Die Verwendung der Blockchain, eines Decentralized Public Ledgers, war eines der Schlüsselelemente der sogenannten Bitcoin-Revolution. Diese Neuerung erlaubte es, alle Transaktionen direkt und dezentral durchzuführen. Es bedeutete aber auch, dass die Community der Bitcoin-Enthusiasten zur Aufrechterhaltung des Netzwerks beitragen musste. Ein Großteil dieser Aufgabe wird durch den Betrieb von Nodes/Netzwerkknoten erfüllt.
In diesem Leitfaden wird die Bedeutung von diesen Bitcoin-Netzwerkknoten in der Blockchain-Technologie behandelt. Wir werden uns auch ansehen, was Dezentralisierung wirklich für die Kryptosphäre bedeutet. Und wir werden untersuchen, ob der Betrieb von Mining Nodes immer noch so eine ertragreiche Tätigkeit ist.
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Das erwartet dich in diesem Artikel:
- Warum sind Bitcoin Nodes wichtig?
- Verwendung eines Konsensalgorithmus
- Was ist Hash-Mining?
- Arten von Bitcoin Nodes
- Warum solltest du dir überlegen eine Node zu betreiben?
- Grundlagen zur Einrichtung einer Node
- Bitcoin Node-Anbieter
- Netzwerkknoten sind wesentlicher Bestandteil einer jeden Blockchain
- Häufig gestellte Fragen
Warum sind Bitcoin Nodes wichtig?
Die Bedeutung der Dezentralisierung ist nicht zu unterschätzen. Es handelt sich um eines der Elemente, die Krypto zu einer Alternative zum traditionellen Finanzsystem gemacht haben. Bitcoin und die meisten anderen Netzwerke werden nicht von einer Entität kontrolliert – stattdessen liegt die Kontrolle bei den Mitgliedern der Community in einem verteilten Netzwerk.
Es ist die Aufgabe dieser Community, für die reibungslose Funktion des Netzwerks sorgen. Validatoren bestätigen die Transaktionen und stellen dadurch sicher, dass diese nicht rückgängig gemacht werden können und niemand das Netzwerk für Betrug missbraucht.
Für diese Verifizierung stellen die Validatoren die Rechenleistung ihrer Computer zur Verfügung. Es handelt sich hierbei um den Proof-of-Work-Mechanismus, der bei älteren Blockchain-Netzwerken wie dem von Bitcoin üblich ist. Dabei wird die Rechenleistung nicht nur eingesetzt, um Transaktionen zu überprüfen, sondern auch um neue Coins zu prägen und Belohnungen auszuschütten.
Die Nodes enthalten meist eine vollständige Kopie der gesamten Blockchain. Auf diese Weise funktioniert sie wie ein universelles Ledger-System. Die Transaktionsinformationen im Netzwerk können von jedem und zu jedem Zeitpunkt der Geschichte überprüft werden. So kann die Legitimität aller Transaktionen nachgeprüft werden.
Die Netzwerkknoten werden zur Übermittlung von Transaktionensinformationen genutzt. Letztendlich tragen sie dazu bei, einen Konsens zwischen den Blockchain-Nutzern zu erzielen. Das ist der sogenannte Konsensalgorithmus. Nodes funktionieren hier wie ein Regelwerk und sind Punkte im Netzwerk, an denen Informationen erstellt, empfangen und übertragen werden.
Verwendung eines Konsensalgorithmus
Da es keine zentrale Instanz gibt, die Transaktionen auf der dezentralen Blockchain überprüft, geschieht dies durch die Node-Validatoren. Der Konsensalgorithmus nimmt die Informationen aller Bitcoin-Netzwerkknoten auf und stellt sicher, dass diese übereinstimmen. Dies gewährleistet die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Netzwerktransaktionen.
Blöcke sind große Datenpakete, die der Blockchain hinzugefügt werden. Die Miner bestätigen nicht eine Transaktion nach der anderen, vielmehr enthalten die Blöcke die Informationen über eine große Anzahl dieser Transaktionen. Ein Block ist vollständig, sobald alle Daten zu einer Transaktion validiert wurden. Erst anschließend kann ein weiterer Block hinzugefügt werden. Die Nodes garantieren, dass die in einem Block erfassten Informationen die einzige wahrheitsgemäße Version der Ereignisse sind.
