Was sind Nodes bei Kryptowährungen und wozu werden sie benötigt?

Di 23 Nov 2021 ▪ 12h54 ▪ 8 Minuten Lesezeit - von Katharina Haas

Knoten (engl. node) sind Computer, die an ein Netz angeschlossen sind und dessen Funktion ermöglichen. Es handelt sich bei den Nodes um Software, die es ermöglicht, mit dem Netz zu interagieren. Nodes spielen eine wichtige Rolle in der Blockchain, nämlich die Transaktions- und Blockvalidierung sowie die Blockverifizierung, und gewährleisten so die Sicherheit und Betriebszeit des Netzwerks.

Jeder Computer kann ein Knoten sein. Dazu braucht man eine spezielle Software herunterzuladen und sie auf dem PC auszuführen.

Die Knoten werden in “reguläre” Nodes und Masternodes unterteilt. Nicht alle Blockchains haben Masternodes. Bitcoin hat zum Beispiel keine, während die Dash-Blockchain darüber hingegen verfügt. Reguläre Nodes (im Falle von Bitcoin) werden wiederum in Lightweight Nodes und Full Nodes unterteilt.

Was ist der Unterschied zwischen Lightweight Nodes und Full Nodes?

Full Nodes besitzen eine Kopie der gesamten Blockchain. Um im Bitcoin-Netzwerk zu funktionieren, muss zum Beispiel die gesamte BTC-Blockchain auf einem vollen Node kopiert werden, der ständig mit dem Netzwerk synchronisiert wird und neue Blöcke schreibt. Full Nodes sind die “Schiedsrichter“ des Netzwerks; sie sind diejenigen, die überprüfen, ob die Transaktionen und Blöcke korrekt sind sowie ob Hash im neuen Block korrekt gefunden ist und der Block somit gültig ist und zur Blockchain hinzugefügt werden kann. Full Nodes können auch als die wichtigsten “Torwächter“ des Netzwerks bezeichnet werden, die dessen Sicherheit und Betrieb gewährleisten.

Lightweight Nodes können im Gegensatz zu vollen Nodes die Gültigkeit von Transaktionen und Blöcken nicht selbst überprüfen. Sie laden nur die Kopfzeilen und können nur prüfen, ob die Transaktion im Block enthalten ist. Mit anderen Worten, die Lightweight Nodes greifen auf die Full Nodes zu, um die Daten zu überprüfen, und ihr Betrieb hängt von den Full Nodes ab.

Wie setzt man einen Bitcoin-Full-Node auf?

Gehen Sie dazu auf bitcoin.org und laden Sie den Bitcoin Core Client und die gesamte Blockchain herunter. Sie müssen den TCP-Port 8333 öffnen, damit die Node funktioniert. Übrigens “wiegt“ die BTC-Blockchain jetzt etwa 360 GB – es sollte dazu also noch Platz auf dem Computer sein.

Bekommen die Eigentümer der Nodes eine Vergütung für ihre Arbeit?

Nicht bei Bitcoin. Bei BTC verdienen nur die Miner Geld für ihre Arbeit, d.h. für die Durchführung von Berechnungen. Der Betrieb einer eigenen Node bringt keine Einnahmen. Bei Ethereum werden mit der Umstellung auf Eth 2.0 die Validator-Nodes belohnt.

Warum sollten ich dann eine Full Node betreiben, wenn ich kein Geld dafür bekomme?

Erstens werden die Nodes von Netzwerk-Enthusiasten betrieben, was die Widerstandsfähigkeit und Sicherheit der gesamten Kette erhöht. Je mehr Nodes es gibt, desto schwieriger ist es, das Netz zu “betrügen“, und desto widerstandsfähiger ist es.

Zweitens sind Personen (und Organisationen), die viele Transaktionen durchführen, daran interessiert, sich bei der Verifizierung und Validierung ihrer Überweisungen auf sich selbst zu verlassen und nicht auf andere Netzwerkteilnehmer. Sie vertrauen sich selbst mehr als anderen, weshalb sie ihre eigenen Nodes betreiben. Die unvollständigen (Lightweight) Nodes hingegen sind bei ihrer Arbeit auf die Full Nodes angewiesen und somit von diesen abhängig. Lightweight Nodes können mit einem Client verglichen werden, der auf einen Server zugreift. Wenn der Client (theoretisch) ungültige Daten vom Server erhält, akzeptiert er sie als gültig und kann nicht erkennen, dass er betrogen wurde. Dies ist jedoch unwahrscheinlich, da jede normale Wallet eine Verbindung zu Full Nodes herstellen würde. Zumindest für den Durchschnittsnutzer, der nicht jeden Tag mit Kryptowährung bezahlt, macht es keinen Sinn, eine Full Node zu betreiben.

