我们区块链：了解其类型和运作的完整指南

一个区块链节点是网络中的一个点，其主要功能是在其他节点之间分发数据，确保系统的去中心化，同时保持信息流的高效。节点可以作为数据传输的中介，也可以作为最终接收者，构成支撑任何区块链网络的基本结构。

区块链节点的技术特性

一个节点本质上是一个计算机(服务器)，安装了加密货币钱包，并与其他类似设备同步。这些节点的集合形成了区块链。这种网络架构允许快速高效地分发大量数据。

一个节点的运作直接依赖于服务器的能力。任何能够通过互联网传输信息的设备都可以作为节点，只要它配备了执行此功能所需的特定软件。

在大多数区块链系统中，节点扮演着三个基本功能：

• 存储和分发关于网络参与者钱包中交易和余额的信息
• 监控共识规则的实施 (PoS, PoW, 以及其他算法)
• 维护分布式账本的运行，这些账本包含自网络创建以来的完整交易历史

重要的是要强调，节点需要连接到互联网才能工作。离线存储设备无法作为节点。然而，一旦与互联网建立连接，它就成为一个完整的节点。

区块链网络中节点的重要性

为了确保区块链的稳定运行，需要一网络相互同步的服务器。此配置的龙头价值在于提供去中心化而不妨碍信息矩阵之间的交互速度。

考虑到计算节点分布在不同的国家和城市，即使在特定地区封锁互联网，也不会导致区块链的中断。然而，如果所有节点都集中在一个单一的群体手中，他们可能会完全控制网络，从而危及去中心化的原则。

去中心化是加密货币的主要优势之一。为了确保这一特性并实现数据分布的效果，区块链使用大量较小的节点，这些节点虽然不参与挖矿，但存储了所有交易历史。这防止了一个有限的群体控制分布式账本。

提供计算能力以确保区块链正常运行的用户将获得奖励，从而鼓励更多人将其计算机连接到分布式网络。

区块链网络中的节点类型

区块链节点的功能和目的各不相同。许多区块链中存在标准类型，以及在特定网络中使用的具有扩展功能的附加模型。

我们完整 (全节点)

这是第一种类型的节点，最初为比特币网络创建。完整节点构成区块链的基础，并参与交易的执行。

一个完整的节点包含自网络启动以来到当前时刻的所有交易和区块的信息。当用户转移加密货币时，该操作会被所有节点验证并记录在其历史中。

成千上万的完整节点可以同时在区块链上运行，彼此之间不断交换信息。处理这种巨大的数据流需要相当的计算能力。

当用户第一次安装完整节点时，必须将其与网络同步，下载整个区块链。在某些网络中，这个过程需要大量内存。例如，在2022年11月，比特币的区块链大小为438 GB，可能需要几周的时间才能完成同步。

如果一个节点在网络上断开连接一段时间，重新连接时需要重新同步，下载在缺席期间生成的所有信息。

完整节点具有一组特定的功能，使其与其他类型区分开来。最重要的功能之一是验证签名 (密钥)，以确认交易和区块。如果检测到错误，节点可以拒绝操作。原因可能有所不同：格式不正确、算法错误、重复、记录篡改等。

运行完整节点的用户可以独立验证收到的转账，如果他们愿意，也可以参与挖矿并获得奖励。

我们轻 (轻节点)

轻节点不包含有关区块链的完整信息。这种类型的节点仅存储与其连接的区块的记录，并且通常不持续运行。

通常，轻节点是一个软件，它连接到一个完整节点，并将该节点的信息传输到用户的计算机，例如账户余额和交易历史。实际上，轻节点利用完整节点作为桥梁来访问区块链。

轻节点具备使用加密货币的基本功能，无需大量计算能力或内存，甚至可以在移动设备上运行。同步通常只需几秒钟。

我们的完整节点 ( 完整节点已修剪 )

这种类型的节点在第一次初始化时下载整个区块链并进行同步。然后，它会自动加载新块，并在达到特定内存限制时删除旧块。通常，用户可以在设置中定义节点的大小，例如 10 GB。