Doch was springt für die einzelnen Krypto-Nutzer raus, wenn sie an diesem System teilnehmen? Viele Krypto-Nutzer fungieren als Miner auf öffentlichen Blockchains. Die Miner sind dafür verantwortlich, den “Hash” der Transaktion zu erstellen. Dabei handelt es sich um eine Kennung, die ähnlich funktioniert wie die Nummer auf einer Quittung. Um einen Hash zu erzeugen, müssen die Miner ein komplexes mathematisches Problem lösen.
Was ist Hash-Mining?
Ziel des Krypto-Minings ist es, Transaktionen so schnell wie möglich zu bestätigen. Die Geschwindigkeit und Genauigkeit dienen sowohl dem Netzwerk als auch den einzelnen Minern. Es gilt, eine bestimmte Antwort auf ein mathematisches Problem zu finden. Daher bedeutet eine höhere Anzahl von Minern und eine größere Rechenleistung auch, dass das Netzwerk schneller eine Antwort erhält.
Mining Nodes haben die gleichen Eigenschaften wie Full Nodes oder erhalten ihre Informationen von anderen Netzwerkknoten. Für das Erledigen ihrer zusätzlichen Aufgabe erhalten sie mit jedem neu geminten Block Krypto-Belohnungen.
Die meisten Miner im Netzwerk verwenden ASIC (Application Specific Integrated Circuits oder Anwendungsspezifische integrierte Schaltung). Hierbei handelt es sich um spezielle Computer, die darauf ausgelegt sind, Hashes so schnell wie möglich zu berechnen. Je mehr Hashes pro Sekunde berechnet werden, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die für den Abschluss einer Transaktion erforderliche Antwort gefunden wird.
Eine höhere Hash-Rate bedeutet, dass man mehr Hashes pro Sekunde berechnen kann. Die Miner nehmen einen Datenblock und verwenden diesen als Input für die Hash-Funktion, mit der sie arbeiten. Der Miner gewinnt die Belohnung, wenn der Hashwert niedriger ist als die Netzwerkschwierigkeit. Ist das nicht der Fall, berechnet der Miner weitere Hashes. Wenn die Transaktion bestätigt wird, wird sie der Blockchain hinzugefügt und ein Teil der neu geprägten Kryptowährung geht als Belohnung an den Miner.
Arten von Bitcoin Nodes
Wir wissen jetzt, dass Nodes oder Netzwerkknoten Computer innerhalb eines Netzwerks sind, die Informationen empfangen und weitergeben. Diese Informationen werden für die Aufrechterhaltung der Integrität und Sicherheit des Netzwerks verwendet.
Die Nodes selbst können jedoch unterschiedliche Eigenschaften haben. Diese beziehen sich in der Regel auf ihre Leistung innerhalb des Netzes und ihre Fähigkeiten. Schauen wir uns die wichtigsten Arten von Netzwerkknoten an.
Archival Full Nodes
Die Full Nodes bilden das Herzstück des Blockchain-Netzwerks. Sie sind vor allem deshalb wichtig, weil sie Governance-Rechte bieten. Damit ein Vorschlag angenommen wird, ist eine Mehrheit der Node-Stimmen erforderlich. Außerdem kann diese Mehrheit zur Gründung einer Hard Fork führen.
Im Gegensatz zu anderen auf der Liste zeichnen Archival Full Nodes die gesamte Blockchain auf und notieren die Details jeder einzelnen Transaktion. Die Validierung von Nodes und die Aufrechterhaltung des Konsenses sind ihre primären Verwendungszwecke. Einige Archival Full Nodes können Blöcke zu den Netzwerken hinzufügen, während andere dies nicht können.
Light Nodes
Light Nodes oder Lightweight Nodes sparen Speicherplatz, indem sie nur ausgewählte Informationen herunterladen. Sie werden für die SPV (Simplified payment verification oder vereinfachte Zahlungsverifizierung) verwendet. Die Light Nodes sind ohne die Archival Full Nodes unbrauchbar.
Pruned Full Nodes
Auch Pruned Full Nodes sorgen für freien Speicherplatz, allerdings indem sie ältere Blöcke löschen. Letztendlich halten die Pruned Full Nodes nur die neuesten Transaktionen auf der Grundlage der vom Eigentümer festgelegten Speicherspezifikationen fest.
