Bitcoin draait op een peer-to-peer netwerk dat bovenop het internet is gebouwd. Eenvoudig gezegd: de computers die het Bitcoinnetwerk besturen, hebben dezelfde rol en zijn gelijk. Alle deelnemende computers in het netwerk dienen om diensten te verlenen aan het Bitcoin-ecosysteem. Bitcoin heeft dus geen servers omdat het netwerk en de diensten niet gecentraliseerd zijn. In plaats daarvan hebben de computers die het netwerk besturen een willekeurige verdeling over de wereld. Dergelijke protocollen draaien voornamelijk op cryptoplatforms zoals immediate-edge.
De architectuur van Bitcoin definiëren
De architectuur van Bitcoin is open, gedecentraliseerd en veerkrachtig. Bitcoin is een peer-to-peer virtueel betaalmiddel, met decentralisatie als kernprincipe. Dat netwerk kan alleen in stand worden gehouden met een op consensus gebaseerd mechanisme.
Bitcoinnetwerk verwijst naar de verzameling individuele nodes die het Bitcoin-protocol uitvoeren. Bitcoin gebruikt echter nog andere protocollen dan het Bitcoin P2P-protocol. Stratum is een uitstekend voorbeeld van een protocol dat wordt gebruikt voor mijnbouwoperaties en mobiele portefeuilles.
Gateway-routing servers gebruiken het Bitcoin B2B-protocol om toegang te krijgen tot het netwerk dat deze aanvullende protocollen levert. Vervolgens breiden zij het netwerk uit tot knooppunten waarop andere protocollen draaien.
Soorten nodes en hoe ze werken
Hoewel de nodes op het Bitcoinnetwerk hetzelfde zijn, kunnen ze verschillende rollen aannemen op basis van de functies die ze ondersteunen. Een Bitcoin-node dient verschillende doelen, waaronder routing, het blockchain-grootboek, mijnbouw en het draaien van portemonneediensten. Hoewel alle nodes moeten helpen met de routeringsfunctie om deel te nemen aan het netwerk, kunnen zij een of meer van de andere functies op zich nemen.
Alle Bitcoin-nodes zijn verantwoordelijk voor het valideren en verspreiden van transacties en blokken. Zij ontdekken en onderhouden ook verbindingen met de andere nodes op het netwerk. Volledige nodes die alle vier bovenstaande functies vervullen, onderhouden en updaten ook het blockchain-grootboek. Zij kunnen autonoom transacties verifiëren en authenticeren zonder externe referenties.
Sommige nodes onderhouden slechts een subset van de blockchain en verifiëren transacties via vereenvoudigde betalingsverificatie (SVP). Dergelijke nodes worden lichtgewicht- of SVP-nodes genoemd. In tegenstelling tot volledige nodes hebben SVP-nodes geen volledige kopie van de blockchain.
Miners gebruiken nodes om nieuwe blokken te maken door gespecialiseerde hardware te gebruiken om cryptografische puzzels op te lossen. Sommige mining-nodes fungeren ook als volledige nodes, met mogelijkheden om een volledige kopie van de blockchain bij te houden.
Naast de primaire nodestypes op het Bitcoin P2P-protocol bestaan er andere nodes en servers die andere functies uitvoeren, zoals gespecialiseerde mijnpoolprotocollen en lichtgewicht cliënttoegangsprotocollen.
De ontdekking van nodes op het Bitcoinnetwerk
Wanneer een nieuw node ontstaat, moet het zich verbinden met andere nodes op het Bitcoinnetwerk om deel te nemen. Een nieuw node moet ten minste één bestaand node op het cryptonetwerk ontdekken en daarmee verbinding maken. In tegenstelling tot andere netwerken kent Bitcoin geen geografische topologie. De geografische locatie van de nieuwe en bestaande nodes is dus niet relevant. De nieuwe node kan willekeurig een huidige node ontdekken en ermee verbinden.
Een nieuwe node kan op twee manieren nieuwe peers vinden op het Bitcoinnetwerk. De eerste is via NDS query, met behulp van DNS seeds, waarbij servers een lijst met IP-adressen van bestaande Bitcoin-knooppunten verstrekken om het ontdekken en verbinden te vergemakkelijken. De andere manier is door de nieuwe node rechtstreeks een IP-adres te geven van ten minste één bestaande node om verdere relaties tot stand te brengen.
Globaal gezien heeft Bitcoin geen servers. In plaats daarvan draait het op een gedecentraliseerd of P2P-netwerk van nodes, willekeurig over de hele wereld verspreid. Toch is Bitcoin nog een jonge uitvinding, met een relatief complexe architectuur en verschillende unieke aspecten die we misschien nog niet helemaal begrijpen.
