CoinExアカデミー ｜ ノードとは何か、ブロックチェーン業界におけるその重要性を徹底解説

分散型の公的記録であるブロックチェーンの採用は、いわゆるビットコイン革命の重要な部分でした。分散型システムを使えば誰もが直接取引することが可能です。しかしそれは同時に、ビットコインコミュニティがネットワークの維持に貢献しなければならないことを意味します。すなわち、ネットワークノードの運営はその大きな部分を占めています。

暗号資産の分散化は、既存の金融システムに代わる有力な選択肢となるための重要な要素です。ビットコインや他の多くのネットワークは、一企業によって管理されるのではなく、ユーザーのコミュニティによって管理されています。

彼らはネットワーク上のすべてが円滑に実行されることを保証するために監督しています。これらの検証者は、誰もウェブ上で不正をしていないことを保証します。さらに、購入は最終的なものであり、キャンセルすることができないことを思い出させる役割を果たします。

彼らは自分のコンピュータの処理能力を寄付することでそれを行っています。ビットコインをはじめとする由緒あるブロックチェーン・ネットワークは、現在もプルーフ・オブ・ワーク（Proof-of-Work）プロセスに依存して運営されています。これは、取引を検証し新しい通貨を作り、参加者に報酬を与えるためのコンピュータのパワーに依存しています。

 ブロックチェーン全体は各ノードに保存されますが、このように世界的な台帳システムとして機能します。ネットワークの取引ログは、見ようと思えばいつでも誰でもアクセスすることが可能です。このことはすべての取引が正当であることを検証できることを意味します。

 取引データはネットワークノード間で送信されます。最終的には、これらのブロックチェーンユーザーを結びつけることに貢献します。ここではコンセンサス・アルゴリズムが機能しています。ノードはガイドブックとして機能します。ネットワークノードは、情報が生産され、受信され、転送される場所です。 

ノードの機能

デフォルトでは、新しい取引ブロックは、その操作を請け負ったマイナーによってすべてのネットワークノードにブロードキャストされます。ノードはその真正性（署名と取引）に基づいてブロックを受け入れたり拒否したりすることができます。一方、ノードは新しい取引ブロックを受信するとすぐに保存し、保管します。一言で言えば、ノードは次のようなことを行います。

取引のブロックはそれが正当なものかどうかに基づいてノードによって受理または拒否され、ノードによって保存・保管されます（ブロックチェーンの履歴を保存します）。

ブロックチェーンと同期する必要がある他のノードは、この取引履歴をブロードキャストして配布する他のノードから受け取ります（取引履歴の更新が必要です）。

マイナーとノードは別物である

マイニングする際、マイナーは完全なノードを動かして、新しいブロックに含める正当な取引を選択しなければなりませんが、完全なノードは現在のブロックチェーンの取引履歴に基づいて、提案された取引が公正であるかどうかを判断しなければなりません（つまり、関係するすべての残高が提案された取引を行うのに十分であるかどうかということです）。フルノードがなければ、これは不可能となります。その結果、マイナーは常に完全に動作するノードです。しかし、ノードは常に同時にマイナーであるわけではありません。デバイスは新しいトランザクションを生成するのではなく、すべてのトランザクション・データを受信、保存、ブロードキャストすることで、完全なノードとして動作することができます。このシナリオでは、よりディレクトリのように動作します。一方、マイナーは同じですが新しいトランザクションのブロックを生成しようとします。

ブロックチェーンノードのさまざまな種類

ブロックチェーン・ネットワークには、さまざまな種類のノードが存在します。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はすべてこのカテゴリに含まれます。

フルノード 

完全なノードはプラットフォーム上で行われたすべての取引に関するすべての情報を持ち、これまでに作成された最初のブロックまで遡ることができます。フルノードは取引の完了に不可欠であるため、ブロックチェーンの基礎を構成します。ノード間の検証により、ブロックチェーン上のすべての取引が信頼できるものであることが保証されます。

