Hvad er en Ethereum-knude, og hvordan fungerer den

Hvad er vigtigheden af ​​en Ethereum-knude i blockchain, og hvordan interagerer den med andre?

Ethereum er faktisk ikke en kryptovaluta, men et decentraliseret P2P-netværk baseret på en offentlig og open source computerprotokol. 

Dens oprindelige kryptovaluta er Ether (ETH), selvom den ofte kaldes ved navnet på hele netværket, som er Ethereum. 

P2P-netværk, eller peer-to-peer-netværk, består af peer-noder, der kommunikerer med hinanden via internettet. Det er således knudepunkterne, der er de grundlæggende bestanddele af disse netværk. 

Derfor er de grundlæggende bestanddele af Ethereum dets noder, som danner P2P-netværket, og naturligvis den protokol, som de er baseret på. 

For at være en del af Ethereum P2P-netværket, og for at interagere med andre noder, skal en Ethereum-node overholde sin grundlæggende protokol til punkt og prikke, som selvfølgelig skal være helt identisk for alle noder, ellers vil den blive udelukket fra netværket sig selv. 

Driften af ​​en Ethereum-knude

Ethereum-noder er computere eller servere, der er forbundet til internettet, og hvorpå der kører speciel software. 

Denne software i jargonen kaldes en netværksklient, og den er helt afgørende for at køre en node. Det er netop denne software, der forbinder med de andre noder i P2P-netværket, og som skal overholde Ethereum-protokollen til punkt og prikke. 

Det mærkelige er, at da protokollen er offentlig og åben kildekode, kan enhver lave en netværksklient til at køre en node på Ethereum-netværket. 

Det vigtige er, at klienten overholder alle reglerne i protokollen, for hvis den ikke gør det, vil den ikke være kompatibel med de andre noder, og ender med at blive udelukket på forhånd fra selve netværket. 

I øjeblikket er der kun 4 klienter, der er mest i brug, for selvom der er mange, bliver de fleste brugt meget lidt. 

Der skal dog skelnes mellem Consensus Clients og Execution Clients. 

Execution Clients er knudepunkterne i det såkaldte "Execution Layer" (EL) af Ethereum, dvs. dem, der er afledt af den tidligere Proof-of-Work (PoW)-baserede protokol. 

Den klart mest udbredte eksekveringsklient er den historiske Geth, som har eksisteret længe og er den ubestridte leder af netværket baseret på den gamle protokol. Dette følges, men med langt lavere procenter, af Erigon, Nethermind og Besu. 

Siden Ethereum-protokollen skiftede til Proof-of-Stake (PoS) med fusionen den 15. september, er det såkaldte "Consensus Layer" (CL) blevet tilføjet med forskellige klienter. 

I tilfældet med CL-kunder er der mere diversitet, med Prysm på 42%, Lighthouse på 36% og Teku på 18%. Herefter følger Nimbus med kun 3 pct. 

Alle disse software er open source, frit og frit at downloade af alle. 

Hvad netværksknuder gør

Med tiden har nodernes funktion udviklet sig. 

Oprindeligt gjorde de alt, det vil sige, at den eneste eksisterende software på Ethereum-netværket var noderne. 

Med andre ord: 

• de sikrede og kontrollerede blockchain 
• de udgravede blokkene med PoW 
• de bekræftede, at alle blokke og transaktioner var i overensstemmelse med protokollen
• de udførte smarte kontrakter
• de fungerede som tegnebøger ved at muliggøre afsendelse og modtagelse af tokens. 

Men med tiden mistede de noget funktionalitet. 

De mistede især funktionaliteten til mineblokke, fordi der krævedes mere strømlinet og hurtigere software for at gøre dette med succes. Der blev således udviklet ad hoc-software til minedrift. 

Teoretisk set kan de stadig bruges som punge, men de er meget ubelejlige. Faktisk er næsten alle tegnebøger, der er almindeligt brugt, ikke noder. 

