什麼是以太坊節點及其工作原理

以太坊節點在區塊鏈中的重要性是什麼？它如何與其他節點交互？

以太坊實際上不是一種加密貨幣，而是一種基於公共和開源計算機協議的去中心化 P2P 網絡。 

它的原生加密貨幣是以太幣 (ETH)，儘管它通常被稱為整個網絡的名稱，即以太坊。 

P2P 網絡或對等網絡由通過 Internet 相互通信的對等節點組成。 因此，節點是這些網絡的基本組成部分。 

因此，以太坊的基本組成部分是它的節點，它們形成了 P2P 網絡，顯然還有它們所基於的協議。 

為了成為以太坊 P2P 網絡的一部分，並與其他節點交互，以太坊節點必須嚴格遵守其基本協議，當然所有節點都必須完全相同，否則它將被排除在網絡之外本身。 

以太坊節點的運作

以太坊節點是連接到互聯網並運行特殊軟件的計算機或服務器。 

這個軟件用行話來說叫做網絡客戶端，是運行節點必不可少的。 正是這個軟件與 P2P 網絡中的其他節點連接，並且必須嚴格遵守以太坊協議。 

奇怪的是，由於該協議是公開的和開源的，任何人都可以創建一個網絡客戶端來運行以太坊網絡上的一個節點。 

重要的是客戶端遵守協議的所有規則，因為如果不遵守，它將與其他節點不兼容，最終被先驗地排除在網絡本身之外。 

目前只有 4 個最常用的客戶端，因為雖然有很多，但是大部分用的很少。 

但是，必須區分共識客戶端和執行客戶端。 

執行客戶端是所謂的以太坊“執行層”（EL）的節點，即那些源自以前基於工作量證明（PoW）的協議的節點。 

到目前為止，使用最廣泛的執行客戶端是歷史悠久的 Geth，它已經存在了很長時間，是基於舊協議的網絡無可爭議的領導者。 其次是 Erigon、Nethermind 和 Besu，但百分比要低得多。 

自從以太坊協議在 15 月 XNUMX 日的合併中切換到股權證明 (PoS) 以來，添加了所謂的“共識層”(CL)，具有不同的客戶端。 

在 CL 客戶端的情況下，有更多的多樣性，Prysm 佔 42%，Lighthouse 佔 36%，Teku 佔 18%。 緊隨其後的是 Nimbus，只有 3%。 

所有這些軟件都是開源的，所有人都可以免費免費下載。 

網絡節點做什麼

隨著時間的推移，節點的功能已經發展。 

最初，他們什麼都做，也就是說，以太坊網絡上唯一存在的軟件是節點。 

換一種說法： 

• 他們保護並控制了區塊鏈 
• 他們用 PoW 開採區塊 
• 他們驗證了所有區塊和交易是否符合協議
• 他們執行智能合約
• 他們通過啟用發送和接收令牌來充當錢包。 

然而，隨著時間的推移，它們失去了一些功能。 

特別是，他們失去了挖掘區塊的功能，因為需要更精簡和更快的軟件才能成功完成這項工作。 因此，開發了專門的軟件 採礦. 

從理論上講，它們仍​​然可以用作錢包，但非常不方便。 事實上，現在幾乎所有廣泛使用的錢包都不是節點。 

事實上，一個節點必須 保護和驗證區塊鏈， 這是一個近350GB的文件，裡面記錄了以太坊歷史上所有的交易，需要節點逐一核對。 

所以隨著時間的推移，節點最終主要做了兩件事：一方面，它們保護和驗證區塊鍊或交易分類賬， 另一方面，他們執行智能合約中包含的指令。 

向 PoS 的轉變

合併，隨著轉向 PoS，事情發生了變化。 

事實上，PoW 的放棄消除了挖區塊的需要，所以以太坊礦工乾脆消失了，或者轉移到其他仍然基於 PoW 的區塊鏈。 

但是當不再是礦工創建帶有交易的區塊以添加到區塊鏈時，必須創建其他軟件來驗證區塊。 

此類軟件是新的共識層客戶端，特別是 Prysm、Lighthouse、Teku 和 Nimbus。 

現在，這些 CL 節點驗證礦工不再做的區塊。 

然而，PoS 是基於質押的，因此 CL 節點也持有用於質押的 ETH 代幣。 

共識層基於一個新的區塊鏈，稱為 Beacon Chain 並基於 PoS，在該區塊鏈上可以將 ETH 代幣抵押在相關節點上，以便進行 PoS。 舊的執行層使用舊的基於 PoW 的區塊鏈，但沒有添加更多的新塊，因為交易現在只記錄在新的信標鏈上。 

設置以太坊節點

節點的操作比較簡單。 事實上，安裝後，客戶端只需連接到 Internet 即可工作。 

但是，安裝不是一件小事。 

首先，安裝客戶端時，它必須下載整個區塊鏈並逐筆驗證。 事實證明這個過程特別漫長。 

此外，一旦安裝，就必須對其進行配置，以便它可以連接到其他節點，否則它會被有效地排除在 P2P 網絡之外。 

後者是一個技術過程，需要最少的專業知識。 因此，它不適合那些剛剛在該領域邁出第一步的人，尤其是因為它需要 IT 和系統技能。 

在 CL 節點的情況下，它甚至更加複雜，因為它必須在質押中保護至少 32 ETH，這使得安全問題更加相關。 

安全性

節點的安全性對於使其正常運行至關重要，因為它有一個內置錢包，對於 CL 節點，它持有 ETH 抵押。 

一旦發生破壞，唯一的主要問題是可能會盜取資金，因為即使遭到攻擊或破解，也不會影響整個網絡。 

由於它們可能會被盜竊資金，因此對其運行的機器和網絡進行高度保護至關重要。 

一個更複雜的問題是 P2P 網絡安全。 

由於這依賴於它自己的節點，如果其中許多節點被破壞，網絡本身可能會出現問題。 可能違反單個節點或有限數量的節點不會對網絡造成重大問題，但如果違反多個節點，問題也可能非常嚴重。 

這就是為什麼必須始終使用多個客戶端的原因，因為如果一個客戶端出現錯誤或漏洞，其他客戶端就很難同時擁有它們。 

就執行層而言，Geth 現在已經得到充分證明，似乎不太可能出現任何嚴重問題。 即便如此，在 Geth 中出現問題的假設情況下，還有其他客戶端可以使用，這仍然很有用。 

相比之下，對於共識層的客戶端，情況就不同了，因為他們實際上只在一起幾個月。