ブロックチェーンのノードとは？
ノードとは、ネットワーク内の他のノードにデータを配布するか、ネットワークのエンドポイントであるネットワーク内のポイントです。典型的なブロックチェーンノードは、ネットワーク内の複数の他のノードに相互接続できます。
ブロックチェーンでは、ノードは通常、コンピュータ、ラップトップ、サーバーなどのデバイスです。ブロックチェーンノードは、取引ブロックの検証や拒否など、さまざまな機能を実行できます。ノードは、ブロック内に取引履歴を保存・保存することもできます。同様に、取引履歴を他のノードに配布して、保護保管や将来の参照に役立てることができます。
しかし、ブロックチェーンとは具体的に何なのでしょうか？
ブロックチェーンのしくみ
ブロックチェーン技術は、改ざん防止機能を持つと考えられているため、非常に人気が高まっています。ブロックチェーンネットワークは、金融取引に安全な環境を提供するだけでなく、自己制御型であり、不正な介入や操作を防ぎます。
ブロックチェーン上で取引が行われるたびに、取引の記録が記録され、ネットワーク内のすべてのノードに配布されます。取引はブロックに記録されます。ブロックには、数百万のさまざまな金融取引の記録を含めることができます。
財務記録のコピーはネットワーク内のすべてのノードに配布されるため、金融取引の記録を操作することはほぼ不可能です。これは、操作を試みた人物が、数千のノードにまたがって保持されている記録を変更する必要があるためです。理論的には、不正な変更がネットワーク上に保管されている記録に対応しないため、システムはあらゆる操作をキャッチします。
金融取引はブロックチェーンネットワークでどのように記録されますか？
ブロックチェーンネットワークは分散型であるため、システムは自動的に金融取引を認証します。最初のステップでは、プライベートキーとパブリックキーを使用してネットワークにアクセスするユーザーによって、トランザクションが認証されます。2番目のステップでは、トランザクションを表すブロックが作成されます。その後、取引の記録はネットワーク内のすべてのブロックチェーンノードに送信されます。
ユーザー間で取引が合意されると、ノードは取引を検証します。大多数のノードが取引を検証した場合、既存のブロックチェーンに追加されます。アップデートはネットワーク全体に配布され、取引サイクルが完了します。
ブロックチェーンにノードが必要な理由
ブロックチェーンノードは、ブロックチェーンネットワーク上のデバイスであり、ネットワーク上の取引のコピーを保持し、取引の検証や認証などの重要な機能を実行する場合があります。
ブロックチェーンノードの具体的な役割に基づいて、以下のことが可能です。
- 取引を承諾または拒否します。
- 取引を検証・管理します。
- 情報をブロックに保管し、暗号化します。
- 通信ポイントとして、他のノードと接続します。
特定のタイプのノードの役割は、別のノードの役割とは異なる場合があります。たとえば、特定のノードは取引を検証するようにプログラムされており、他のノードは取引の記録のみを担当します。ノードが他のノードとデータを共有する場合もあります。
また、ノードは可用性に基づいて分類されます。オンラインノードとは、ネットワークに継続的に更新を送信するノードです。常にアクティブです。一方、オフラインノードは必ずしもネットワークに接続されているわけではありません。オフラインノードを接続すると、ネットワークとの同期を維持するために、台帳のコピーをダウンロードして更新する必要があります。
また、各ノードには固有の識別子がデバイスに添付されていることを覚えておくことも重要です。この一意のIDにより、ネットワーク内の特定のノードを識別できます。ノードは、記録の保管者として、誰もがいかなる種類の制限もなく取引記録にアクセスできるようにします。ブロックチェーンの取引は、IDを使用して簡単に追跡できます。
全体として、ノードはブロックチェーンネットワークにとって重要です。ノードがなければ、ブロックチェーンは存在しなくなるからです。
ノードがブロックチェーンを保護する方法
ノードは、最新の取引とレコードを同期させることで、ブロックチェーンのセキュリティを確保します。ノード数が多いため、ハッカーが変更を行ったり、検出されないままでいることは事実上不可能です。ハッカーは数千ものノード間でコピーされたデータを削除できないため、データは安全です。
停電、ハッキング、システムクラッシュは、データが1つのノードに限定されていないため、脅威とはなりません。問題が発生した場合は、他のノードが利用できるため、ネットワークが正常に動作し続け、必要なリソースにアクセスできるようになります。
また、ブロックチェーンネットワークは、世界的な危機に見舞われる可能性があります。実際、ブロックチェーン全体を運用するには、1つのノードしか必要ありません。すべてのノードがオフラインになっても、ネットワーク全体を復元するのに必要なノードは1つだけです。運用面では、ノードはブロックチェーンのバックボーンです。ノードがない場合、ネットワークは存続しません。
