O que são nós de blockchain, como eles funcionam e como configurá-los?

A tecnologia de cadeia de blocos é um sistema descentralizado e é isso que faz da cadeia de blocos uma tecnologia única. O facto de ser um sistema descentralizado significa que os dados não são armazenados em alguns servidores selecionados, mas sim que uma rede de cadeia de blocos é constituída por numerosos computadores, denominados nós de cadeia de blocos, que estão espalhados por todo o mundo. É nestes computadores, ou nós, como são designados, que a rede de cadeia de blocos funciona. Nesta publicação do blogue, vamos aprofundar a definição de nó de cadeia de blocos e compreender como funcionam os nós de cadeia de blocos.

O que é um nó de Blockchain:

Um nó de cadeia de blocos é um dispositivo, na maioria dos casos um computador, que está ligado a uma rede de cadeia de blocos e executa operações especializadas nos servidores de cadeia de blocos para ajudar a manter a integridade de uma rede de cadeia de blocos, verificar transacções, etc.

Em cada nó de um sistema de cadeia de blocos, é armazenada uma cópia individual da cadeia de blocos, o que ajuda a manter o livro-razão seguro e evita quaisquer operações incorrectas no livro-razão da cadeia de blocos.

Como funcionam os nós da cadeia de blocos

Todos os dias, um enorme número de transacções tem lugar numa rede de cadeias de blocos. E a tecnologia subjacente de uma rede de cadeia de blocos é construída de forma a concluir com êxito a transação. Abaixo, discutiremos como um nó da cadeia de blocos funciona e ajuda a processar uma transação.

Quando um utilizador da cadeia de blocos tenta efetuar uma transação utilizando a cadeia de blocos, todos os nós da rede da cadeia de blocos são informados dos pormenores da transação.

Os detalhes que são enviados para cada nó incluem detalhes sobre os dados a serem transferidos e o endereço do remetente e do recetor. Mais importante ainda, os nós também verificam o remetente utilizando uma assinatura digital.

Depois disso, os nós da cadeia de blocos verificam a transação. Quando a verificação é bem sucedida, os nós fazem um grupo de transacções, que são conhecidas como Blocos.

Agora vem o bloco de mineração, um computador relativamente poderoso com hardwares especializados que resolve problemas matemáticos relacionados à criptografia e, uma vez bem-sucedido, adiciona o novo bloco ao blockchain.

Depois de um bloco ser adicionado à rede blockchain, a atualização é transmitida a todos os nós e cada nó adiciona os detalhes sobre o bloco líquido na sua memória.

Tipos de nós da cadeia de blocos

Nem todos os nós de uma rede blockchain realizam as mesmas operações. Existem diferentes tipos de dispositivos na rede blockchain para diferentes operações de blockchain.

Nós completos da cadeia de blocos:

Cada rede blockchain tem um número de nós completos que assumem o papel principal para executar uma blockchain. Uma cópia de todo o registo histórico de transacções é armazenada em cada "nó completo". Um único nó completo pode efetuar verificações de blocos de forma independente. Em cada rede blockchain, os "full nodes" são considerados os nós mais seguros.

Mas um problema com os "nós completos" é que exigem hardware de alto desempenho, por exemplo: como armazenam uma cópia completa das transacções, precisam de terabytes de armazenamento, da mesma forma que também precisam de uma velocidade de processamento e largura de banda soberbas.

Mineração de nós de blockchain:

Após a criação de um grupo de transacções, um tipo especial de nó, contendo hardware especializado, efectua cálculos matemáticos complexos para adicionar um bloco à rede blockchain - estes nós são designados por nós de mineração.

Como precisam de resolver problemas matemáticos muito complexos, os nós de mineração consomem muita energia e também exigem hardwares especializados.

Nós leves da cadeia de blocos:

Ao contrário dos nós completos, os nós leves não armazenam dados completos de uma cadeia de blocos. Funcionam mais como um suporte para os "nós completos" e uma das funções que os nós leves desempenham é manter uma fila de transacções.

Nó da cadeia de blocos DApp:

Os nós de blockchain DApp, como parte da rede blockchain, suportam aplicativos descentralizados. Os melhores casos de uso incluem a execução de aplicativos de moeda digital e a execução de dispositivos IoT.

Benefícios da execução de um nó de cadeia de blocos

A execução de um nó de blockchain oferece benefícios exclusivos em relação à utilização de um sistema de uma autoridade centralizada.

Oferece acesso direto:

Executar seu próprio nó de blockchain fornece ao proprietário acesso direto ao blockchain. O proprietário do nó não precisa de depender de terceiros para aceder ao conteúdo da blockchain, por exemplo, se o nó for um "nó completo", o proprietário do nó obtém uma cópia completa das transacções já efectuadas utilizando a rede.

Reduz a latência e o tempo de inatividade:

Usar sua própria máquina para executar um nó de blockchain reduz a latência causada ao se conectar a outro blockchain. Além disso, se o terceiro for desconectado da rede blockchain, isso não afeta o funcionamento, pois você mesmo está executando um nó.

