O que são nós de blockchain e que tipos de nós de criptomoeda existem

Características Técnicas dos Nodes

Um node é um servidor que executa uma wallet de criptomoeda, mantendo-se sincronizado com outros sistemas semelhantes. O conjunto destes nodes constitui uma blockchain. Esta arquitetura permite distribuir rapidamente grandes volumes de dados.

O funcionamento dos nodes depende dos recursos computacionais do servidor. Qualquer dispositivo capaz de transmitir informação via Internet pode funcionar como node. Para além disso, é necessário instalar software especializado.

A maioria dos nodes desempenha três funções principais:

• Armazenar e partilhar dados de transações e saldos de wallets entre nodes.
• Aplicar as regras da rede (como os algoritmos de consenso PoS, PoW e outros).
• Manter registos distribuídos que documentam todas as transações em toda a história da rede.

Os nodes necessitam de ligação à Internet para funcionar. Dispositivos offline, usados apenas para armazenamento, não servem como nodes. Contudo, assim que se ligam à Internet, tornam-se nodes plenamente funcionais.

Importância dos Nodes

Para garantir a estabilidade da blockchain, é essencial uma rede de servidores sincronizados. O principal benefício é alcançar descentralização sem prejudicar a rapidez da troca de dados em grande escala.

Como os nodes estão distribuídos por diferentes países e cidades, mesmo que o acesso à Internet seja bloqueado numa região, a blockchain continua operacional. Mas se um único grupo controlar todos os nodes, pode assumir o controlo total da rede, comprometendo a descentralização.

A descentralização é uma vantagem fundamental das criptomoedas. Para isso e para assegurar o armazenamento distribuído dos dados, as blockchains recorrem a múltiplos nodes. Nem todos os nodes participam em mining, mas todos guardam o histórico completo de transações, impedindo que um grupo restrito controle o registo distribuído.

Os utilizadores que disponibilizam recursos computacionais para apoiar a blockchain recebem recompensas, incentivando a participação na rede distribuída.

Tipos de Nodes

Os nodes de blockchain diferenciam-se pelo seu papel e objetivo. Existem tipos padrão comuns a várias blockchains, e algumas redes utilizam modelos adicionais de nodes com funcionalidades expandidas.

Full Nodes

Os full nodes são o tipo original de node, surgido inicialmente para o Bitcoin. São a espinha dorsal da blockchain e participam na validação final das transações.

Um full node armazena todos os dados de transações e blocos desde o início da rede até ao presente. Quando alguém transfere moedas, cada node “vê” a transação e regista-a no seu histórico.

Podem operar em simultâneo dezenas de milhares de full nodes numa única blockchain, trocando informação de forma constante. O processamento deste volume elevado de dados exige grande capacidade computacional.

Ao instalar um full node pela primeira vez, é necessário sincronizar — descarregar a blockchain inteira. Em algumas redes, isto consome muito espaço de armazenamento. Por exemplo, a blockchain do Bitcoin ocupa várias centenas de gigabytes e a sincronização inicial pode demorar semanas.

Se um node se desligar da rede, ao voltar a ligar tem de se sincronizar novamente para descarregar todos os dados produzidos enquanto esteve offline.

Os full nodes oferecem funções que os diferenciam de outros tipos de nodes. Uma das principais é a verificação de assinaturas (chaves) para validar transações e blocos. Se detetarem erros — como formatação incorreta, problemas de algoritmo, duplicação ou adulteração de registos — podem rejeitar a transação.

Os utilizadores que operam um full node podem verificar autonomamente as transferências recebidas. Podem ainda participar em mining e receber recompensas, se assim o desejarem.

Light Nodes

Os light nodes não armazenam toda a blockchain. Guardam apenas o registo do bloco ao qual estão ligados e normalmente não operam de modo contínuo.

Tipicamente, um light node é um software que se liga a um full node e transmite dados — como saldos de contas e histórico de transações — para o dispositivo do utilizador. Na prática, utiliza o full node como porta de entrada na blockchain.

Um light node proporciona as funções essenciais para usar criptomoeda sem exigir muitos recursos computacionais ou de armazenamento. Assim, podem ser executados até em dispositivos móveis. A sincronização demora, por norma, apenas alguns segundos.

