Popularita technologie blockchain celosvětově roste. Firmy a jednotlivci po celém světě využívají blockchain pro různé účely.
Ať už jde o kryptoměny, IT nebo zdravotnictví, blockchain roztahuje svá křídla v každé dimenzi.
Tento koncept je však pro většinu světové populace stále nový. Zatímco mnozí mají stále dvě mysli ohledně bezpečnosti a důvěryhodnosti blockchainů, jiní chtějí tento koncept prozkoumat více.
Pokud máte zájem naučit se technologii, pochopení uzlů blockchainu je zásadní. Pokud jste obchodním nebo blockchainovým nadšencem, který chce vyvinout bezpečné a cenově dostupné řešení založené na blockchainu, znalosti o blockchainových uzlech vám pomohou.
Pojďme tedy do hloubky porozumět uzlům blockchainu a jejich typům.
Table of Contents
Co je Blockchain?
Blockchain je neměnná sdílená účetní kniha ukládající transakce a sledování aktiv v síti. Je to databáze, kde jsou data uspořádána do bloků namísto řádků a sloupců, jak je vidět v tradičních databázích.
Termín „blockchain“ je odvozen ze dvou slov – „blok“ a „řetěz“. Každá ověřená transakce nebo záznam v blockchainové síti je přidán do bloku s definovaným prostorem. Pokud je tento prostor vyplněn, nové ověřené záznamy jsou přidány do dalšího bloku připojeného nebo „řetězovaného“ k předchozímu bloku pomocí kryptografie.
Technologie blockchain byla vynalezena v roce 2008 Satoshi Nakamotem, jehož identita není známa.
Jeho klíčové prvky jsou:
- Decentralizace: Blockchain je decentralizovaný systém, který nevlastní žádná osoba a kdokoli s povolením k němu má přístup. Také se nazývá Distributed Ledger Technology (DLT), protože jde o distribuovanou účetní knihu obsahující související záznamy a umožňující uživatelům ukládat, sdílet a provádět transakce typu peer-to-peer.
- Neměnnost: Každý záznam v blockchainu je označen časovým razítkem, aby se zabránilo manipulaci a zdvojení záznamů. Pokud je v záznamu chyba, je potřeba přidat nový záznam s opravou, aby byly vidět oba záznamy.
- Transparentnost: Většina blockchainů, kromě soukromých, je open source bez centrální autority. Každý tak může přistupovat k jeho kódu a navrhovat změny, což zvyšuje vzájemnou důvěru a transparentnost mezi členy sítě.
Technologie blockchain se používá v různých odvětvích, od bankovnictví a financí až po IT, dodavatelský řetězec a zdravotnictví. Jeho využití rychle roste a můžete také vidět podniky využívající technologii ve videohrách, chytrých smlouvách, ověřování dokumentů, platbách a dalších. Je nejen bezpečný, nákladově efektivní a snadno použitelný, ale také rychlejší a přesnější.
Co jsou blockchainové uzly?
Blockchainové uzly jsou elektronická zařízení s IP adresou a připojená k blockchainové síti přes internet. Uzly jsou komunikační koncové body, které uživatelům umožňují interakci s blockchainem.
Uzly umožňují spuštění blockchainového systému. Je to jako hřiště, kde se děje všechno. Toto hřiště se skládá z několika blockchainových platforem, které mohou být soukromé, veřejné nebo hybridní.
Blockchainový uzel může provádět různé funkce na základě požadavků blockchainu. Některé ze základních úkolů, které může vykonávat, jsou:
- Usnadnění komunikace
- Přijetí nebo odmítnutí transakce
- Zpracování transakce
- Správa transakcí
- Ukládání bloků spojených s kryptografií
Proč potřebujete blockchainové uzly?
Technologie blockchain zajišťuje integritu dat a zvyšuje důvěryhodnost sítě. Za tímto účelem je stejná účetní kniha distribuována globálně mezi více systémů.
Protože každý blok obsahující data v blockchainu je propojen s následujícím blokem pomocí kryptografie, pokud chcete změnit záznam nebo blok, budete muset změnit všechny následující bloky. Je to provedeno pro zachování přesnosti a konzistence, protože každý blok má hash předchozího bloku.
Představte si tedy, že blockchainová síť je omezena na jediné místo. Pro hackera bude snazší upravovat hodnoty bloků a využívat síť. To je důvod, proč je blockchain distribuován po celém světě bez centrálního centra, které by jej spravovalo; proto byl realizován koncept decentralizace.
Kromě toho bude každý připojený systém nebo uzel rozšířený po celém světě sdílet stejná data, aby byla zachována integrita a přesnost dat sítě. I když se účetní kniha jednoho systému změní, ostatní systémy obsahující tuto účetní knihu zůstanou neposkvrněné a budou fungovat jako důkaz integrity dat. Tato globální distribuce blockchainu mezi několik uzlů také zvyšuje odolnost sítě vůči útokům a přírodním pohromám a zároveň zvyšuje důvěryhodnost.
