什么是以太坊节点及其工作原理

以太坊节点在区块链中的重要性是什么？它如何与其他节点交互？

以太坊实际上不是一种加密货币，而是一种基于公共和开源计算机协议的去中心化 P2P 网络。 

它的原生加密货币是以太币 (ETH)，尽管它通常被称为整个网络的名称，即以太坊。 

P2P 网络或对等网络由通过 Internet 相互通信的对等节点组成。 因此，节点是这些网络的基本组成部分。 

因此，以太坊的基本组成部分是它的节点，它们形成了 P2P 网络，显然还有它们所基于的协议。 

为了成为以太坊 P2P 网络的一部分，并与其他节点交互，以太坊节点必须严格遵守其基本协议，当然所有节点都必须完全相同，否则它将被排除在网络之外本身。 

以太坊节点的运作

以太坊节点是连接到互联网并运行特殊软件的计算机或服务器。 

这个软件用行话来说叫做网络客户端，是运行节点必不可少的。 正是这个软件与 P2P 网络中的其他节点连接，并且必须严格遵守以太坊协议。 

奇怪的是，由于该协议是公开的和开源的，任何人都可以创建一个网络客户端来运行以太坊网络上的一个节点。 

重要的是客户端遵守协议的所有规则，因为如果不遵守，它将与其他节点不兼容，最终被先验地排除在网络本身之外。 

目前只有 4 个最常用的客户端，因为虽然有很多，但是大部分用的很少。 

但是，必须区分共识客户端和执行客户端。 

执行客户端是所谓的以太坊“执行层”（EL）的节点，即那些源自以前基于工作量证明（PoW）的协议的节点。 

到目前为止，使用最广泛的执行客户端是历史悠久的 Geth，它已经存在了很长时间，是基于旧协议的网络无可争议的领导者。 其次是 Erigon、Nethermind 和 Besu，但百分比要低得多。 

自从以太坊协议在 15 月 XNUMX 日的合并中切换到股权证明 (PoS) 以来，添加了所谓的“共识层”(CL)，具有不同的客户端。 

在 CL 客户端的情况下，有更多的多样性，Prysm 占 42%，Lighthouse 占 36%，Teku 占 18%。 紧随其后的是 Nimbus，只有 3%。 

所有这些软件都是开源的，所有人都可以免费免费下载。 

网络节点做什么

随着时间的推移，节点的功能已经发展。 

最初，他们什么都做，也就是说，以太坊网络上唯一存在的软件是节点。 

换一种说法： 

• 他们保护并控制了区块链 
• 他们用 PoW 开采区块 
• 他们验证了所有区块和交易是否符合协议
• 他们执行智能合约
• 他们通过启用发送和接收令牌来充当钱包。 

然而，随着时间的推移，它们失去了一些功能。 

特别是，他们失去了挖掘区块的功能，因为需要更精简和更快的软件才能成功完成这项工作。 因此，开发了专门的软件 采矿. 

从理论上讲，它们仍然可以用作钱包，但非常不方便。 事实上，现在几乎所有广泛使用的钱包都不是节点。 

事实上，一个节点必须 保护和验证区块链， 这是一个近350GB的文件，里面记录了以太坊历史上所有的交易，需要节点逐一核对。 

所以随着时间的推移，节点最终主要做了两件事：一方面，它们保护和验证区块链或交易分类账， 另一方面，他们执行智能合约中包含的指令。 

向 PoS 的转变

合并，随着转向 PoS，事情发生了变化。 

事实上，PoW 的放弃消除了挖区块的需要，所以以太坊矿工干脆消失了，或者转移到其他仍然基于 PoW 的区块链。 

但是当不再是矿工创建带有交易的区块以添加到区块链时，必须创建其他软件来验证区块。 

此类软件是新的共识层客户端，特别是 Prysm、Lighthouse、Teku 和 Nimbus。 

现在，这些 CL 节点验证矿工不再做的区块。 

然而，PoS 是基于质押的，因此 CL 节点也持有用于质押的 ETH 代币。 

共识层基于一个新的区块链，称为 Beacon Chain 并基于 PoS，在该区块链上可以将 ETH 代币抵押在相关节点上，以便进行 PoS。 旧的执行层使用旧的基于 PoW 的区块链，但没有添加更多的新块，因为交易现在只记录在新的信标链上。 

设置以太坊节点

节点的操作比较简单。 事实上，安装后，客户端只需连接到 Internet 即可工作。 

但是，安装不是一件小事。 

首先，安装客户端时，它必须下载整个区块链并逐笔验证。 事实证明这个过程特别漫长。 

此外，一旦安装，就必须对其进行配置，以便它可以连接到其他节点，否则它会被有效地排除在 P2P 网络之外。 

后者是一个技术过程，需要最少的专业知识。 因此，它不适合那些刚刚在该领域迈出第一步的人，尤其是因为它需要 IT 和系统技能。 

在 CL 节点的情况下，它甚至更加复杂，因为它必须在质押中保护至少 32 ETH，这使得安全问题更加相关。 

安保行业

节点的安全性对于使其正常运行至关重要，因为它有一个内置钱包，对于 CL 节点，它持有 ETH 抵押。 

一旦发生破坏，唯一的主要问题是可能会盗取资金，因为即使遭到攻击或破解，也不会影响整个网络。 

由于它们可能会被盗窃资金，因此对其运行的机器和网络进行高度保护至关重要。 

一个更复杂的问题是 P2P 网络安全。 

由于这依赖于它自己的节点，如果其中许多节点被破坏，网络本身可能会出现问题。 可能违反单个节点或有限数量的节点不会对网络造成重大问题，但如果违反多个节点，问题也可能非常严重。 

这就是为什么必须始终使用多个客户端的原因，因为如果一个客户端出现错误或漏洞，其他客户端就很难同时拥有它们。 

就执行层而言，Geth 现在已经得到充分证明，似乎不太可能出现任何严重问题。 即便如此，在 Geth 中出现问题的假设情况下，还有其他客户端可以使用，这仍然很有用。 

相比之下，对于共识层的客户端，情况就不同了，因为他们实际上只在一起几个月。