区块链中的节点类型

区块链由不同类型的 节点 组成，它们是区块链的支柱。每个节点本质上都是一个云服务器，包含区块链的操作系统软件，该软件执行其方法和共识，并存储区块链中记录的所有交易。它们连接在网络中，确保它们之间的同步，并维护链的完整性和安全性。

这些节点类型中，有些维护网络本身，而另一些则确保区块链与其用户之间的无缝连接。让我们从节点定义开始，然后概述它们的不同类型。

什么是区块链节点？

如前所述，节点是运行区块链软件并存储其交易的云计算机。这就是为什么它们被称为节点：每个这样的计算机实际上都是网络中的一个节点，通过互联网连接，它们共同维护区块链中记录的所有数据的完整性，以及这些数据之间的去中心化共识。

不同类型的节点在网络中解决不同的任务，确保其完整性。其中一些节点有助于创建新区块和验证交易，而另一些节点则创建与网络连接的接口。例如，让我们看看 Hyperledger Fabric 中区块链的两种节点类型，根据其专家的说法。它包括背书节点（endorsing peers）和提交节点（committing peers）：前者验证交易，后者将它们写入链中，它们共同确保数据的完整性和无缝的用户交互。

从透明到安全，这项技术的所有好处都源于这种结构，而每个区块链的特定软件决定了其 方法。它们可以用于不同的目的，从简单的交易到智能合约的签署。

让我们仔细看看。

为什么区块链中有不同类型的节点？

可以看出，区块链节点之间最根本的区别在于，有些节点参与其共识机制，而另一些节点只是将交易写入区块链。

前者维护区块链的结构，确保所有交易和智能合约都按预期进行，没有错误或漏洞。其他节点对于维护完整性和写入新数据是必要的，但它们不参与创建新区块或验证网络共识。

如果仔细观察，鉴于不同区块链之间的差异和额外的节点功能，还存在更多类型。

区块链节点的类型

尽管不同的共识机制之间存在差异，但以下列表对大多数区块链都是通用的。对于某些区块链，存在一些奇特的类型，例如 Polygon 的 Bor 节点和 Heimdall 节点，但它们唯一的区别是使用网络提供的特定软件。

因此，让我们概述区块链中节点的类型。

远程过程调用（RPC）节点

RPC 节点 充当区块链网络中至关重要的中介，促进应用程序和区块链本身之间的通信。

它们具有一个 API，允许开发人员与区块链进行交互，使他们能够读取数据和提交交易。RPC 协议充当客户端和区块链之间通信的语言。因此，它们充当网关，处理来自客户端的请求并将它们发送到区块链网络。

通过使用像 GetBlock 这样的区块链节点提供商，开发人员可以专注于他们的 dApp，而无需自己运行节点并管理其复杂性。

完整节点

完整节点是区块链网络的支柱，维护区块链的完整、终身副本，并随着新交易的发生定期更新。这些节点通过独立验证每笔交易，在确保网络的完整性和去中心化方面发挥着关键作用。

它们充当区块链状态的真实来源，允许其他节点和服务器同步和验证信息。正如我们将进一步看到的那样，完整节点可以通过运行特定的认证软件来参与新区块和交易的传播，无论是作为验证者、权威节点还是矿工节点。

运行完整节点需要大量的存储和计算资源，因为它必须存储和处理整个区块链历史。

精简完整节点

精简完整节点是完整节点的一种变体，旨在减少硬件需求，同时保持完整节点的大部分功能。

这些节点最初下载并验证整个区块链，但随后会丢弃较旧的区块数据，早于指定的修剪点。它们仍然参与网络完整性维护，但它们无法提供超出其修剪点的历史区块链数据。

归档节点

相反，归档节点存储区块链从其创世区块开始的完整生命周期历史。它们维护网络上曾经发生过的每笔交易和状态更改，同时定期更新。

这使得它们对于需要访问历史数据的应用程序（例如区块链浏览器和分析平台）来说非常宝贵，同时它们需要大量的存储容量。

轻节点

轻节点旨在以最少的资源需求提供基本的区块链功能。

它们不存储整个区块链。相反，它们依赖于完整节点通过网络连接向它们提供必要的信息。它们仅下载区块头和与用户钱包相关的一小部分交易。

来源：ResearchGate

轻节点对于个人设备和其他资源受限的环境特别有用。它们允许用户验证交易并与区块链交互，而无需运行完整节点的存储和计算需求。

但是，轻节点必须信任它们连接的完整节点以获取准确的信息，这可能会产生安全和去中心化问题。

闪电节点

闪电节点是在第二层比特币扩展解决方案（例如比特币闪电网络）上运行的专用节点。它们的主要区别在于它们只验证直接发送给它的交易，依靠主网来验证整个网络。

因此，与缓慢且成本高昂的比特币链上操作相比，它们促进了链下交易，从而实现了更快、更便宜的交易。闪电节点与其他节点创建支付通道，使多个交易可以在不立即将它们记录在主区块链上的情况下发生。