Blockchainové uzly potřebujete pro:
- Povolení přístupu: Blockchainové uzly umožňují uživatelům snadný přístup k blockchainové knize. Pomůže vám bezproblémově komunikovat se sítí, takže můžete zobrazit transakce probíhající v síti, zobrazit podrobnosti transakce a ověřit záznamy.
- Údržba blockchainu: Uzly udržují blockchainovou síť a pomáhají jí růst. Každý datový blok v blockchainu je přidán do úložiště uzlu. Dále se uzly používají k přidávání nových bloků do sítě a synchronizaci dat při zachování kopie účetní knihy. Aby bylo možné konečně schválit blok, který má být přidán do blockchainu, musí dosáhnout konsensu většiny členů.
- Zpracování transakcí: Když se transakce uskuteční v blockchainu, je odeslána 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 může uzel transakci buď přijmout, nebo odmítnout. Může tato data ukládat a odesílat je zpět kolegům v síti. Uzel může také sdílet data s jinými uzly v síti, aby podpořil synchronizaci.
Jak fungují blockchainové uzly?
Doposud jsme se dozvěděli, že technologie blockchain zachovává integritu dat. Ale to, co je skutečně za oponou, se dozvíme příště.
Aby byla zachována integrita dat, musí každý v síti vědět, že každá transakce je platná a neexistují žádné dvojité záznamy, které by usnadnily jakékoli podvádění.
Vzhledem k tomu, že neexistuje žádný centrální orgán pro správu sítě, dosažení konsensu je způsob, jak mohou členové ověřit, zda jsou transakce platné či nikoli. Síťové uzly toho dosahují mezi uživateli a pomáhají zabezpečit blockchain.
Konsensus může mít sadu pravidel pro fungování blockchainu a potvrzení platnosti dat. Vzhledem k tomu, že blockchain může být velký s velkým počtem systémů a uživatelů, je pro ověření informací v blocích vyžadován konsensuální algoritmus. Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) jsou oblíbené konsensuální algoritmy, které při vynucování síťových pravidel a ověřování transakcí spoléhají na uzly (plné uzly).
Příklad: Bitcoin používá algoritmus PoW. Kdokoli si může stáhnout bitcoinový blockchain a ověřovat bloky. To umožňuje decentralizaci sítě a zvyšuje její bezpečnost. V tomto blockchainu může kdokoli provozovat bitcoinové uzly se stabilním internetovým připojením a správným hardwarem.
Typy uzlů blockchainu
Existují různé typy uzlů, které poskytují různé funkce. Dokonce i uživatelé, kteří komunikují s blockchainovou sítí, mohou být nazýváni uzly. Ne každé zařízení v blockchainové síti je však uzel a plní stejnou funkci.
Uzly v blockchainové síti jsou klasifikovány v závislosti na jejich rolích a požadavcích blockchainu. Uzel lze například použít k udržování záznamů o transakcích, zatímco jiné uzly nemusí tuto úlohu provádět.
Blockchain může mít různé uzly pro uživatele, klienty, poskytovatele služeb a další.
Podívejme se na různé typy uzlů blockchainu.
#1. Úplné uzly
Úplné uzly jsou zodpovědné za udržování všech transakčních záznamů v blockchainové síti. Jsou považovány za servery blockchainu, kde jsou data uložena a udržována.
Existuje několik modelů řízení blockchainu, pod které se mohou dostat celé uzly. Pokud je třeba na blockchainu provést nějaká vylepšení, většina úplných uzlů na to musí být připravena. Lze tedy dojít k závěru, že plné uzly mají hlasovací právo, aby mohly provést jakékoli změny v blockchainu.
Určité scénáře však mohou také nastat, když změna není implementována ani poté, co se změnou souhlasí většina úplných uzlů. Může se to stát, když je třeba učinit velké rozhodnutí.
Například přibližně 52 % úplných uzlů souhlasí se změnou, ale 48 % ne (což je dostatečně blízké číslo). V takovém případě může nastat tvrdý fork kryptoměny, kdy by se blockchain rozdělil na polovinu a akce není zpětně kompatibilní. Když k tomu dojde, nově vytvořený blockchain bude fungovat na základě změn navržených většinou úplných uzlů, zatímco starý blockchain bude nadále fungovat jako dříve.
Existují dva typy úplných uzlů:
Prořezané plné uzly
Oříznuté uzly mají specifickou kapacitu paměti pro ukládání dat. To znamená, že lze přidat libovolný počet bloků, ale úplný uzel může uložit pouze omezený počet bloků.
Pro zachování účetní knihy mohou ořezané uzly pokračovat ve stahování bloku, dokud nedosáhne zadaného limitu. Jakmile je dosaženo limitu, uzel začne odstraňovat nejstarší bloky a vytvářet prostor pro nové, aby byla zachována velikost blockchainu. Neodstraní však staré bloky úplně, protože jejich sekvence a metadata jsou stále zaznamenána v blockchainu, a to v souladu s klíčovými principy technologie Blockchain.