Mining Nodes
Mining Nodes bestätigen die Transaktionen, die für die Erstellung neuer Datenblöcke erforderlich sind. Um diese Aufgabe zu erfüllen, sollten die Mining Nodes entweder Archival Full Nodes sein oder sie beschaffen sich die Informationen von einem anderen Bitcoin-Netzwerkknoten. Im Gegensatz zu regulären Nodes erhalten Miner auch Belohnungen für den zusätzlichen Nutzen, den sie für die Blockchain erbringen.
Authority Nodes
Authority Nodes sind für zentralisierte Blockchains von Nutzen. Beim Delegated-Proof-of-Stake-System, als Beispiel, stimmen die Nutzer des Netzwerks darüber ab, wer den nächsten Block validieren darf. Im Falle der Authority Nodes hingegen, wählen die Eigentümer der Netzwerke die Validatoren für Transaktionen aus. Rein technisch gesehen verfügen diese Netzwerkknoten über die gleichen Eigenschaften wie Full Nodes.
Masternodes
Masternodes sind ähnlich wie Full Nodes, können aber keine Blöcke zum Netzwerk hinzufügen und dienen nur der Überprüfung und Aufzeichnung von Transaktionsinformationen. In diesem Fall verdienen die Besitzer des Masternodes, ähnlich wie Miner, Belohnungen, die in dem nativen Token des Netzwerks ausgezahlt werden.
Lightning Nodes
Lightning Nodes erleichtern Off-Chain-Transaktionen, indem sie die Nutzer der Blockchain mit außenstehenden Nutzern verbinden. Transaktionen, die auf diese Weise durchgeführt werden, sind in der Regel schnell, billig und sicher. Lightning Nodes haben erheblich dazu beigetragen, die Kosten für die Nutzung von Netzwerken wie Bitcoin zu senken.
Warum solltest du dir überlegen eine Node zu betreiben?
Der Betrieb von Bitcoin-Netzwerkknoten spielt in erster Linie für das reibungslose Funktionieren eines Blockchain-Netzwerks eine wichtige Rolle. Im Gegensatz zu Minern verdienen Netzwerkknoten keine finanziellen Belohnungen. Das bedeutet jedoch nicht, dass die Tätigkeit an sich nicht sowohl für den Einzelnen als auch für die Gemeinschaft Vorteile mit sich bringt.
Zunächst einmal erhöht das Betreiben einer eigenen Node die Sicherheit für die eigenen Transaktionen. Dies verschafft dir eine viel größere Autonomie. Es besteht keine Notwendigkeit, die Dienste eines Drittanbieters in Anspruch zu nehmen. Und natürlich bedeutet dies eine viel größere Kontrolle über dein Geld als in einem klassischen Finanzsystem.
Außerdem trägst du zur Sicherheit des Blockchain-Netzwerks bei. Ohne Menschen, die diese Arbeit leisten, würde Bitcoin einfach nicht existieren!
Doch damit ist nicht genug: Du kannst dich auch am Governance-Prozess beteiligen. Du hast also ein echtes Mitspracherecht, z.B. bei Systemaktualisierungen. Und im Falle einer Fork/Abspaltung hast du im neuen Netzwerk Anspruch auf eine deinem bereits vorhandenen Guthaben entsprechende Summe der neuen Währung.
Zwar wirst du womöglich dein technisches Wissen vertiefen müssen, aber es wird dich freuen zu hören, dass der Betrieb einer Node recht erschwinglich ist. Im Gegensatz zur Aufgabe eines Krypto-Miners sind keine teuren Supercomputer erforderlich. Ein erschwinglicher Computer, eine starke Internetverbindung und die Bereitschaft, einige technische Aspekte zu lernen, sind die einzigen Voraussetzungen.
Doch Rechenleistung ist nicht nur eine Voraussetzung für die Ausgabe neuer Coins. Je höher die Rechenleistung ist, desto höher ist auch die Sicherheit des Netzwerks. Dadurch wird die Möglichkeit, das Netzwerk zu hacken also wesentlich erschwert. Außerdem wird damit Satoshi Nakamotos ursprüngliche Vision eines wirklich dezentralen Netzwerks aufrechterhalten.
Grundlagen zur Einrichtung einer Node
Eine eigene Bitcoin-Full-Node zu betreiben, kann eine bereichernde Erfahrung sein. Du kannst damit nicht nur selbst am Aufbau des Krypto-Ökosystems teilnehmen, sondern auch neue technische Kenntnisse erwerben. Da es Reihe von technischen Aspekten gibt, die ein höheres Maß an Sorgfalt erfordern, solltest du einige Elemente beachten.
