与矿工一样，全节点在维护和保持比特币网络安全方面发挥着至关重要的作用。
基于区块链技术、去中心化架构以及致力于支持生态系统的社区的优势，比特币是一个高弹性的网络，正常运行时间接近99.99%。
目前，比特币网络上有近9700个全节点在运行。不过，这个数字只包括人人可见的公共节点，而没有计算其他被Tor等协议隐藏的节点。
在本文中，我们将向您介绍全节点的优势、运营全节点的潜在风险，以及它们与BTC矿工的区别。
什么是节点？
在计算机系统中，节点指的是连接到网络上负责执行各种功能的物理或虚拟设备。
无论网络是集中式还是分散式，生态系统都需要相当数量的相互连接的节点来保证功能和处理交易。
也就是说，与利用中心化架构的传统解决方案不同，区块链是分布式系统，用户可以在没有中间商的情况下以点对点（P2P）的方式进行货币交易。
区块链不是中央服务器，而是由一个广泛的计算机网络来维护，这些计算机达成共识，以验证交易并向链上添加新的区块。
因此，该网络是真正的去中心化、不可更改和抗审查的。任何人都可以加入和参与比特币等公共区块链的共识机制，网络中不存在一个人比其他人更有权威。
基于这些原因，节点在比特币网络中扮演着更为关键的角色。
在BTC生态系统中，实际上任何连接到比特币接口的设备或计算机都被认为是一个节点，因为它们在执行不同功能的同时也充当了通信点。
然而，并不是所有的比特币节点都是平等的，有些节点的职能比其他节点更重要。
什么是比特币全节点？
全节点是连接到比特币网络的计算机设备，负责全面验证现有以及新的交易和区块。
换句话说，大多数全节点下载并存储自BTC推出以来的每一笔交易和区块，并对其进行验证，以确保它们符合比特币的所有共识规则。
我们特意写了 “大多数”，因为也可以通过使用区块链的缩减副本来运行全节点，以节省存储空间（截至2021年4月6日，比特币区块链的大小接近340GB）。
一旦一笔交易或一个区块得到全节点的验证，它就会将数据转发到其他全节点以达成共识。
比特币网络的共识规则：
- 每个区块只能创建一定数量的比特币，自上次BTC减半以来，每个区块的比特币数量为6.25 BTC。
- 交易出去的BTC必须有正确的签名。
- 交易和区块都必须采用正确的数据格式。
- 已经发生的交易不能在一个区块链内双花。
有趣的是，无论如何，全节点都会做正确的事情。
出于这个原因，万一一笔交易或一个区块违反了共识规则，即使网络中所有其他节点都将其标记为有效，它也会被拒绝。
由于他们使用标准化的规则和软件（例如，比特币核心）以及定期相互沟通，因此全节点很容易发现不诚实或恶意的节点。一经发现，腐败节点将自动从比特币网络中被断开。
除了全节点，比特币网络还具有其他节点类型，包括：
超级节点：超级节点或监听节点是公开可见的完整节点。换句话说，超级节点的功能是作为一个再分配点，向每一个与它建立连接的节点提供数据。超级节点通常24小时不间断运行，同时具有连接比特币网络中众多其他节点的功能。
轻量级客户端：轻量级，或简化支付验证（SPV）客户端是连接到比特币网络的设备和计算机，它们不验证区块或存储区块链的副本。相反，它们作为通信端点，从完整节点收集信息。
挖矿节点：矿工操作专门的挖矿设备(ASICs)来解决复杂的密码难题。作为转账费用和区块奖励的交换，他们验证交易并向链上添加新的区块。出于这个原因，大多数矿工也是全节点。
比特币矿工和全节点有何区别？
在加密世界中，矿工和全节点经常被互换使用。
虽然他们在比特币生态系统中服务于相同的目的–保护和维护网络，但全节点和矿工之间存在一些重大差异。
如前所述，矿工操作专门的挖矿设备来验证比特币网络中的区块和交易，他们通过工作获得奖励和费用。
另一方面，全节点还通过与其他节点沟通，验证所有区块和交易，同时确保它们符合共识规则，从而维护生态系统。然而，全节点既不用解决数学难题，也不会因为保护网络安全而获得奖励。
由于这些原因，大多数比特币矿工都是全节点，但只有一小部分全节点在挖BTC。
为了更好地理解两者之间的区别，我们来看看矿工和全节点相互合作验证区块和交易的过程。
- Alicia Keys通过她的钱包向同事Bob Dylan发送BTC。
