什么是以太坊（ETH）節點及其工作原理_ETH

以太坊節點在區塊鏈中的重要性是什么？它如何與其他節點交互？

以太坊實際上不是一種加密貨幣，而是一種基于公共和開源計算機協議的去中心化P2P網絡。

它的原生加密貨幣是以太幣(ETH)，盡管它通常被稱為整個網絡的名稱，即以太坊。

P2P網絡或對等網絡由通過Internet相互通信的對等節點組成。因此，節點是這些網絡的基本組成部分。

因此，以太坊的基本組成部分是它的節點，它們形成了P2P網絡，顯然還有它們所基于的協議。

為了成為以太坊P2P網絡的一部分，并與其他節點交互，以太坊節點必須嚴格遵守其基本協議，當然所有節點都必須完全相同，否則它將被排除在網絡之外本身。

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以太坊節點的運作

以太坊節點是連接到互聯網并運行特殊軟件的計算機或服務器。

這個軟件用行話來說叫做網絡客戶端，是運行節點必不可少的。正是這個軟件與P2P網絡中的其他節點連接，并且必須嚴格遵守以太坊協議。

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奇怪的是，由于該協議是公開的和開源的，任何人都可以創建一個網絡客戶端來運行以太坊網絡上的一個節點。

重要的是客戶端遵守協議的所有規則，因為如果不遵守，它將與其他節點不兼容，最終被先驗地排除在網絡本身之外。

目前使用最多的只有4個客戶端，因為雖然數量很多，但大部分用的很少。

但是，必須區分共識客戶端和執行客戶端。

執行客戶端是所謂的以太坊“執行層”的節點，即那些源自以前基于工作量證明的協議的節點。

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到目前為止，使用最廣泛的執行客戶端是歷史悠久的Geth，它已經存在了很長時間，是基于舊協議的網絡無可爭議的領導者。其次是Erigon、Nethermind和Besu，但百分比要低得多。

自從以太坊協議在9月15日的合并中切換到股權證明(PoS)以來，添加了所謂的“共識層”(CL)，具有不同的客戶端。

在CL客戶端的情況下，有更多的多樣性，Prysm占42%，Lighthouse占36%，Teku占18%。緊隨其后的是Nimbus，只有3%。

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所有這些軟件都是開源的，所有人都可以免費免費下載。

網絡節點做什么

隨著時間的推移，節點的功能已經發展。

最初，他們什么都做，也就是說，以太坊網絡上唯一存在的軟件是節點。

換句話說：

他們保護并控制了區塊鏈

他們用PoW開采區塊

他們驗證了所有區塊和交易是否符合協議

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他們執行智能合約

他們通過啟用發送和接收令牌來充當錢包。

然而，隨著時間的推移，它們失去了一些功能。

特別是，他們失去了挖掘區塊的功能，因為需要更精簡和更快的軟件才能成功完成這項工作。因此，開發了專門用于挖礦的軟件。

從理論上講，它們仍然可以用作錢包，但非常不方便。事實上，現在幾乎所有廣泛使用的錢包都不是節點。

事實上，一個節點必須保護和驗證區塊鏈，這是一個近350GB的文件，其中記錄了歷史上以太坊上的所有交易，節點必須逐一檢查。

所以隨著時間的推移，節點最終主要做了兩件事：一方面，它們保護和驗證區塊鏈或交易分類賬，另一方面，它們執行智能合約中包含的指令。

向PoS的轉變

Merge以及向PoS的轉變改變了一切。

事實上，PoW的放棄消除了挖區塊的需要，所以以太坊礦工干脆消失了，或者轉移到其他仍然基于PoW的區塊鏈。

但是當不再是礦工創建帶有交易的區塊以添加到區塊鏈時，必須創建其他軟件來驗證區塊。

此類軟件是新的共識層客戶端，特別是Prysm、Lighthouse、Teku和Nimbus。

現在，這些CL節點驗證礦工不再做的區塊。

然而，PoS是基于質押的，因此CL節點也持有用于質押的ETH代幣。

共識層基于一個新的區塊鏈，稱為BeaconChain并基于PoS，在該區塊鏈上可以將ETH代幣抵押在相關節點上，以便進行PoS。舊的執行層使用舊的基于PoW的區塊鏈，但沒有添加更多的新塊，因為交易現在只記錄在新的信標鏈上。

設置以太坊節點

節點的操作比較簡單。事實上，安裝后，客戶端只需連接到Internet即可工作。

但是，安裝不是一件小事。

首先，安裝客戶端時，它必須下載整個區塊鏈并逐筆驗證。事實證明這個過程特別漫長。

此外，一旦安裝，就必須對其進行配置，以便它可以連接到其他節點，否則它會被有效地排除在P2P網絡之外。

后者是一個技術過程，需要最少的專業知識。因此，它不適合那些剛剛在該領域邁出第一步的人，尤其是因為它需要IT和系統技能。

在CL節點的情況下，它甚至更加復雜，因為它必須在質押中保護至少32ETH，這使得安全問題更加相關。

安全

節點的安全性對于使其正常運行至關重要，因為它有一個內置錢包，對于CL節點，它持有ETH抵押。

一旦發生破壞，唯一的主要問題是可能會盜取資金，因為即使遭到攻擊或破解，也不會影響整個網絡。

由于它們可能會被盜竊資金，因此對其運行的機器和網絡進行高度保護至關重要。

一個更復雜的問題是P2P網絡安全。

由于這依賴于它自己的節點，如果其中許多節點被破壞，網絡本身可能會出現問題。可能違反單個節點或有限數量的節點不會對網絡造成重大問題，但如果違反多個節點，問題也可能非常嚴重。

這就是為什么必須始終使用多個客戶端的原因，因為如果一個客戶端出現錯誤或漏洞，其他客戶端就很難同時擁有它們。

就執行層而言，Geth現在已經得到充分證明，似乎不太可能出現任何嚴重問題。即便如此，在Geth中出現問題的假設情況下，還有其他客戶端可以使用，這仍然很有用。

相比之下，對于共識層的客戶端，情況就不同了，因為他們實際上只在一起幾個月。

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