超级节点

超级节点是高性能节点，在某些区块链网络中承担额外的责任，包括在需要和商定时修改网络共识。

与普通节点相比，它们通常具有强大的硬件、更高的带宽和更长的正常运行时间。超级节点通常充当网络中的枢纽，在其他节点之间传递信息并提供其他服务。超级节点的具体作用可能因特定的区块链实现而异。

虽然超级节点可以增强网络性能并提供有价值的服务，但这些区块链节点类型也引入了中心化因素，应谨慎平衡。

主节点

类似地，主节点是具有特定认证状态的节点，在某些区块链网络中执行关键功能，通常是为了换取奖励。它们首先在 Dash 区块链中引入并广泛使用，Dash 区块链是比特币的一个分支，旨在提高其带宽。

这些节点需要网络原生加密货币中的大量抵押品，这确保了网络的可靠性。作为奖励，利益相关者可以获得原生加密货币中的巨额奖励，并且有机会在网络中投票。

此外，主节点可以执行各种任务，具体取决于特定的区块链实现，例如促进即时交易、启用私人交易、参与治理决策或管理特定的网络功能。

验证者节点

验证者节点在 权益证明（PoS） 和其他不依赖于挖矿的共识机制中发挥着关键作用，因为它们验证交易并维护区块链安全。当回答什么是区块链中的三种不同类型的节点时，这种类型是其中最基本的类型之一，以及完整节点和轻节点。

它们负责在现代以太坊或 Aptos 等区块链中提议和验证新区块，从而保护网络并维护其完整性。因此，它们必须足够强大，才能像完整节点一样存储整个区块链的交易历史。此外，它们运行计算区块并维护所有其他节点之间共识的软件，从而保护区块链免受攻击。

正如你在下面看到的那样，由 RPC 节点请求发起的每笔交易都会在被接受并写入区块链之前进行验证。

来源：Aptos

验证者通常需要抵押一定数量的网络原生加密货币作为抵押品。他们通过验证获得奖励，但对于恶意活动（例如试图操纵网络以违反共识），他们会受到损失资金的惩罚。

提议区块的验证者节点的数量和选择对于每个区块链都是独一无二的，并且涉及多种因素的组合，包括抵押金额、抵押锁定的时间长度，有时还包括随机选择。

权益质押节点

权益质押节点是 权益证明（PoS） 网络不可或缺的一部分。它们与验证者类似，因为它们允许质押代币以获得奖励，但不一定参与验证，只是为网络提供流动性。

换句话说，所有验证者节点都在质押，但并非所有质押节点都是验证者。

这些节点通过“质押”或锁定一定数量的网络加密货币来参与区块验证和创建。质押的数量通常决定了节点被选择来验证区块并获得奖励的机会。

权益质押节点有助于网络的安全性和共识机制。在某些网络中，用户可以将他们的利息委托给这些节点，从而无需自己运行完整节点即可参与共识过程。该模型旨在平衡去中心化与效率和可访问性。

授权节点

授权节点，也称为许可节点，基本上是具有 授权证明（PoA） 共识机制的网络中的验证者。

它通常存在于私有或联盟区块链网络中，只有有限数量的用户可以参与。这些节点经过认证，可以在网络中拥有特殊权限和责任，通常包括验证交易和创建新区块的能力。

与任何人都有可能运行节点的公共区块链网络相比，授权节点通常由预先批准的实体运营。这种结构可以更好地控制网络的运行，并提高交易速度和可扩展性。

但是，它也引入了一定程度的中心化，这适用于企业和封闭组织，但不适用于全球社区。

挖矿节点

类似地，挖矿节点基本上是 工作量证明（PoW） 区块链网络（如比特币）的验证者，但区块链中的这些类型的节点与其他节点截然不同。

它们竞争解决复杂的数学问题，以创建新区块并获得挖矿奖励。挖矿节点创建新区块、验证交易并保护网络免受攻击。

挖矿节点的计算能力通常以哈希率来衡量，哈希率表示它们每秒可以执行的计算次数。随着网络总哈希率的增加，其安全性也会提高，从而几乎不可能破解区块链。

来源：AMINA Group

此类节点对计算要求极高，因为为像比特币这样的大型 PoW 网络赚取可观的奖励需要巨大的计算能力，并且通常使用称为 ASIC 的专用设备进行。因此，它们消耗大量的电力，导致人们对其环境影响和可持续性的担忧，特别是与 PoS 方法相比。

为什么要使用区块链节点？

虽然大多数区块链用户不运行节点，甚至不与它们显式交互，但在与区块链交互时总是会调用它们。现在我们可以看到区块链中的三种不同类型的节点：验证者节点、完整节点和轻节点，其中一些节点还可以配备 RPC API，因此开发人员可以通过它们发送和接收请求。

当与区块链密切合作时，无论是自动化交易、质押还是 dApp 开发，你都需要一个节点来确保你与网络的无缝连接。即使你是专家，自己运行一个轻节点也需要大量的硬件投资和主动的软件管理，这既耗时又耗钱。这就是我们可以提供帮助的地方。

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