- 一个全节点接收到Alicia的交易，并在整个网络中转发其数据，直到到达所有节点。
- 矿工与全节点进行通信，以获取交易信息，将其数据转换为哈希值，这是一个独特的32个字符的字符串。
- 矿工们用他们的哈希值将Alicia的交易与其他交易联系起来，创建一个交易链，他们将其处理成区块。
- 矿工处理完区块后，会用它的哈希值与分布式账本上的前一个区块进行链接。
- 当一个完整的挖矿过程完成后，矿工会与全节点进行通信，向他们提供新挖出的区块和其中交易的所有数据，作为交换收取交易费用和区块奖励。
- 当达到必要的确认数量后，Alicia的BTC将到达Bob的比特币钱包。
总之，全节点负责存储比特币区块链，监控矿工和其他节点，以及根据共识规则验证交易和区块。
虽然矿工也会验证转账和向链上添加新的区块，但他们并没有义务执行比特币共识规则。相反，他们利用自己的计算能力来解决数学难题，同时与其他人竞争区块奖励。
运行全节点有哪些好处？
在比特币上运行一个全节点可以为用户提供多种好处，我们在本节中做了整理：
- 保证网络安全：比特币的节点越多，网络的弹性就越大，对恶意方和攻击者提供更好的整体保护。出于这个原因，通过运行一个比特币全节点，你可以帮助维护和保护生态系统的安全。
- 提高隐私性：下载整个比特币区块链是通过钱包持有、发送和接收加密货币的最私密方式。与轻量级客户端泄露你的公钥数据不同，操作一个全节点可以防止任何人了解哪些BTC地址属于你。
- 提高安全性：在某些情况下，恶意方可以暂时欺骗轻量级客户端接受无效的区块或交易。虽然这在大多数情况下不会带来问题，但对于那些利用自动处理BTC转账的服务的人来说，可能会造成经济损失。另一方面，全节点具有增强的安全性，并保护用户免受上述情况的影响。
- 防止 “邪恶矿工 “的情况：假设有一个（但可能性极低）的场景，”邪恶矿工 “获得了比特币网络的控制权，根据他们的喜好调整网络规则，比如增加区块奖励。在这种情况下，轻量级客户端不会抵制这些变化，而是按照大多数矿工的说法去做。与此同时，全节点会尝试执行共识规则。因此，由于恶意矿工已经接管了网络，轻量级客户端将无法与全节点进行交易。如果网络中的全节点数量较多，轻量级客户端会很快意识到他们无法向完整节点发送交易，并避免使用比特币区块链，直到攻击者被消灭。反之，当网络中只有少数全节点时，轻量级客户端会主动利用BTC方案，导致恶意矿工成功劫持比特币区块链。
- 更快的查询速度：通过运行一个全节点，用户在设备上拥有一个完整的区块链副本。为此，他们可以获得更快的查询速度，这对于定期解析比特币链中特定数据的企业来说尤其有利。
运行全节点有没有风险？
正常情况下，运行一个完整的比特币节点不会给用户带来任何问题。但是，在某些情况下，可能会存在一些风险。
- 法律问题：一些国家直接禁止加密货币，阻止公民购买、出售、持有和挖掘数字资产。在这些司法管辖区，在比特币网络上运行一个全节点也可能是非法的。
- 定向网络攻击的威胁：一些攻击者可能会对全节点发起有针对性的攻击，试图破坏比特币网络。虽然迄今为止，接管BTC区块链的尝试还没有成功，但它们可以限制带宽，并中断用户用来运行全节点的设备的进程。防止此类攻击的一个很好的选择是通过Tor等隐私导向的服务来运行隐藏节点。
- 杀毒软件问题：一些用户故意在比特币区块链中放置已知的病毒和恶意软件。虽然它们不能以任何其他方式感染或影响你的设备，但你的杀毒软件可能会隔离它们，使你更难下载和存储整个链在你的电脑上。
- 带宽使用：运行一个比特币全节点会增加带宽使用量。出于这个原因，不建议那些互联网连接受到带宽限制的用户运行全节点。
全节点，比特币网络保持高弹性的关键
全节点是比特币网络中最关键的元素之一。
除了存储整个区块链并与其他节点进行通信外，它们还根据BTC共识规则验证交易和区块。
虽然可能存在一些风险，但全节点运行得越多，比特币就越安全，越有弹性。
全节点为运行它们的用户提供了多种好处，在下一篇文章中，我们将探讨如何为自己设置和运行一个节点。
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