Τι είναι ένας κόμβος Ethereum και πώς λειτουργεί

Ποια είναι η σημασία ενός κόμβου Ethereum εντός του blockchain και πώς αλληλεπιδρά με άλλους;

Το Ethereum δεν είναι στην πραγματικότητα ένα κρυπτονόμισμα, αλλά ένα αποκεντρωμένο δίκτυο P2P που βασίζεται σε ένα δημόσιο πρωτόκολλο υπολογιστή ανοιχτού κώδικα. 

Το εγγενές κρυπτονόμισμά του είναι ο Αιθέρας (ETH), αν και συχνά αποκαλείται με το όνομα ολόκληρου του δικτύου, που είναι Ethereum. 

Τα δίκτυα P2P, ή δίκτυα peer-to-peer, αποτελούνται από ομοτίμους κόμβους που επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω του Διαδικτύου. Έτσι, οι κόμβοι είναι τα θεμελιώδη συστατικά αυτών των δικτύων. 

Επομένως, τα θεμελιώδη συστατικά του Ethereum είναι οι κόμβοι του, που αποτελούν το δίκτυο P2P, και προφανώς το πρωτόκολλο στο οποίο βασίζονται. 

Για να είναι μέρος του δικτύου Ethereum P2P και να αλληλεπιδρά με άλλους κόμβους, ένας κόμβος Ethereum πρέπει να ακολουθεί κατά γράμμα το βασικό του πρωτόκολλο, το οποίο φυσικά πρέπει να είναι απολύτως πανομοιότυπο για όλους τους κόμβους, διαφορετικά θα αποκλειστεί από το δίκτυο εαυτό. 

Η λειτουργία ενός κόμβου Ethereum

Οι κόμβοι Ethereum είναι υπολογιστές ή διακομιστές, συνδεδεμένοι στο Διαδίκτυο και στους οποίους εκτελείται ειδικό λογισμικό. 

Αυτό το λογισμικό στην ορολογία ονομάζεται πελάτης δικτύου και είναι απολύτως απαραίτητο για την εκτέλεση ενός κόμβου. Αυτό ακριβώς το λογισμικό συνδέεται με τους άλλους κόμβους του δικτύου P2P και πρέπει να συμμορφώνεται κατά γράμμα με το πρωτόκολλο Ethereum. 

Το περίεργο είναι ότι εφόσον το πρωτόκολλο είναι δημόσιο και ανοιχτού κώδικα, ο καθένας μπορεί να δημιουργήσει έναν πελάτη δικτύου για να εκτελέσει έναν κόμβο στο δίκτυο Ethereum. 

Το σημαντικό είναι ότι ο πελάτης συμμορφώνεται με όλους τους κανόνες του πρωτοκόλλου, γιατί αν δεν το κάνει, δεν θα είναι συμβατός με τους άλλους κόμβους, καταλήγοντας να αποκλείεται a priori από το ίδιο το δίκτυο. 

Προς το παρόν, υπάρχουν μόνο 4 πελάτες που χρησιμοποιούνται περισσότερο, γιατί αν και είναι πολλά, τα περισσότερα χρησιμοποιούνται ελάχιστα. 

Ωστόσο, πρέπει να γίνει διάκριση μεταξύ Consensus Clients και Execution Clients. 

Execution Clients είναι οι κόμβοι του λεγόμενου «Εκτέλεσης Επιπέδου» (EL) του Ethereum, δηλαδή αυτοί που προέρχονται από το προηγούμενο πρωτόκολλο που βασίζεται στο Proof-of-Work (PoW). 

Μακράν ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος πελάτης εκτέλεσης είναι ο ιστορικός Geth, ο οποίος υπάρχει εδώ και πολύ καιρό και είναι ο αδιαμφισβήτητος ηγέτης του δικτύου που βασίζεται στο παλιό πρωτόκολλο. Ακολουθούν, αλλά με πολύ χαμηλότερα ποσοστά, οι Erigon, Nethermind και Besu. 

Από τη στιγμή που το πρωτόκολλο Ethereum μετατράπηκε σε Proof-of-Stake (PoS) με τη συγχώνευση της 15ης Σεπτεμβρίου, προστέθηκε το λεγόμενο «Σπίτι συναίνεσης» (CL), με διαφορετικούς πελάτες. 