我们矿工 (矿节点)

矿工节点参与加密货币的挖矿过程，仅用于基于工作量证明算法的区块链(PoW)。它们可以是完整节点或轻节点。

为了操作这种类型的节点，用户必须拥有强大的计算设备：

• 中央处理器 (CPU)
• 图形处理单元 (GPU)
• 专用集成电路 (ASIC)

也需要安装专门的软件。

在比特币的矿业过程中，例如，需要解决复杂的数学问题。由于这些计算，矿工找到一个唯一的代码值：一个哈希值，作为完成工作的证明。

矿工随后将找到的哈希值发送给其他节点，后者验证其是否符合要求。如果验证成功，矿工可以添加一个新块并获得相应的奖励。

我们的龙头 (龙头节点)

这是在使用权益证明算法的区块链中相当于矿工的节点(PoS)。质押节点也需要验证交易并添加新块，可以是完整节点或轻节点。

在这种情况下，奖励不是通过数学计算来授予的，而是通过在账户中存入一定数量的货币。因此，操作一个质押节点并不需要购买昂贵的设备。只需正确配置软件并存入所需的金额。

主节点

一个主节点类似于一个完整节点：它也存储区块链的所有信息并与其同步，但具有额外的功能。它们对于通过拆分交易并在钱包之间发送交易以确保匿名性是必需的。

完整节点的拥有者如果满足区块链设定的条件，可以获得一个龙头节点。通常，主要要求是在其账户中存入并保持一定数量的币，以及在服务器(上进行特定的配置，这些配置因不同的加密货币而异。

当用户进行匿名交易时，他们的币在主节点中被“混合”。这个过程可能涉及不同数量的节点，这些节点分布在全球并随机选择。混合的轮次也会有所不同，可以手动或自动配置。因此，追踪发件人与收件人之间的连接变得不可能。

Masternode可以使用PoS算法或混合共识PoW/PoS进行操作。为了激励用户创建和管理masternode，系统向他们授予矿工佣金的一部分。奖励的金额在不同的区块链之间有所不同。

在NEM区块链)XEM(中，主节点被称为超节点。

) 我们闪电

闪电网络 ###LN( 是比特币区块链的第二层补充，由用户之间的支付通道网络组成。该系统使用特殊的超快速节点，这些节点相互之间和与主区块链进行同步。

闪电节点仅验证与其直接相关的交易)，而标准节点则验证区块链上的所有交易(。由于这一特性，交易处理速度达到了最大化。

) 验证者和预言机

这些是节点在去中心化网络中可以执行的附加功能：

• 验证节点是一个验证和批准交易的设备。这些节点可以使用不同的算法进行操作，具体取决于区块链的特性。
• 一个预言机是一个节点，它将外部系统的信息传输到区块链上。此类数据的一个例子可能是某个在区块链上运作的交易所当前的货币价格。

需要一个特定的脚本来将信息转换为智能合约可以理解的格式。然后，验证者将验证预言机的数据以及区块链上的所有其他信息。

在这种情况下，一个神谕的信号由大量验证者进行验证，从而增强了网络的整体安全性。

节点的分叉和功能变化

任何加密货币项目都可以定期更新。为了使更新在整个网络中生效，所有节点必须接受它们。偶尔，开发者和验证者社区可能会对某些更新的实施出现分歧，一部分节点接受它们，而其他节点拒绝它们。这些变化引入的过程称为分叉。

存在两种类型的分叉：

• 一个软分叉代表了不会违背区块链基本配置的温和变化和改进。为了接受这些变化，节点的所有者必须更新软件。即使只有部分节点接受此更新，系统仍将继续稳定运行。
• 一个硬分叉意味着区块链上会发生重大变化。因此，网络中的节点类型可能会完全改变。例如，在2022年9月，加密货币以太坊从PoW算法迁移到了PoS。因此，挖矿节点消失了，出现了具有验证功能的质押节点。

如果社区对硬分叉的接受存在分歧，网络将分裂成两个不兼容的区块链：一个保持原始配置，另一个采用新的规范。