Und drittens können sich die Full Nodes an der Abstimmung über die weitere Entwicklung des Netzes beteiligen (Hardforks, Softforks usw.).

Sind unvollständige Nodes also nutzlos? Warum werden sie überhaupt benötigt?

Lightweight Nodes haben im Vergleich zu Full Nodes eine bemerkenswerte Eigenschaft: Sie sind leichtgewichtig und nehmen nicht viel Platz auf dem Computer ein. Und sie können sogar heruntergeladen und auf mobilen Geräten installiert werden. Jede Kryptowährungs-Wallet auf Ihrem Smartphone ist eine Lightweight Node.

Ich habe die Weboberfläche eines Kryptodienstes geöffnet und mich in meine Wallet eingeloggt. Betreibe ich nun eine Node?

Nein. Wenn Sie eine Kryptowährungs-Wallet über den Dienst verwenden, sehen Sie nur den Status Ihrer Adresse. Sie betreiben keine Node. Die Node läuft in diesem Fall auf dem Server des Dienstes (z. B. blockchain.com). Wenn Sie jedoch eine spezielle Software auf Ihr Smartphone/PC herunterladen, z. B. eine Wallet, sogar eine Multiwährungswallet, dann haben Sie eine Lightweight Node.

Haben die Miner auch ihre eigene Node?

Ja, sie haben eine volle Node installiert. Außerdem muss ein einzelner Miner, der dem Pool beitreten will, nicht eine volle Node installieren, sondern kann sich auf eine Lightweight Node beschränken. Nur der Administrator muss eine Full Node im Pool haben.

Aber wenn Miner eine Full Node haben, bedeutet das, dass sie ihre eigenen Transaktionen und gefundenen Blöcke überprüfen können?

Die Blockvalidierung muss vom gesamten Netz bzw. von der Mehrheit der Nodes bestätigt werden. Nur dann können der Block und die Transaktionen in die Kette aufgenommen und als gültig betrachtet werden. Full Nodes werden für Miner benötigt, um ihre eigenen Transaktionen zu validieren und zu verifizieren, da Miner ihre Kryptowährung verkaufen. Im Allgemeinen sind es die Full Nodes, die die Funktion der Überprüfung der Transaktionen und der Korrektheit der gefundenen Hashes übernehmen und durch die das Netzwerk wächst und Transaktionen tatsächlich durchgeführt werden können. Die Miner suchen nur nach dem korrekten Hash für den neuen Block und senden, nachdem sie ihn gefunden haben, die Hash-Summe an das Netzwerk, damit sie von allen Nodes überprüft werden kann. Sobald diese Prüfung abgeschlossen ist, wird der Block validiert und in die Kette aufgenommen, und der Miner, der den Block gefunden hat, erhält seine Belohnung.

Was ist eine Masternode?

Masternodes sind Nodes in einigen Blockchains, die zusätzliche Funktionen erfüllen und dafür belohnt werden. Dafür laden sich die Nutzer die gesamte Blockchain und spezielle Software herunter. Bei solchen Blockchains erhalten die Nodes zusätzliche Belohnungen. Beispiele für Netzwerke mit Masternodes sind Dash, NEM, Syscoin und PIVX.

Nodes im Ethereum-Netzwerk

All dies trifft auf Bitcoin zu. Was ist mit der zweiten Kryptowährung?

Bei Ethereum gibt es folgende Arten von Nodes: Full Nodes, Light Nodes und Archiv-Nodes. Die ersten beiden ähneln den Nodes in BTC, während die Archiv-Nodes Full Nodes sind, die ein Archiv der historischen Zustände der Blockchain speichern. Die Archiv-Nodes können verwendet werden, um Informationen über jeden Block in der Kette zu jedem beliebigen Zeitpunkt herauszufinden. Full Nodes hingegen speichern alle Informationen in der Blockchain, zeichnen aber keine historischen Zustände auf.

Mit der Umstellung auf Eth 2.0 wird das Netzwerk über Validator-Nodes verfügen, d.h. Nodes, in denen Eth-Token platziert werden und die als Transaktionsüberprüfung gemäß dem Proof-of-Stake-Konsens fungieren. Um einen solchen Node “aufzuziehen“, bräuchte man allerdings 32 Eth – keine geringe Summe.

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Katharina Haas

Als ich 2017 meine Tätigkeit in der Kryptosphere anfing, wussten 95% der Leute fast nichts davon. Ehrlich gesagt hat sich seitdem nicht viel geändert. Allerdings scheint es Licht am Ende des Tunnels zu geben. Und ich bin gerne dabei.

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