Что такое ноды и зачем они нужны

Может ли машина написать симфонию? Превратить кусок холста в шедевр искусства? Без участия человека — нет, но часто мы приравниваем машины к людям термином «нода». Сказать, что майнер — это нода, всё равно что водителя назвать автомобилем. Водитель как минимум не весит несколько тонн, а как максимум не движется 60 км/ч. Чтобы разобраться, что такое нода, мы расскажем о её значениях и роли в транзакциях между пользователями.

Как работает блокчейн биткоина

Биткоин — первая криптовалюта, идея которой заключается в создании децентрализованной системы, где пользователи могут совершать сделки друг с другом без участия третьей стороны. Благодаря криптовалюте, из цепочки исключаются наблюдатели за транзакциями в виде банков и государства. Сами сделки записаны в виде особого кода — хеша. Система биткоина автоматически вносит зашифрованные транзакции в новый блок данных. В нём же хранятся записи об операциях из предыдущего блока и так цепочка идёт до самого первого из них. Эта цепь из блоков называется блокчейн. 

Чтобы добавить блок в цепочку, нужно расшифровать хеши, которые система вложила в него. Для этого майнеры используют специальные аппараты — асики, которые перебирают возможные хеши в блоке. Как только асик создаст новый блок, все транзакции в нём будут выполнены и в дальнейшем их будет невозможно изменить или подделать — для этого придётся переписывать всю цепочку. Сами майнеры получают за создание нового блока награду в виде криптовалюты. 

Вся сеть биткоина работает по системе Proof of Work (PoW), в которой право на создание нового блока получают те, кто использует вычислительные мощности своих аппаратов. Скорость их создания зависит от двух величин: сложность создания нового блока и общие вычислительные мощности майнеров. Чем выше сложность, тем медленнее майнеры добывают блок, чем больше вычислительные мощности, тем быстрее. Система биткоина автоматически отслеживает общий уровень всех вычислительных мощностей в сети и понижает или повышает сложность добычи так, чтобы блок в среднем добывали раз в 15 минут.    

Зачем нужны ноды

Ноды — сервера для операций в сети блокчейна. В реальном мире есть банки, которые записывают все изменения вашего счета, финансовые операции с ним. Ноды — по сути те же банки, хранящие все записи с транзакциями у себя, с одним ключевым отличием — серверов несколько десятков тысяч. Чтобы система оставалась децентрализованной, существует огромное количество нод и все они работают в связке друг с другом, автономно.

Важно разграничить понятия ноды и майнера. Само слово «нода» пошло от английского «node», которое часто переводят как узел. У «node» есть синоним, перевод которого более уместен и понятен — «unit». Он означает единицу какой-то структуры. Нода — это аппараты, которые подключены к блокчейну, например биткоина, и взаимодействует с ним. Они следят за тем, чтобы содержимое блоков криптовалюты соответствовало соглашению пользователей, а за добычу блоков начисляли награду. Майнер — это человек, который использует оборудование для добычи криптовалюты. Он добывает блоки и получает криптовалюту. В первом случае мы говорим о технике и оборудовании, во втором — про человека, использующего оборудование. Без нод не было бы майнинга и криптовалюты как таковой. 

Ноды — подключенные к блокчейну криптовалюты с системой Proof of Work устройства, которые хранят данные о всех блоках или части из них. Они отвечают за выдачу вознаграждений майнерам, соответствие сделок и новых блоков правилам сети. 

Правил много, например сделки должны быть зашифрованы особой системой кодировки sha-256, для совершения сделки на балансе кошелька должна быть сумма, которую стороны указали в условиях и т.д. Ноды не пропускают операции и блоки, не соответствующие условиям сети. Сделку не пропустят, если хеш операции записан с помощью кода, которого нет в соглашении пользователей. Не пропустят и выполненную ранее транзакцию, которую пытаются встроить в новый блок. 

В отличие от серверов банков, ноды децентрализованы, более того, они контролируют друг друга. Ноды следят за новыми блоками и сделками, которые пропускают другие ноды и сравнивают их со своими протоколами. Если протоколы совпадают — сделка одобрена, если нет — отклонена. Без нодов майнеры бы не получали вознаграждение за создание блоков, а убыточных сделок и афер в сети биткоина было бы в разы больше, так что по сути, ноды работают ещё и как фильтр сделок.   

Виды криптовалютных нодов 

Полные ноды

Полные ноды — это аппараты, которые хранят на себе весь блокчейн биткоина, начиная с первого блока. Они проверяют новые блоки и транзакции на соответствие условиям сети. Этот же вид нод отвечает пропуск транзакций в новый блок и выдачу биткоинов за его создание. Полные ноды создают через Bitcoin Core, скачивая работающие версии прошивки и всю цепочку блоков биткоина. Чем больше полных нод в сети, тем более децентрализована система биткоина.  

Облегчённые ноды 

Ноды с ограниченными функциями, в сравнении с полными нодами. Они хранят только названия блоков, а не все транзакции и могут подтверждать операции между пользователями, если те соответствуют протоколу сети. Однако в случае если транзакция противоречит протоколу, облегченная нода не сможет с ней ничего сделать, она просто будет висеть до решения от полной ноды. Облегчённые ноды хранят меньше информации и служат для разделения нагрузки с полными нодами.

Иногда выделяют ноды майнеров, которые занимаются подтверждением транзакций, но обычно эти устройства называют асиками или майниговыми аппаратами. Такая терминология понятнее для других людей и помогает избежать путаницы в определениях. 

15 апреля 2025 года в сети работает почти 22 тысячи нод, 19 тысяч из которых полные. Узнать статистику в реальном времени можно здесь. 

Место нод в биткоине

Благодаря нодам биткоина, его сеть и блокчейн защищены от сделок, нарушающих договор между пользователями, а майнеры получают вознаграждение за создание блоков. Чем больше нод в сети, тем меньше вероятность того, что владельцы полных нод монополизируют контроль над сетью и начнут пропускать мошеннические транзакции. Работа нод устроена так, что если одна нода из десятков тысяч нашла ошибку в сделке, а другие ноды нет — вся транзакция отменяется. Таким образом, чем больше нод, тем выше безопасность сети и тем спокойнее участники рынка биткоина.