Einer der wichtigsten Faktoren dezentraler Netzwerke sind die sogenannten Nodes bzw. Netzwerkknoten. Um die Dezentralisierung zu gewährleisten, ist es notwendig das Netzwerk auf viele dieser Knotenpunkte zu verteilen. Jedoch gibt es nicht nur eine Art von Nodes, sondern verschiedene Typen, die jeweils andere Funktionen im Netzwerk wahrnehmen. Im Grunde kann eigentlich jeder Computer, der mit dem (Bitcoin-)Netzwerk verbunden ist als Node bezeichnet werden. In diesem Artikel werden wir die wichtigsten Typen aufzählen, deren Aufgabe beschreiben und die Unterschiede herausarbeiten.
Die wichtigsten Knotenpunkte sind die sogenannten „Full Nodes“. Wie schon der Name vermuten lässt, sind Full Nodes grundsätzlich dafür zuständig eine vollständige Kopie der gesamten Blockchain zu speichern und diese fortlaufend zu validieren und synchronisieren. Die Full Nodes sind sozusagen das Rückgrat des Netzwerks, da sie dafür zuständig sind, die Konsensregeln durchzusetzen. Da eine vollständige dauerhafte Speicherung der gesamten Transaktionshistorie eine große Menge an Speicherplatz erfordert, gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten damit umzugehen. Einhergehend kann im Bereich der Fullnodes zwischen sogenannten Pruned und Archival Nodes unterschieden werden.
Die Besonderheit einer „Pruned Node“ ist, dass diese zwar mit dem Herunterladen und Verifizieren/Validieren von Blöcken vom Genesisblock an beginnt, jedoch bei Erreichen eines eingestellten Limits die ältesten Blöcke verwirft und nur deren Header und Blockhöhe beibehält. Da jedoch grundsätzlich die ganze Blockchain heruntergeladen werden muss und auch die Transaktionen vollständig validiert werden, werden Pruned Nodes als Full Nodes betrachtet. Sie können somit auch neuere Transaktionen verifizieren und sich am Netzwerk-Konsens beteiligen.
Im Gegensatz zu Pruned Nodes verwerfen Archival Nodes ältere Blöcke nicht, sondern archivieren die gesamte Blockchain (daher auch der Name „Archival“ Nodes). Sie können in zwei Arten unterteilt werden. Solche Nodes, die in der Lage sind neue Blöcke an die Blockchain anzuhängen und solche, die diese lediglich validieren.
Auch bei Validating Nodes lässt sich deren hauptsächliche Spezifikation bereits am Namen ablesen. Sie speichern die gesamte Blockchain und validieren diese fortlaufend. Dementsprechend benötigen diese natürlich auch mehr Festplattenspeicher als Pruned Nodes, was auf Dauer für die Betreiber kostspielig werden kann. Validating Nodes sind ein sehr wichtiger Faktor für die Dezentralisierung und die Sicherheit des Netzwerks, denn sie stellen allen Teilnehmern die komplette Historie zur Verfügung und neue Nodes im Netzwerk können diese anschließend selbst prüfen, ohne einer anderen Instanz vertrauen zu müssen. Validating Nodes können als eine Art „Service Provider“ für das Netzwerk gesehen werden. Sie stellen historische Daten (z.B. für Blockexplorer) bereit und sie übermitteln z.B. neue Blöcke von Minern an andere Nodes. Deswegen ist es enorm wichtig, dass diese Archival Nodes von möglichst vielen Entitäten betrieben werden können. Dies ist u.a. ein Grund, warum die Blockgröße bei Bitcoin absichtlich gering gehalten wird. So wird sichergestellt, dass der Speicherplatz der Blockchain nicht zu schnell wächst und sich viele Leute den Betrieb einer Validating Node leisten können und das Netzwerk nicht auf große und zentralisierte Institutionen angewiesen ist.
Das Fortschreiben und Sichern der Blockchain funktioniert über einen Mechanismus, der als Mining bezeichnet wird. Mining Nodes sind Netzwerkknoten, die nach dem Erbringen des Nachweises über die erforderliche Arbeit („Proof of Work“), einen neuen Block an das Ende der Blockchain hängen dürfen. Für den Miningprozess ist es enorm wichtig alle erforderlichen Parameter für den nächsten Block zu kennen. Diese umfassen u.a. auch Daten aus vorherigen Blöcken, weswegen Mining Nodes ebenfalls als Fullnode fungieren müssen.
Light Nodes werden manchmal auch als SPV-Nodes (Simple Payment Verification) bezeichnet und sind in Form von „Light Wallets“ bei nahezu jedem Bitcoin- oder Kryptoenthusiasten im Einsatz. Da Wallets für die Verarbeitung von Transaktionen auf aktuelle Daten aus der Blockchain angewiesen sind, kommen diese meist einhergehend mit einer Light Node. Diese Art von Netzwerkknoten verbraucht kaum Ressourcen, kommuniziert mit der Blockchain und verlässt sich dabei auf Full Nodes, die ihnen die notwendigen Informationen zur Verfügung stellen. Da sie keine Kopie der Chain speichern, fragen sie nur den aktuellen Status ab, welcher Block der zuletzt gültige ist und übernehmen das Senden von Transaktionen zur Verarbeitung. Dementsprechend setzen Light Nodes keine Regeln im Netzwerk durch und sind nicht Teil der Konsensfindung.
Hast du auch Lust dich am Bitcoin-Konsens zu beteiligen und ein Teil des Netzwerks zu werden? Mit dem RaspiBlitz oder der Software von GetUmbrel kannst du im Handumdrehen, sowohl deine eigene Bitcoin Fullnode, als auch damit einhergehend eine Node für das Lightning-Netzwerk betreiben. Hier sind zwei Anleitungen dazu für dich.