Στην περίπτωση των πελατών CL, υπάρχει μεγαλύτερη ποικιλομορφία, με το Prysm στο 42%, το Lighthouse στο 36% και το Teku στο 18%. Ακολουθεί η Nimbus με μόλις 3%. 

Όλα αυτά τα λογισμικά είναι ανοιχτού κώδικα, δωρεάν και δωρεάν λήψη από όλους. 

Τι κάνουν οι κόμβοι δικτύου

Με την πάροδο του χρόνου, η λειτουργία των κόμβων έχει εξελιχθεί. 

Αρχικά έκαναν τα πάντα, δηλαδή το μόνο υπάρχον λογισμικό στο δίκτυο Ethereum ήταν οι κόμβοι. 

Με άλλα λόγια: 

• εξασφάλισαν και έλεγχαν το blockchain 
• εξόρυξαν τα μπλοκ με το PoW 
• επαλήθευσαν τη συμμόρφωση όλων των μπλοκ και των συναλλαγών με το πρωτόκολλο
• εκτελούσαν έξυπνα συμβόλαια
• λειτούργησαν ως πορτοφόλια επιτρέποντας την αποστολή και λήψη κουπονιών. 

Ωστόσο, με τον καιρό έχασαν κάποια λειτουργικότητα. 

Συγκεκριμένα, έχασαν τη λειτουργικότητα με την εξόρυξη μπλοκ, επειδή απαιτούνταν πιο βελτιωμένο και ταχύτερο λογισμικό για να γίνει αυτό με επιτυχία. Έτσι, αναπτύχθηκε λογισμικό ad hoc για εξόρυξη. 

Θεωρητικά, μπορούν ακόμα να χρησιμοποιηθούν ως πορτοφόλια, αλλά είναι πολύ άβολα. Στην πραγματικότητα, μέχρι τώρα σχεδόν όλα τα πορτοφόλια που χρησιμοποιούνται ευρέως δεν είναι κόμβοι. 

Το γεγονός είναι ότι ένας κόμβος πρέπει ασφαλίστε και επαληθεύστε το blockchain, που είναι ένα αρχείο σχεδόν 350 GB όπου έχουν καταγραφεί όλες οι συναλλαγές στο Ethereum στο ιστορικό, τις οποίες ένας κόμβος πρέπει να ελέγξει μία προς μία. 

Έτσι, με την πάροδο του χρόνου, οι κόμβοι έχουν καταλήξει να κάνουν κυρίως δύο πράγματα: αφενός, προστατεύουν και επαληθεύουν το blockchain ή το καθολικό συναλλαγών, και από την άλλη εκτελούν τις οδηγίες που περιέχονται στα έξυπνα συμβόλαια. 

Η στροφή στο PoS

Η πηγαίνω, με τη μετάβαση στο PoS, άλλαξε τα πράγματα. 

Στην πραγματικότητα, η εγκατάλειψη του PoW εξάλειψε την ανάγκη εξόρυξης μπλοκ, έτσι οι εξορύκτες του Ethereum απλώς εξαφανίστηκαν ή μετακινήθηκαν σε άλλες αλυσίδες μπλοκ που εξακολουθούν να βασίζονται σε PoW. 

Αλλά από τη στιγμή που δεν ήταν πλέον οι ανθρακωρύχοι που δημιουργούσαν τα μπλοκ με συναλλαγές για προσθήκη στο blockchain, έπρεπε να δημιουργηθεί άλλο λογισμικό για την επικύρωση των μπλοκ. 

Τέτοιο λογισμικό είναι οι νέοι πελάτες Consensus Layer, συγκεκριμένα οι Prysm, Lighthouse, Teku και Nimbus. 

Αυτοί οι κόμβοι CL επικυρώνουν μπλοκ τώρα που οι εξορύκτες δεν το κάνουν πλέον. 

Ωστόσο, το PoS βασίζεται στο ποντάρισμα, επομένως οι κόμβοι CL διαθέτουν επίσης μάρκες ETH που έχουν τοποθετηθεί σε ποντάρισμα. 

Το Consensus Layer βασίζεται σε ένα νέο blockchain, που ονομάζεται Beacon Chain και βασίζεται στο PoS, στο οποίο μπορούν να πονταριστούν μάρκες ETH στους σχετικούς κόμβους, ώστε να γίνει PoS. Το παλιό Επίπεδο Εκτέλεσης χρησιμοποιεί την παλιά αλυσίδα μπλοκ που βασίζεται σε PoW, αλλά δεν έχουν προστεθεί άλλα μπλοκ, καθώς οι συναλλαγές καταγράφονται πλέον μόνο στη νέα αλυσίδα Beacon. 