Faktum er, at en node skal sikre og verificere blockchain, som er en næsten 350 GB fil, hvor alle transaktioner på Ethereum i historien er blevet registreret, som en node skal tjekke én efter én. 

Så over tid er noder endt med at gøre hovedsageligt to ting: På den ene side beskytter og verificerer de blockchain eller transaktionsledger, og på den anden side udfører de instruktionerne i smarte kontrakter. 

Skiftet til PoS

Flet, med skiftet til PoS, har ændret tingene. 

Faktisk eliminerede opgivelsen af ​​PoW behovet for at mine blokke, så Ethereum-minearbejdere forsvandt simpelthen eller flyttede til andre blockchains, der stadig var baseret på PoW. 

Men da det ikke længere var minearbejderne, der lavede blokkene med transaktioner, der skulle føjes til blockchain, skulle der oprettes anden software for at validere blokkene. 

Sådan software er de nye Consensus Layer-klienter, nemlig specifikt Prysm, Lighthouse, Teku og Nimbus. 

Disse CL-noder validerer blokke nu, hvor minearbejderne ikke længere gør det. 

PoS er dog baseret på staking, så CL-noder har også ETH-tokens sat i staking. 

Consensus Layer er baseret på en ny blockchain, kaldet Beacon Chain og baseret på PoS, hvorpå ETH-tokens kan satses på de relevante noder, så PoS kan udføres. Det gamle Execution Layer bruger den gamle PoW-baserede blockchain, men uden flere nye blokke tilføjet, da transaktioner nu kun registreres på den nye Beacon Chain. 

Opsætning af en Ethereum-node

Betjeningen af ​​en node er forholdsvis enkel. Faktisk skal klienten, når den først er installeret, blot lades arbejde forbundet til internettet. 

Installationen er dog ikke en triviel sag. 

Først, når klienten er installeret, skal den downloade hele blockchain og verificere det hele, transaktion for transaktion. Denne proces viser sig at være særlig lang. 

Når det først er installeret, skal det også konfigureres, så det kan oprette forbindelse til andre noder, ellers viser det sig at være effektivt udelukket fra P2P-netværket. 

Sidstnævnte er en teknisk proces, der kræver et minimum af ekspertise. Den egner sig således ikke til dem, der kun tager deres første skridt på området, ikke mindst fordi det kræver it- og systemkompetencer. 

Det er endnu mere kompliceret i tilfælde af en CL-knude, fordi da den skal beskytte mindst 32 ETH i staking, gør det sikkerhedsproblemet endnu mere relevant. 

Sikkerhed

Sikkerheden af ​​en node er afgørende for at lade den fungere korrekt, fordi den har en indbygget tegnebog, og i tilfælde af CL noder holder den ETH i staking. 

Det eneste store problem i tilfælde af et brud er det mulige tyveri af midler, for selv hvis det blev angrebet eller revnet, ville hele netværket ikke blive påvirket. 

Da de kan være genstand for tyveri af midler, er et højt beskyttelsesniveau for de maskiner og netværk, som det kører på, afgørende. 

Et noget mere kompliceret spørgsmål er P2P-netværkssikkerheden. 

Da dette er afhængigt af sine egne noder, kan netværket selv have problemer, hvis mange af dem skulle brydes. Den mulige krænkelse af en enkelt node, eller et begrænset antal noder, skaber ikke de store problemer for netværket, men hvis mange bliver krænket, kan problemerne også være meget alvorlige. 

Det er derfor, det ville være nødvendigt at bruge flere klienter til enhver tid, for i tilfælde af, at en har en fejl eller sårbarhed, er det svært for de andre klienter også at have dem. 

Hvad angår udførelseslaget, er Geth nu så veldokumenteret, at det næppe ser ud til at have nogen alvorlige problemer. Alligevel er det stadig nyttigt, at der også er andre klienter at bruge i det hypotetiske tilfælde af et problem i Geth. 

I modsætning hertil er sagen anderledes for klienterne til konsensuslaget, da de faktisk kun har været i et i få måneder.