什么是以太坊（ETH）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。

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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。

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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。

目前使用最多的只有4个客户端，因为虽然数量很多，但大部分用的很少。

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”的节点，即那些源自以前基于工作量证明的协议的节点。

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。

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自从以太坊协议在9月15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%。

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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。

换句话说：

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

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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，开发了专门用于挖矿的软件。

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，其中记录了历史上以太坊上的所有交易，节点必须逐一检查。

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，它们执行智能合约中包含的指令。

向PoS的转变

Merge以及向PoS的转变改变了一切。

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BeaconChain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32ETH，这使得安全问题更加相关。

安全

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。

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