP adresou, která jsou připojená k blockchainové síti přes internet. Jedná se o komunikační koncové body, které uživatelům umožňují interakci s blockchainem.
Uzly jsou nezbytné pro fungování celého blockchainového systému. Můžeme si je představit jako hřiště, kde se vše odehrává. Toto hřiště se skládá z několika blockchainových platforem, které mohou být soukromé, veřejné nebo hybridní.
Blockchainový uzel může plnit různé funkce v závislosti na požadavcích blockchainu. Mezi základní úlohy, které může vykonávat, patří:
- Zprostředkování komunikace
- Přijetí nebo odmítnutí transakcí
- Zpracování transakcí
- Správa transakcí
- Ukládání bloků spojených pomocí kryptografie
Proč jsou blockchainové uzly důležité?
Technologie blockchain zaručuje integritu dat a zvyšuje důvěryhodnost celé sítě. Za tímto účelem se stejná účetní kniha distribuuje mezi mnoho systémů po celém světě.
Vzhledem k tomu, že každý blok s daty je propojen s následujícím blokem kryptograficky, při změně záznamu nebo bloku by bylo nutné změnit i všechny následující bloky. To slouží k zachování přesnosti a konzistence, protože každý blok má hash předchozího bloku.
Představte si, že by byla blockchainová síť omezena na jedno jediné místo. Pro hackera by pak bylo mnohem snazší manipulovat s bloky a zneužít síť. Proto je blockchain distribuován po celém světě bez centrálního bodu, který by jej spravoval. Právě tak se realizuje koncept decentralizace.
Každý připojený systém neboli uzel po celém světě sdílí stejná data, aby byla zachována integrita a přesnost dat. I kdyby se účetní kniha v jednom systému změnila, ostatní systémy s touto účetní knihou zůstanou nezměněné a budou sloužit jako důkaz integrity dat. Tato globální distribuce blockchainu mezi několik uzlů také zvyšuje odolnost sítě vůči útokům a přírodním katastrofám a zároveň posiluje její důvěryhodnost.
Blockchainové uzly jsou nezbytné pro:
- Umožnění přístupu: Blockchainové uzly uživatelům umožňují snadný přístup k blockchainové knize. Umožňují bezproblémovou interakci se sítí, a tak můžete sledovat transakce, zobrazit jejich detaily a ověřovat záznamy.
- Údržbu blockchainu: Uzly udržují blockchainovou síť a pomáhají jí růst. Každý datový blok v blockchainu se přidává do úložiště uzlu. Dále se uzly využívají k přidávání nových bloků do sítě a synchronizaci dat při zachování kopie účetní knihy. Pro schválení bloku, který má být přidán do blockchainu, je nutný konsenzus většiny členů.
- Zpracování transakcí: Když dojde k transakci v blockchainu, ta se odešle do jeho uzlů. Některé uzly se účastní konsenzuálního algoritmu sítě na základě svých rolí, zatímco jiné jsou odpovědné za vedení záznamů.
Po přijetí požadavku na transakci ji uzel může buď přijmout, nebo odmítnout. Může data ukládat a posílat je zpět ostatním uzlům v síti. Uzel také může sdílet data s dalšími uzly, aby byla podpořena synchronizace.
Jak blockchainové uzly fungují?
Už víme, že technologie blockchain zachovává integritu dat. Nyní si vysvětlíme, jak se toho dosahuje v praxi.
Pro zachování integrity dat musí všichni v síti vědět, že každá transakce je platná a že nedochází k žádným podvodům.
Protože neexistuje žádný centrální orgán, který by síť spravoval, je dosažení konsenzu způsob, jakým si členové sítě ověřují, zda jsou transakce platné, či nikoli. Síťové uzly to zprostředkují mezi uživateli a pomáhají chránit blockchain.
Konsensus může mít sadu pravidel pro fungování blockchainu a potvrzení platnosti dat. Protože blockchain může být velmi rozsáhlý s velkým počtem systémů a uživatelů, je pro ověření informací v blocích nutný konsenzuální algoritmus. Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) jsou oblíbené konsenzuální algoritmy, které pro ověřování transakcí spoléhají na uzly (plné uzly).