Ρύθμιση ενός κόμβου Ethereum

Η λειτουργία ενός κόμβου είναι σχετικά απλή. Στην πραγματικότητα, μόλις εγκατασταθεί, ο πελάτης πρέπει απλώς να αφεθεί να λειτουργεί συνδεδεμένος στο Διαδίκτυο. 

Ωστόσο, η εγκατάσταση δεν είναι μια ασήμαντη υπόθεση. 

Πρώτον, όταν ο πελάτης εγκατασταθεί, πρέπει να κατεβάσει ολόκληρο το blockchain και να το επαληθεύσει όλο, συναλλαγή με συναλλαγή. Αυτή η διαδικασία αποδεικνύεται ιδιαίτερα χρονοβόρα. 

Επίσης, αφού εγκατασταθεί πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε να μπορεί να συνδεθεί με άλλους κόμβους, διαφορετικά αποδεικνύεται ότι αποκλείεται ουσιαστικά από το δίκτυο P2P. 

Η τελευταία είναι μια τεχνική διαδικασία που απαιτεί ελάχιστη τεχνογνωσία. Επομένως, δεν είναι κατάλληλο για όσους κάνουν μόνο τα πρώτα τους βήματα σε αυτόν τον τομέα, κυρίως επειδή απαιτεί δεξιότητες πληροφορικής και συστημάτων. 

Είναι ακόμη πιο περίπλοκο στην περίπτωση ενός κόμβου CL, επειδή αφού πρέπει να φυλάξει τουλάχιστον 32 ETH στο ποντάρισμα, καθιστά το ζήτημα της ασφάλειας ακόμη πιο σχετικό. 

Ασφάλεια

Η ασφάλεια ενός κόμβου είναι ζωτικής σημασίας για να του επιτραπεί να λειτουργεί σωστά, επειδή έχει ενσωματωμένο πορτοφόλι και στην περίπτωση των κόμβων CL διατηρεί το ETH στο ποντάρισμα. 

Το μόνο σημαντικό πρόβλημα σε περίπτωση παραβίασης είναι η πιθανή κλοπή κεφαλαίων, γιατί ακόμα κι αν δεχόταν επίθεση ή σπάσει ολόκληρο το δίκτυο δεν θα επηρεαζόταν. 

Δεδομένου ότι ενδέχεται να υπόκεινται σε κλοπή κεφαλαίων, είναι απαραίτητο να υπάρχει υψηλό επίπεδο προστασίας των μηχανών και των δικτύων στα οποία λειτουργεί. 

Ένα κάπως πιο περίπλοκο ζήτημα είναι αυτό της ασφάλειας δικτύου P2P. 

Δεδομένου ότι αυτό βασίζεται στους δικούς του κόμβους, σε περίπτωση παραβίασης πολλών από αυτούς, το ίδιο το δίκτυο θα μπορούσε να έχει προβλήματα. Η πιθανή παραβίαση ενός μόνο κόμβου, ή ενός περιορισμένου αριθμού κόμβων, δεν δημιουργεί μεγάλα προβλήματα στο δίκτυο, αλλά εάν παραβιαστούν πολλοί, τα προβλήματα θα μπορούσαν επίσης να είναι πολύ σοβαρά. 

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο θα ήταν απαραίτητο να χρησιμοποιούνται πολλαπλοί πελάτες ανά πάσα στιγμή, γιατί σε περίπτωση που ο ένας έχει σφάλμα ή ευπάθεια, είναι δύσκολο να τα έχουν και οι άλλοι πελάτες. 

Όσον αφορά το Execution Layer, το Geth είναι πλέον τόσο καλά αποδεδειγμένο που φαίνεται απίθανο να έχει σοβαρά προβλήματα. Ακόμα κι έτσι, εξακολουθεί να είναι χρήσιμο να υπάρχουν και άλλοι πελάτες για χρήση στην υποθετική περίπτωση ενός προβλήματος στο Geth. 

Αντίθετα, στην περίπτωση των πελατών για το Consensus Layer, το θέμα είναι διαφορετικό, αφού στην πραγματικότητα βρίσκονται σε ένα μόνο για λίγους μήνες.