Zunächst einmal gibt es einige Mindestanforderungen für den Betrieb eines Bitcoin-Netzwerkknoten. Wie bereits erwähnt, gibt es im Allgemeinen jedoch keine außergewöhnlichen Anforderungen an die Rechenleistung.
Du benötigst:
- Einen Computer mit einer aktuellen Version von Windows, Linux oder macOS
- Mindestens 2 GB RAM und 200 GB freien Speicherplatz
- Eine Internetverbindung ohne Datenlimit und mindestens sechs Stunden pro Tag, in denen die Node laufen kann.
Der Raspberry Pi ist das beliebteste Gerät, das für den Betrieb einer Bitcoin Node verwendet wird. Es handelt sich um einen kleinen, erschwinglichen Computer mit genügend Speicherplatz und Rechenleistung für diese spezielle Aufgabe. Jetzt brauchst du nur noch die Hardware anzuschließen und das Betriebssystem sowie die Bitcoin-Software zu installieren und schon ist deine Node betriebsbereit.
Bitcoin Node-Anbieter
Die Anbieter von Bitcoin Nodes stellen eine Alternative zum Nodebetrieb als Einzelpersonen dar. Diese Anbieter bieten APIs an, mit denen Entwickler automatisierte Arbeitsabläufe für die Verwaltung eines Netzwerkknotens erstellen können.
Wie bereits erwähnt, gibt es bei der Einrichtung einer Node einige Themen, mit denen sich die Benutzer vielleicht nicht befassen wollen oder können. So ein “Bitcoin Node Service” bietet die erforderliche Infrastruktur und vereinfacht dadurch die Aufgabe, vor der angehende Miner stehen. Cloud-Mining als Beispiel ist durch solche Dienste möglich.
Diese Unternehmen können je nach Anforderungen des Kunden Zugang zu Blockchain-Netzwerken wie Bitcoin, Ethereum, Monero und anderen bieten. Ihre Dienste ermöglichen es den Nutzern, jederzeit auf die Blockchain-Informationen zuzugreifen.
Die Kostenfaktoren solcher Dienste stehen in Verbindung mit den Aufwendungen für die Einrichtung der Node (Personal, Hardware, Software usw.) und den einhergehenden Betriebskosten. Es gibt eine Reihe sehr beliebter Node-Anbieter wie Infura, GetBlock und Alchemy. Diese Unternehmen genießen einen guten Ruf und verfügen über eine große Zahl von Nutzern.
Netzwerkknoten sind wesentlicher Bestandteil einer jeden Blockchain
Die Blockchain-Technologie bietet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Einer der wichtigsten Grundsätze dabei ist jedoch der Erhalt eines dezentrales Systems. Um dies zu Gewährleisten, ist das Netzwerk auf die Unterstützung regelmäßiger Nutzer angewiesen, die zur Funktion des Systems beitragen. Diese Nutzer können über wichtige Fragen innerhalb des Netzwerks abstimmen und erhalten Belohnungen für ihre Bemühungen.
Der Proof-of-Work-Mechanismus mag vor allem wegen Umweltbedenken in die Kritik geraten sein. Und ja, es stimmt, dass der Betrieb eines solchen Systems eine enorme Menge an Rechenleistung erfordert, was wiederum bedeutet, dass viel Energie verbraucht wird. Doch die Vorteile überwiegen möglicherweise die Nachteile.
Die Nodes tragen zum Betrieb eines solchen öffentlichen Netzwerks bei. Einzelpersonen können verschiedene Motive haben, ihre eigenen Nodes zu betreiben. Einige tun dies mit der Absicht, einen Gewinn zu erzielen. Anderen könnte es auch darum gehen, dem Netz zu einem reibungslosen Betrieb zu verhelfen. Unabhängig davon bleiben die Nodes aber die Nervenrezeptoren des Blockchain-Netzwerks.
Häufig gestellte Fragen
Was sind die Netzwerkknoten in einer Blockchain?
Welche Arten von Bitcoin Nodes gibt es?
Was ist eine Node im Bitcoin-Netzwerk?
Ist eine Wallet ein Netzwerkknoten?
Sind Krypto-Wallets Netzwerkknoten?
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