什么是区块链节点？节点有什么用？
2025-02-05分类：区块链介绍 阅读（）
区块链技术已广泛应用于金融服务、娱乐和供应链管理等行业。任何区块链系统分发数据（将存储和验证分散到各种独立参与者之间）的核心机制称为节点。
当谈到数据存储时，云本质上是指别人的计算机。所有软件都连接到某个位置的硬件。同样，加密节点通过维护区块链交易的公共记录来支持特定网络，例如比特币或以太坊。在某些情况下，例如 Zcash，一些交易是端到端加密的，这意味着节点会保留加密交易数据的公共记录，也称为密文，这有助于增强相关方的隐私。（作为 Electric Coin Co. 的全球监管关系主管，我在支持 Zcash 协议的组织之一工作。）
大多数人在家里的电脑上运行节点，或者使用 Raspberry Pi（Raspberry Pi 基金会与 Broadcom 合作在英国开发的一系列小型单板计算机）构建节点设备。一些公司在公司硬件上运行节点。无论硬件采用何种形式，节点都会为用户提供他们自己的区块链完整副本。
总而言之，如果您不运营自己的节点，那么您将依赖其他人的硬件来维护加密交易期间的公共分类账。节点在塑造我们的在线互动、改变我们存储和交换信息以及进行交易的方式方面发挥着至关重要的作用。本文将深入探讨各种类型的加密节点及其重要性。
每个区块链网络的核心都是一个去中心化的分布式账本，它使用节点存储交易数据。区块链的公共账本由全球各地的大量计算机维护，由不同的人员和组织运行节点。
全节点 VS 轻节点
完整节点维护区块链的完整副本，验证交易并确保执行共识规则。
相比之下，轻节点仅存储区块链数据的子集，从而实现更快的同步并降低资源需求。尽管轻节点可能无法维护区块链的完整副本，但它们仍然可以使用加密方法独立验证交易的某些方面，例如验证所有权和签名。但是，轻节点可能依赖完整节点来确认交易是否属于当前共识，从而确保不会发生正在进行的区块链分叉或回滚攻击。
还有第三类节点，称为挖矿节点。在使用工作量证明共识算法（如下所述）的网络中，挖矿节点会竞争验证交易并将其添加到区块链中，并以网络原生加密货币的形式获得奖励。
区块链网络采用各种共识算法来确保节点就交易的有效性和分布式账本的状态达成一致。一些最常见的共识算法包括工作量证明、权益证明和委托权益证明。
工作量证明
工作量证明是比特币等一些加密货币中使用的一种共识算法，其中节点竞争解决复杂的数学难题以创建新的区块。第一个成功解决问题的节点将获得奖励，以激励参与该过程。
节点充当区块链的保护者，因为它们不仅持有整个分类账的副本，而且还验证新交易并维持参与者之间的共识。
权益证明
权益证明是区块链技术中用于验证交易和创建新区块的一种共识算法。在 PoS 中，节点“质押”其部分加密货币资产以参与验证过程。根据共识算法的实施，质押额较大的节点被选中验证交易的概率可能更高。
委托权益证明
最后但同样重要的一点是，委托权益证明是区块链技术中用于验证交易和创建新区块的共识算法。
DPoS 是 PoS 的一种变体，其中网络参与者选择有限数量的可信节点（称为委托人或验证者）来验证交易并维护区块链。这种方法旨在提高可扩展性和效率，同时仍保持去中心化和安全性。
中世纪士兵组成的史诗入侵军队穿过森林。
区块链网络的稳健性可以归因于几个关键特性，例如抗女巫攻击 (Sybil Resistance)、抗审查能力 (Recensorship Resistance) 和抗拜占庭故障能力 (Byzantine Fault Resistance)。
抵抗女巫攻击
抵抗女巫攻击是指系统抵御恶意行为者创建多个虚假身份（称为女巫攻击节点）破坏网络的能力。区块链网络中的节点通过执行严格的加入和参与网络的规则和协议来增强抵抗女巫攻击的能力。例如，在基于 PoW 的区块链（如比特币）中，节点需要解决复杂的数学问题才能创建新的区块并验证交易，这需要强大的计算能力。这一要求为女巫攻击设置了进入门槛，因为控制大多数节点的成本非常高，而且需要大量资源。
抵制审查
抗审查性包括系统阻止外部力量或当局压制或更改信息的能力，以及防止任意排除参与者的能力。在区块链网络中，节点通过维护账本的独立副本并通过共识机制验证新交易来促进抗审查性。这种去中心化方法确保没有任何单个节点或节点组可以单方面更改区块链上的数据，因为更改需要得到网络中大多数节点的批准。这种设计使外部力量极难操纵或控制网络内的信息流。
区块链网络中的拜占庭故障抵抗
在区块链网络中，拜占庭故障抵抗在维护系统的安全性和稳定性方面起着至关重要的作用。拜占庭故障是分布式计算系统中的一种情况，其中组件可能会发生故障，并向不同的观察者呈现不同的症状，这使得网络难以就故障组件的状态达成共识。拜占庭容错是分布式系统在存在此类故障的情况下继续正常运行的能力。
在区块链网络中，节点必须就交易有效性和分布式账本状态达成共识。由恶意行为者或无意故障引起的拜占庭故障对共识和区块链完整性提出了挑战。
拜占庭错误这一术语源于拜占庭将军问题，它描述了分布式系统中达成共识的困难。它本质上是一个博弈论问题，描述了分散各方在不依赖可信中央方的情况下达成共识的困难。想象一下将军决定进攻还是撤退。集体决策至关重要，因为不协调的行动会导致灾难。不忠诚的将军可能会投票支持破坏策略。而且，不同的位置和不可靠的沟通渠道使情况进一步复杂化。
去中心化系统必须达成共识，即使存在故障或恶意组件以及不可靠的通信渠道。拜占庭容错使分布式系统能够在此类故障中正常运行。
反思节点的作用
节点是区块链网络的骨干，提供维护分布式账本、验证交易、确保稳定性和安全性等基本功能。
区块链网络由节点驱动，具有去中心化的特性，可实现非中介活动和交易，确保没有任何单个节点或一方可以充当区块链上的守门人或审查信息。通过理解节点在提供 Sybil Resistance、审查抵抗和拜占庭故障抵抗方面所起的作用，我们可以认识到区块链技术的弹性和潜力。这为持续创新铺平了道路，使我们能够充分利用区块链技术的潜力，并推动其对各个行业的变革性影响。
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