これらのノードには大量のデータがあるため、当然といえば当然です。このような大量のデータを継続的に処理するためには、膨大な処理能力が必要です。ブロックチェーンエコシステムでは、数千の完全なノードがいつでも同時に稼働することができます。これらのノードは、ネットワークの他の部分とは異なり、特殊なタスクを課せられています。

そのユニークな特徴の1つは、署名が各ブロック取引を認証することです。取引を検証するために、ノードは送信者のデジタル署名をチェックします。デジタル署名の生成には、送信者の秘密鍵が使われることが多くなっています。

新しいブロックとトランザクションを受け入れるか拒否するかは、彼らの手にも委ねられています。トランザクションの離脱は様々な理由で行われる可能性があります。不適切にフォーマットされたブロックは捨て去られます。拒絶のもう一つの理由は、いくつかの項目やデータが変更されている場合です。 

受信トランザクションは、他の人が検証するのを待たずに、これらのノードを実行することによって検証することができる。受信したトランザクションを検証するユーザーには、そのサービスに対して報酬が支払われることがある。 

ライトノード

ライトノードは、その名が示すように基本的に軽量部分の集合体である。一方、ライトノードは、ブロックチェーン全体を保持するのではなく、リンクしている前のブロックの情報を保存します。ブロックヘッダにはデータが含まれています。

ライトノードのようなノードは、常時稼働している必要ありません。一般的には、ブロックチェーンにアクセスするためにフルノードに接続するソフトウェアのビットです。結論から言うと、ライトノードはフルノードを仲介役として採用し、インターネットに接続します。また、口座残高や直近のヘッダーなどの情報には、フルノードを利用してアクセスすることが可能です。

これらのノードは控えめな活動であるため、機能するために多くのストレージやリソースを必要としません。100MBのストレージ容量と最低限の処理能力があれば、スマートフォンでもライトノードを運用することができます。ほとんどのライトノードは、数秒あれば自分がいるシステムと完全に同期することができます。 

スーパーノード

スーパーノードはフルノード間のリンクとして機能し、ネットワーク全体に正しいデータを広めることを支援します。オフチェーン機能はスーパーノードを介して処理されます。スーパーノードは、検証、承認、ゲートウェイ、およびサポートサービスを提供します。投票イベント、ブロックチェーン法への準拠、プロトコルイベントの実施などは、スーパーノードが提供するその他のサービスのほんの一部に過ぎません。

スーパーノードの大部分は常時オンラインです。また、他のノードよりも多くの電力とリソースを消費します。コントローラ・ノードを維持するには、電力、ストレージ、およびメモリの問題に対処する必要があります。その結果スーパーノードのオペレータは、報酬としてトークンやコインを受け取ります。

スーパーノードは万人向けではありません。スーパーノードを運営するためには、ハードウェアとビットコイン担保への初期投資が必要です。ブロックチェーンのルールを破った場合、セキュリティデポジットは返金されますが、担保は没収されます。

ライトニングノード

ライトニングネットワークにおいて、ライトニングノードはノードの1つです。従来のノードは、いくつかの重要な点でライトニングノードと異なります。ライトニングノードは、取引に直ちに関与することで、その信憑性を検証します。

ピアツーピア（P2P）ネットワーク上のノードも通信することができます。このノードの主な機能は、他のライトニングノードと資金を取引することです。

ノードを完全に制御し、ブロックチェーンの標準に完全に準拠したい場合は、ブロックチェーンノードを運用する必要があります。

ノードを運用しながらトランザクションを作成し、ブロードキャストすることは簡単で安全です。ユーザーのセキュリティは、外部接続からプライベートエッセンスを分離することで、さらに強化することができます。ブロックチェーンノードプロバイダーは、初心者や初めてノードを運用する人が、手順を簡単にし、時間をかけずに利用することができます。