ブロックチェーン上のノードの種類とは？
ブロックチェーンネットワークには、さまざまなタイプのノードが含まれる場合があります。これには、フルノード、ライトノード、スーパーノード、ライトニングノードが含まれます。（VeChainのオーソリティノード、マスターノード、剪定ノード、マイニングノードなど、他のノードにも遭遇します。）
以下は、ノードの最も重要なタイプの概要です。
全ノード
完全ノードには、プラットフォームでの最初の取引以降のすべてのブロックに関する完全な履歴と情報が含まれます。完全なノードは、取引を完了するために不可欠であるため、ブロックチェーンのバックボーンを形成します。取引が開始されると、ブロックチェーン全体のすべてのノードがブロックを検証し、認証します。
言うまでもなく、これらのノードには多くのデータがあります。このような膨大なデータを継続的に処理するには、ノードに膨大な計算能力が必要です。ブロックチェーンのエコシステムでは、何千ものノードが連携して機能する可能性があります。これらのノードには、ネットワーク上の他のノードとは異なる特定の責任があります。
その特徴の1つは、各ブロック取引で署名を検証することです。トランザクションを認証するには、ノードがデジタル署名を検証します。デジタル署名は通常、送信者が使用するプライベートキーです。
また、新しいブロックや取引を受諾または拒否する権限も有しています。取引を却下する理由は複数あります。フォーマットが正しくないブロックは却下されます。同様に、重複したエントリやレコードの操作も拒否の理由です。
これらのノードを実行すると、他のユーザーが認証するのを待たずに、入金トランザクションを検証できます。場合によっては、入金取引を検証した利用者は、その努力に対して報酬を受け取ることができます。
ライトノード
名前が示すように、ライトノードには軽微または限定的な情報が含まれています。完全な情報を保存する代わりに、ライトノードには、接続された特定の以前のブロックに関連する情報が含まれます。情報はブロックヘッダーに保存されます。
他のノードとは異なり、ライトノードは継続的に稼働する必要はありません。通常、フルノードに接続してブロックチェーンにアクセスするソフトウェアです。実際、ライトノードはネットワークにアクセスするための仲介者としてフルノードを使用します。また、アカウント残高や最新のヘッダーの要求などの情報を得るために、完全なノードも使用します。
これらのノードは軽量であるため、運用に多くのストレージやリソースを必要としません。モバイルでライトノードを実行できます。計算能力の低い100MBのストレージスペースで運用を正当化できるからです。ほとんどのライトノードは、わずか数秒でネットワークと同期できます。
スーパーノード
スーパーノードは、全ノードを接続し、ネットワーク全体に情報を広め、全員が正確なデータを確実に得られるようにします。Supernodeはオフチェーン機能に対応しています。認証、承認、ゲートウェイサービス、サポートを提供しています。通常の運用に加えて、投票イベント、ブロックチェーン法の遵守、プロトコルイベントの実行も促進します。
スーパーノードは通常、常にオンラインです。他のノードとは異なり、運用にはより多くの電力とリソースが必要です。マスターノードを実行すると、メンテナンス、電力、ストレージスペース、メモリに対処する必要があります。このオーバーヘッドの結果、スーパーノードのオペレーターはトークンやコインの形で補償されます。
誰もがスーパーノードを運用できるわけではありません。スーパーノードを運用するには、機器に先行投資し、仮想通貨の形で担保を提供する必要があります。保証金は利息を受け取りますが、お客様がブロックチェーンのルールに違反した場合、担保は没収される可能性があります。
ライトニングノード
雷ノードは、雷ネットワーク上のノードです。従来のノードと雷ノードには、いくつかの重要な違いがあります。ネットワーク上の各取引を検証する代わりに、雷ノードは直接やり取りすることで取引を検証します。
ライトニングノードは、ピアツーピア（P2P）ネットワーク上の他のノードと相互作用することもできます。このノードの主な機能は、他の雷ノードとお金を交換することです。
マイニングノードとは？
すべての取引は、マイナーによってブロックチェーンに追加されます。マイニングノードとも呼ばれます。ブロックチェーン上のすべてのノードには、マイナーになるオプションがあります。
ブロックチェーンに取引を追加・検証することで、マイナーになる大きなインセンティブがあります。たとえば、ビットコインブロックチェーンに取引を追加するノードは、ビットコインレート48,000ドルに基づいて約30万ドル相当の6.25ビットコインを獲得できます。
