노드의 역할
비트코인 네트워크에서 노드란?
: 라우팅, 블록체인 데이터베이스, 채굴, 지갑 서비스 등 기능의 집합체를 의미한다.
모든 기능을 다 수행 할 필요는 없고, 일부만 수행하는 노드들도 있다.
:모든 노드는 라우팅,
: 모든 노드가 동등한 위치에 있다. 하지만 각 각 역할이 다르다.
노드의 종류
:풀 노드는 완전하고 가장 최신의 블록체인 복사본을 가지고 있다. 풀 노드는 외부 참조 없이도 독자적이고 신뢰할 수 있는 방법을 통해 어떠한 거래도 검증할 수 있다.
:SPV(Simplified Payment Verification) 노드는 라이트 노드 혹은 웨이트 노드라고도 불리운다. 블록체인의 부분집합만으로만 유지되는 노드이다. 이 노드는 단순지불검증(SPV) 방법을 이용해서 거래를 검증한다.
:채굴 노드는 채굴을 진행하는 노드이다. 작업증명(POW) 알고리즘을 푸는 전용 하드웨어를 실행해서 새로운 블록을 생성하기 위해 경쟁한다. 채굴 노드는 풀 노드인 경우도 있고 라이트웨이트 노드로 활동하며 풀 서버에 의존한느 경우도 있다.
:노드의 종류는 보통 해당 노드가 행하는 행동이나 맡은 역할에 따라서 나뉘어진다.
하지만, 역할에 따라 지위가 결정되지는 않고, 노드가 자의적으로 역할을 바꿀 수 있다.
Bitcoin Relay network
:정보 전달 및 네트워크 동기화에 있어 지연시간(latency)을 최소화하기 위하여 고안된 방법
:비트코인 코어 개발자 중 한명인 Matt Corallo라는 개발자에 의해 소개되고 개발 되었음
:2015년에는 안정적으로 운영되는 특정 노드들을 선별하여 AWS에 호스팅 시켜 lataency 감소에 영향을 줌
곧이어, 2016년에 FIBRE(Fast Internet Bitcoin Relay Engine)를 개발하여 이전 버전을 대체함
:FIBRE는 UPD 기반 릴레이 네트워크이며, compact block optimization으로 데이터 공유량을 줄이고 이를 기반으로 network latency 역시 낮춤
:Bitcoin Relay netwokr는 bitcoin p2p network의 대체재가 아닌 보완재에 가까움
네트워크 검색
검색방법
- 위 그림에서 일어나는 것을 handshake라고 부른다.
- 새로운 노드가 네트워크에서 정상적으로 작동하기 위해서는 최소한 1개의 다른 노드와 연결이 되어야 한다.
- 다른 노드를 찾기 위해서 검색하는데 상요하는 방법이 handshake이다.
- handshake를 하고 난 후, 노드로서 정상적인 작동을 시작한다.
Handshaking
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핸드셰이킹은 정보기술과 전기통신 및 관련분야에서 채널에 대한 정상적인 통신이 시작되기 전에 2개의 실체 간에 확립된 통신 채널의 변수를 동적으로 설정하는 자동화된 협상 과정이다.
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채널의 물리적인 확립이 잇따르며, 정상적인 정보 전송 이전에 이루어진다.
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이웃 노드가 연결 요청을 승인할 경우 그에 대한 답으로 verack로 응답한다.
verack(version + acknowledgement)
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이웃 노드는 클라이언트 목록에 기록된 종자노드를 이용하여 신속하게 네트워크 내 다른 노드를 검색한다.
종자노드
:종자노드는 오랫동안 안정적으로 작동하는 노드들의 리스트이다.
:dnseed로 조정한다(1이면 사용)
:시드 노드르 사용해서(-seednode) 이웃과 연결되었으면 자신의 ip address를 이웃에게 전송한다.
:이웃은 그 메세지를 그들의 이웃에게 메세지를 전송한다. 새롭게 연결된 노드는 getter를 통해서 이웃들의 ip주소 목록을받는다.
:일련의 과정을 거친후 다른 노드도 나를 검색 할 수 있게 된다.
인벤토리 교환하기
정보교환
- getblocks를 통해 서로 갖고 있는 가장 마지막 블록 확인
- 더 긴 체인을 보유한 노드가 inv라는 메세지를 보냄(inv에는 공유 받아야 할 첫 500개 블록의 해시 정보가 있음)
- NodeB는 받아야 할 노드(NodeA)가 어디에서부터 받아야하는지 인식 후 그 번호로부터 500개를 보냄
- NodeA는 getdata라는 메세지를 보내고 이에 응답으로 block에 대한 정보를 보냄
동기화 절차
- version메시지로 시작
:노드의 현재 블록체인 높이(블록의 갯수)를 알 수 있는 Bestheight를 담고 있다. - version으로 이웃노드와 자신의 블록 개수 비교 가능
- 가장 상부에 있는 블록의 해시를 담고 있는 getblock 메세지를 교환
- 길이 비교 후, 더 짧은 체인을 보유한 노드를 파악
- inv(인벤토리) 메세지를 이용해서 해시를 공유, (요청노드가) 첫 500개의 블록을 확인한다.
- 해당 블록을 갖고 있지 않은 노드(요청노드)는 일련의 getdata메세지를 전송하여 이웃 노드에게 블록의 데이터를 요구한다.
- inv메세지에 있는 해시값을 이용해서 수신받은 블록 데이터가 정확한지 확인하여 블록체인을 만든다.
SPV(Simplified Payment Verificaion)
spv 노드의 특징
:spv 노드는 블록 헤더만을 다운로드 받는 노드
:거래에 대한 정보가 없다는 것은 UTXO 기반 거래의 결과를 직접 검증(verify)하지 못한다는것 -> 풀노드의 도움을 받아야 한다.
:Full node의 경우에는 직접 본인이 보유한 데이터를 기반으로 검증할 수 있음
:SPV노드는 이와 다르게 경로를 기반으로 거래를 검증한다.
이를 위해 Full node에게 정보를 요청하고 받은 path로 검증