Příklad: Bitcoin používá algoritmus PoW. Kdokoli si může stáhnout bitcoinový blockchain a ověřovat bloky, což umožňuje decentralizaci sítě a zvyšuje její bezpečnost. V tomto blockchainu může kdokoli provozovat bitcoinové uzly se stabilním připojením k internetu a potřebným hardwarem.
Typy blockchainových uzlů
Existují různé typy uzlů, které plní různé funkce. I uživatelé, kteří komunikují s blockchainovou sítí, mohou být považováni za uzly. Ne každé zařízení v blockchainové síti je ale uzel a ne všechny uzly plní stejnou funkci.
Uzly v blockchainové síti se klasifikují podle rolí a požadavků blockchainu. Jeden uzel se tak například může starat o vedení záznamů o transakcích, zatímco jiné uzly tuto úlohu nemusí plnit.
Blockchain může mít různé uzly pro uživatele, klienty, poskytovatele služeb a další.
Nyní se podíváme na různé typy blockchainových uzlů.
1. Plné uzly
Plné uzly jsou zodpovědné za udržování všech záznamů o transakcích v blockchainové síti. Považují se za servery blockchainu, kde se data uchovávají a spravují.
Pro plné uzly existuje několik modelů řízení blockchainu. Pokud je potřeba v blockchainu provést nějaká vylepšení, většina plných uzlů s tím musí souhlasit. Plné uzly mají tedy hlasovací právo a mohou provádět změny v blockchainu.
Nicméně se může stát, že změna nebude implementována, i když s ní souhlasí většina plných uzlů. To se obvykle stává v případě, kdy je nutné učinit nějaké zásadní rozhodnutí.
Například, pokud přibližně 52 % plných uzlů souhlasí se změnou, ale 48 % ne (což je poměrně vyrovnané), může dojít k tvrdému forku kryptoměny. V takovém případě se blockchain rozdělí na dvě části a akce není zpětně kompatibilní. Nově vytvořený blockchain bude fungovat na základě změn navržených většinou plných uzlů, zatímco původní blockchain bude i nadále fungovat tak, jak předtím.
Existují dva typy plných uzlů:
Prořezané plné uzly
Prořezané uzly mají omezenou kapacitu paměti pro ukládání dat. Může se k nim přidat libovolný počet bloků, ale uložit se jich může jen omezený počet.
Prořezané uzly mohou stahovat bloky, dokud není dosaženo určitého limitu. Po dosažení limitu začne uzel odstraňovat nejstarší bloky, aby uvolnil místo pro nové a udržoval tak velikost blockchainu. Staré bloky se ale neodstraní úplně, protože jejich sekvence a metadata jsou stále zaznamenány v blockchainu, a to v souladu s klíčovými principy technologie blockchain.
Archivní plné uzly
Tento typ plných uzlů se v blockchainové síti vyskytuje nejčastěji. Archivní plné uzly udržují kompletní blockchain a liší se od prořezaných plných uzlů v kapacitě paměti. Tyto uzly se dělí na několik typů:
- Těžební uzly (Miner nodes): K ověřování záznamů potřebujete uzly, které jsou schopné provádět náročné výpočty a řešit složité matematické úlohy. To vyžaduje velký výpočetní výkon a spotřebovává mnoho energie. Těžební uzly jsou ideální pro těžbu, která používá konsenzuální algoritmy, jako je Proof of Work.
- Autoritní uzly: Kdokoli se může stát členem veřejného blockchainu a uzlem tím, že synchronizuje data blockchainu ve svém systému. V některých případech je ale nutné blockchain spravovat a zabezpečit data. Zde přichází ke slovu autoritní uzly. Slouží k autorizaci dalších uzlů, které se chtějí připojit k blockchainové síti. Mohou také definovat přístupová oprávnění pro jiné uzly, pokud chtějí získat přístup k určitému datovému kanálu.