この潜在的に有利な機会のために、多くのマイナーは取引を追加したいと考えています。したがって、ビットコインブロックチェーンソフトウェアは、すべてのマイニングノードが解決するための数学的パズルを提供します。パズルを解く人は誰でも、取引を追加することができます。
もちろん、それほど簡単なことではありません。この例は、マイニングノードの概要と、マイナーがブロックチェーンに取引を追加するために相当な時間と労力を費やす理由を説明するものです。また、マイニング特典はブロックチェーンプラットフォームの種類によっても異なることを覚えておくことも重要です。
ビットコインノード対イーサリアムノード対カルダノノード
ビットコインノードは、ビットコインブロックチェーンの一部です。最近のデータによると、11,500以上のビットコインノードがあり、その数は毎月増加しています。
ビットコインノードの正確な数をカウントする明確な方法はありません。多くのノードが非アクティブであり、その多くがプライベートに運用されるためです。ビットコインノードを実行すると、セキュリティが強化され、プライバシーが強化されます。
イーサリアムノードは、ビットコインノードと非常に似ています。専門家は、イーサリアムノード数がビットコインノード数を上回っていると推定しています。イーサリアムノードを実行するには、特定の管理スキルが必要です。
ノードは、高速、フル、またはライトモードで実行できます。イーサリアムクライアントをHDD（ハードディスクドライブ）上で実行するには、8MB以上の帯域幅、4GBのRAM、2コアのCPUが必要です。一方、ビットコインノードをフル稼働させるには、電力が少なくて済みます。
カルダノノードも人気が高まっています。これらは、カルダノネットワークを支えるトップレベルのノードです。そのトポロジーは、各ノードに取引のコピーを保存しないため、イーサリアムやビットコインとは若干異なります。代わりに、システムはノードのコレクションの中でリーダーを指名し、最終的に取引を検証します。
ノードの実行方法
すでにご想像のとおり、異なるプラットフォームでノードを実行する場合、手順やシステム要件は異なります。簡単にするために、最も人気のあるブロックチェーンネットワークの1つであるビットコインでノードを実行する方法について簡単に説明します。この例では、ノードがそのようなプラットフォーム上でどのように実行されるかを説明します。
ビットコインノードを実行するには、Windows、Mac OS X、Linuxの最新バージョンを実行しているラップトップまたはデスクトップが必要です。コンピューターには、2 GB以上の空きディスク容量と2 GB RAMが必要です。システムは、400KB以上の速度でブロードバンドインターネット接続にアクセスできる必要があります。また、ノードを1日に6時間以上稼働させる必要があります。
ビットコインコアは、上記の最低要件を持つローカルマシンで実行できます。そのためには、ビットコインコアクライアントを設定する必要があります。ブロックチェーンとの同期には数日かかる場合があります。
もう1つの選択肢は、クラウドでノードを実行することです。Google CloudまたはAWSでアカウントを設定した後、ビットコインコアをダウンロードし、コンピュータでポート設定を構成します。コンピューターに接続できるビットコインノードを事前に設定するなど、ビットコインノードを実行する方法は他にもあります。
ブロックチェーンノードプロバイダーとは？
ノードはご自身でインストールできますが、技術的な問題により進捗が妨げられる可能性があります。問題を解決する1つの方法は、ブロックチェーンノードプロバイダーから支援を受けることです。これらのブロックチェーン・アズ・ア・サービス企業は、さまざまなプラットフォームでノードを運用するために必要なインフラ、リソース、テクノロジーを提供しています。
プロバイダーは、ノードのすべての責任を処理します。必要に応じて、ノードを実行するネットワークを選択できます。
ブロックチェーンノードプロバイダーを選択する場合、ノードの運用を外部委託する価格と、自分で行う価格を比較する必要があります。プロバイダーが何らかのセキュリティ保証を提供するようにしてください。セキュリティの失効は深刻な金銭的影響をもたらす可能性があるためです。また、ノードプロバイダーの実績に注意し、サービスがお客様の商品とうまく統合されていることを確認してください。
おわりに
おそらく、ブロックチェーンノードを運用することが、ノードを完全に制御し、ブロックチェーンルールに従っていることを保証する唯一の方法です。
ノードを実行しながら、個人情報を損なうことなく取引を簡単に作成・配信できます。また、プライベートキーを外部接続から分離しておくことで、セキュリティを向上させることもできます。初心者でも初心者でも、ノードを運用したばかりの人でも、ブロックチェーンノードプロバイダーを選ぶことができます。これにより、プロセス全体が使いやすく、時間がかかりません。