PoW e PoS:

Se criar um nó, pode ganhar recompensas sob a forma de Prova de Trabalho ou Proof of Work (especialmente para nós de mineração) por utilizar a sua própria máquina e eletricidade como um nó.

Requisitos do nó da cadeia de blocos:

Para além do software, um nó de cadeia de blocos requer equipamento e serviços especiais, incluindo algum hardware especializado.

Potência de processamento:

A execução de um nó potente exige que o proprietário tenha um dispositivo de processamento potente que utilize as operações da cadeia de blocos.

Para executar um nó de mineração, você precisará de hardware especializado que seja eficiente para resolver problemas criptográficos complexos; mineradores ASIC e GPUs poderosos são exemplos de hardwares usados para mineração.

Largura de banda:

Uma cadeia de blocos necessita de uma ligação à Internet rápida e fiável, com elevada largura de banda, porque uma perturbação na Internet pode levar o nó a ficar offline.

Energia:

Por último, mas não menos importante, um nó precisa de estar em funcionamento durante todo o dia; é por isso que é necessário ter uma fonte de energia fiável, especialmente para minimizar o tempo de inatividade.

Como alojar um nó de cadeia de blocos

Se uma pessoa ou uma organização quiser contribuir para a rede de blockchain peer-to-peer, pode configurar um nó de blockchain próprio utilizando hardware adequado. Aqui está um guia de configuração do nó Blockchain para configurar facilmente um nó blockchain por conta própria:

Em primeiro lugar, é necessário certificar-se de que possui o hardware adequado, dependendo do tipo de nó que pretende executar.
Na etapa seguinte, selecione a rede de cadeias de blocos de que gostaria de fazer parte; transfira o software necessário para essa cadeia de blocos e configure-o.
Ao executar o software pela primeira vez, o software pode efetuar algumas verificações ou descarregar dados. Se estiver a tentar configurar um nó completo, é provável que descarregue uma grande quantidade de dados, o que pode demorar horas.
Quando tudo estiver concluído, passará a fazer parte da rede blockchain como um nó.

Arquitetura do nó da cadeia de blocos:

Uma cadeia de blocos é uma rede peer-to-peer, o que significa que cada nó na rede pode ligar-se diretamente a outros nós na mesma rede.
Um nó completo ou o nó mestre de uma rede blockchain detém uma cópia completa de toda a transação da rede blockchain.
Os nós da rede blockchain ganham recompensas pelo poder de computação e energia utilizados para o seu funcionamento.
Cada nó da cadeia de blocos está ligado à Internet; sempre que um bloco é adicionado à rede da cadeia de blocos, todos os nós aplicáveis na rede recebem a informação e actualizam os seus dados.
Todo o crédito da segurança da cadeia de blocos vai para o mecanismo de criptografia utilizado nas redes de cadeias de blocos.

Software de nó de cadeia de blocos

Cada blockchain tem um software diferente que precisa ser instalado para configurar um nó. Neste post sobre o tutorial do nó blockchain, forneceremos uma lista dos softwares de nó blockchain mais populares:

Para Bitcoin: Bitcoin Core (o mais popular e fornece ao utilizador controlo e funcionalidade completos)
Para Ethereum: Geth (o software oficial do nó da cadeia de blocos Ethereum, que também permite um controlo total)
Para desenvolvedores: EOSIO (Criado para dApps; funciona com base em prova de estado)

Conclusão:

Na atual tecnologia Web3, tudo está a tornar-se descentralizado, e a tecnologia blockchain está a liderar a rede descentralizada. Esperamos que este artigo o tenha sensibilizado para a importância dos nós de blockchain, bem como para o princípio de funcionamento dos nós de blockchain. Ao implementar o guia para a criação de um nó de cadeia de blocos, também pode fazer parte de um nó de cadeia de blocos popular espalhado por todo o mundo.

FAQs

Como selecionar o melhor fornecedor de nós de cadeia de blocos?

Para selecionar o melhor provedor de nós de blockchain, você deve ter vários fatos em mente. Em primeiro lugar, é necessário ter uma ideia clara dos seus requisitos. Dê uma olhada nos sites de provedores populares de notas de blockchain (por exemplo: Alchemy, Bitcoin, QuickNode, Infura Inc, Ankr, etc) e os serviços que eles oferecem. Além disso, veja os preços de cada fornecedor de notas de blockchain e selecione o que mais lhe convém.

O que acontece quando um nó da cadeia de blocos fica offline?

Se qualquer nó da blockchain ficar offline, normalmente não terá muito impacto na funcionalidade da rede blockchain geral, porque uma rede blockchain é uma rede descentralizada. No entanto, se um nó mestre ficar offline, pode causar vários problemas, como atrasos no tempo de transação, aumento da latência e, em alguns casos, pode também afetar a integridade dos dados.

O que é a prova de trabalho?

A prova de trabalho é um tipo de recompensa que todos os nós da cadeia de blocos de mineração recebem depois de um computador no nó da cadeia de blocos resolver o problema de criptografia. Isto funciona como uma compensação pelo trabalho efectuado por todos os nós.