- Masternodes: Jedná se o plné uzly, které ale nemají možnost přidávat do sítě nové bloky. Slouží k vedení účetní knihy a ověřování transakcí.
- Sázkové uzly (Staking nodes): Tyto uzly ověřují transakce v blockchainové síti a jsou zodpovědné za udržování konsenzuálního algoritmu. V algoritmu Proof of Stake (PoS) se sázkové uzly používají k vsazení nebo investování peněz a ověření transakcí. Pokud se jim podaří transakci ověřit, obdrží za to odměnu.
Sázkové uzly se vybírají na základě definovaných pravidel, jako je doba strávená v blockchainové síti. Tyto plné uzly nepotřebují velký výpočetní výkon.
2. Lehké uzly
Lehké uzly se používají k ukládání dat a poskytují pouze požadované informace pro urychlení každodenních úkolů nebo pro rychlejší transakce. Tyto uzly jsou známé také jako uzly zjednodušeného ověření platby (SPV). Neověřují bloky, ale ukládají pouze hlavičky bloků.
3. Super uzly
Super uzly se používají k provádění speciálních úkolů a jsou implementovány pouze v některých blockchainech. Mohou sloužit k nastavení nebo údržbě pravidel blockchainu, implementaci změn protokolů atd.
4. Osvětlovací uzly
Osvětlovací uzly vytvářejí spojení mezi uživatelem a hlavním blockchainem a přesouvají všechny transakce do hlavního blockchainu. Umožňují okamžité transakce a zároveň snižují náklady, protože se snižuje zatížení sítě.
Tyto typy uzlů byly vytvořeny s cílem vyřešit problém zahlcení blockchainové sítě, které zpomaluje transakce.
Nejčastější dotazy
Jak nastavit plný uzel?
Odpověď: Pro nastavení plného uzlu musíte provést následující kroky:
1. Vyberte blockchainovou síť, například Bitcoin, Ethereum atd.
2. Získejte software a hardware potřebné ke spuštění vybraného blockchainu. Informace o tom najdete na internetu. Hardware může zahrnovat i menší systém, jako je Raspberry Pi.
3. Nakonfigurujte hardware i software.
Jak spustit plný uzel?
Odpověď: Kroky pro spuštění plného uzlu jsou:
1. Hostujte uzel v cloudové službě, jako je Google Cloud, Amazon Web Services (AWS), DigitalOcean atd.
2. Spusťte uzel na vlastním zařízení s dostatečnou RAM a úložným prostorem.
3. Můžete také vytvořit řešení „node-in-a-box“ nebo použít specializované řešení.
4. Sledujte a udržujte svůj uzel, aby fungoval správně a byl zabezpečený.
Je hostování blockchainového uzlu ziskové?
Odpověď: Ano, hostováním uzlu v blockchainové síti můžete vydělávat peníze. Bude to ale záviset na typu uzlu, který se rozhodnete hostovat.
Hostování sázkového uzlu může být ziskové, protože se může stát zdrojem pasivního příjmu. Čím více do něj investujete, tím větší bude váš zisk.
Pokud se rozhodnete hostovat masternody, budete vydělávat za poskytovanou službu. Nicméně to bude vyžadovat počáteční investici do masternodu.
Kolik uzlů lze spustit na jednom počítači?
Odpověď: Počet uzlů, které můžete spustit na jednom počítači, závisí na jeho hardwarových možnostech. Na počítači můžete spustit pouze jednu instanci peněženky najednou. Můžete to ale navýšit pomocí virtuálních strojů. Pokud používáte virtuální privátní server (VPS), neměli byste překročit 80–85 % limitu dostupných zdrojů serveru, jinak vás může poskytovatel služeb omezit.
Závěr
Znalost blockchainových uzlů a jejich typů vám může pomoci vytvářet nákladově efektivní, bezpečné a rychlejší aplikace, které vyřeší problémy vašich zákazníků. Pokud jste tedy firma nebo jednotlivec, který chce prozkoumat technologii blockchainu, tento článek vám pomůže pochopit blockchainové uzly a jejich význam.