Archivní plné uzly
Úplné uzly tohoto typu se běžně vyskytují v blockchainové síti. Archivní plné uzly udržují kompletní blockchain a liší se od ořezaných úplných uzlů z hlediska kapacity paměti. Tyto uzly jsou různých typů:
- Miner nodes: Potřebujete určité uzly pro náročné výpočty a řešení složitých matematických funkcí, abyste mohli ověřovat záznamy. To vyžaduje velký výpočetní výkon a spotřebovává velké množství energie v procesu. Miner uzly jsou ideální pro proces těžby, který zahrnuje konsensuální algoritmy, jako je Proof of Work.
- Uzly autority: Kdokoli se může stát členem nebo uzlem ve veřejném blockchainu synchronizací blockchainových dat ve svých systémech. V některých případech však musí být blockchain spravován a data musí být zabezpečena. Zde vstupují do hry autoritní uzly. Používají se k autorizaci dalších uzlů, které se chtějí připojit k blockchainové síti. Mohou také definovat přístupová oprávnění jiných uzlů, pokud chtějí přistupovat ke konkrétnímu datovému kanálu.
- Masternodes: Jsou to plné uzly bez možnosti přidat nový blok do sítě. Používají se k vedení účetní knihy a ověřování transakcí.
- Staking nodes: Tyto uzly ověřují transakce v blockchainové síti a jsou zodpovědné za udržování konsenzuálního algoritmu. Ve slavném algoritmu – Proof of Stake (PoS) se sázkové uzly používají k vsazení nebo investování svých peněz a ověření transakce. Pokud se jim podaří transakci ověřit, dostanou na oplátku nějaké odměny.
Stakingové uzly jsou vybírány na základě definovaných pravidel, jako je čas strávený v blockchainové síti. Tyto plné uzly nepotřebují velký výpočetní výkon.
#2. Světelné uzly
Lehké uzly se používají k ukládání dat a poskytují pouze požadované informace pro usnadnění každodenních úkolů nebo pro rychlejší transakce. Tyto uzly jsou také známé jako uzly zjednodušeného ověření platby (SPV). Tyto uzly neověřují bloky; místo toho pouze ukládají záhlaví bloků.
#3. Super uzly
Super uzly se používají k provádění určitých speciálních úkolů a jsou implementovány v některých blockchainech. Může být použit k nastavení nebo údržbě pravidel blockchainu, implementaci změny protokolu atd.
#4. Osvětlovací uzly
Osvětlovací uzly vytvářejí jednotlivce s uživatelem a posouvají všechny transakce do hlavního blockchainu. To usnadňuje okamžité transakce a zároveň snižuje náklady spojené s transakcí, protože se snižuje zatížení sítě.
Tyto typy uzlů byly vytvořeny k vyřešení problému zahlcení blockchainové sítě, které zdržuje transakce.
Nejčastější dotazy
Jak nastavit úplný uzel?
Odpověď: Chcete-li nastavit úplný uzel, budete muset provést tyto kroky:
1. Vyberte blockchainovou síť, například Bitcoin, Ethereum atd.
2. Získejte software a hardware potřebný ke spuštění zvoleného blockchainu. Informace o něm najdete na internetu. Hardware, který potřebujete, může zahrnovat menší systém, jako je Raspberry Pi.
3. Nakonfigurujte veškerý hardware a software.
Jak spustit úplný uzel?
Odpověď: Kroky ke spuštění úplného uzlu jsou:
1. Hostujte uzel v cloudové službě, jako je Google Cloud, Amazon Web Services (AWS), DigitalOcean atd.
2. Spusťte uzel na svém zařízení s dostatečnou RAM a úložným prostorem.
3. Můžete také vytvořit řešení „node-in-a-box“ nebo použít vyhrazené řešení.
4. Sledujte a udržujte svůj uzel, abyste zajistili, že funguje dobře a je bezpečný.
Je hostování blockchainového uzlu ziskové?
Odpověď: Ano, můžete vydělávat tím, že budete hostovat uzel v blockchainové síti. Bude to však záviset na typu uzlu, který se rozhodnete hostit.
Hostování stakingového uzlu by mohlo být ziskové. Může se stát vaším zdrojem pasivního příjmu. Čím více do ní investujete, tím větší budou vaše zisky.
Pokud se rozhodnete hostit masternody, vyděláte za službu, kterou poskytujete. Bude to však vyžadovat určitou počáteční investici do vašeho masternodu.
Jaký je počet uzlů, které může stroj spustit?
Odpověď: Počet uzlů, které můžete na počítači spustit, závisí na jeho hardwarových možnostech. V počítači můžete spustit pouze jednu instanci peněženky najednou. Můžete jej však zvýšit pomocí virtuálních strojů. A pokud používáte virtuální privátní server (VPS), nepřekračujte 80–85 % limitu dostupných zdrojů serveru. V opačném případě můžete být omezeni nebo omezeni poskytovatelem služeb.
Závěr
Znalost uzlů blockchainu a jejich typů vám může pomoci vytvořit nákladově efektivní, bezpečné a rychlejší aplikace, které vyřeší problémy vašeho zákazníka. Pokud jste tedy firma nebo jednotlivec, který chce prozkoumat technologii blockchainu, tento článek vám pomůže porozumět uzlům blockchainu a jejich důležitosti.