Pruned Full Nodes

Um pruned full node descarrega e sincroniza toda a blockchain apenas no arranque inicial. Depois, carrega automaticamente novos blocos e elimina os mais antigos quando atinge o limite de armazenamento pré-definido. Este limite pode ser, habitualmente, definido nas definições pelo utilizador, por exemplo 10 GB.

Mining Nodes

Os mining nodes participam no mining de criptomoedas e só existem em blockchains com o algoritmo Proof of Work. Estes nodes podem ser full ou light nodes.

Lançar um mining node requer hardware potente:

• Processador central (CPU);
• Processador gráfico (GPU);
• Circuito integrado específico para aplicação (ASIC).

É também necessário instalar software especializado.

O mining de Bitcoin implica resolver problemas matemáticos complexos. Os cálculos bem-sucedidos geram um código único — um hash — que comprova a realização do trabalho.

O miner envia este hash para ser validado pelos restantes nodes. Se o hash cumprir os critérios definidos, o miner adiciona um novo bloco e recebe uma recompensa.

Staking Nodes

Os staking nodes são o equivalente dos mining nodes em blockchains com o algoritmo Proof of Stake. Estes nodes validam transações e adicionam novos blocos, podendo ser full ou light nodes.

No staking, as recompensas são atribuídas por manter uma quantidade específica de moedas — não pelo trabalho computacional. Assim, operar um staking node dispensa equipamento dispendioso. Basta configurar o software de forma correta e depositar os fundos necessários.

Masternodes

Um masternode é semelhante a um full node: armazena a blockchain completa e permanece sincronizado, mas oferece funcionalidades adicionais. O seu principal objetivo é garantir o anonimato, fracionando transações e encaminhando-as entre wallets.

Para operar um masternode, o utilizador deve cumprir os requisitos da blockchain — normalmente manter um saldo mínimo e configurar o servidor de acordo com as especificações do projeto.

Ao realizar uma transação anónima, as moedas do utilizador são misturadas dentro dos masternodes. Este processo pode envolver vários nodes, escolhidos aleatoriamente a nível mundial. O número de rondas de mistura varia, sendo definido manual ou automaticamente. Como resultado, torna-se impossível rastrear o remetente e o destinatário.

Os masternodes podem ser usados em modelos de consenso Proof of Stake ou híbridos PoW/PoS. Para incentivar os utilizadores, o sistema paga uma parte das taxas de mining aos operadores de masternodes, sendo a recompensa variável consoante a blockchain.

Algumas blockchains implementam ainda um masternode especializado, denominado supernode.

Lightning Nodes

A Lightning Network (LN) é um protocolo de segunda camada do Bitcoin, composto por uma rede de canais de pagamento entre utilizadores. Neste sistema, nodes dedicados de alta velocidade sincronizam-se entre si e com a blockchain principal.

Os lightning nodes apenas verificam as transações a que estão diretamente ligados — ao contrário dos nodes padrão, que validam todas as transações. Isto permite o máximo rendimento de transações.

Validadores e Oracles

Em redes descentralizadas, os nodes podem assumir funções adicionais:

• Um node validador verifica e aprova transações, podendo usar diferentes algoritmos consoante a blockchain.
• Um node oracle transmite dados de sistemas externos para a blockchain — por exemplo, taxas de câmbio em tempo real para um serviço de trading baseado em blockchain.

Um script oracle converte dados externos num formato compatível com smart contracts. O validador verifica depois a informação do oracle juntamente com os restantes dados da blockchain.

Cada sinal de oracle é verificado por múltiplos validadores, reforçando a segurança da rede.

Forks e Alterações na Função dos Nodes

Qualquer projeto de criptomoeda pode ser alvo de atualizações periódicas. Para que as alterações tenham efeito em toda a rede, todos os nodes devem adotá-las. Por vezes, as comunidades de developers e validadores não chegam a acordo, havendo nodes que aceitam as atualizações e outros que as rejeitam. Este processo de alteração denomina-se fork.

Existem dois tipos de forks:

• Soft fork — alterações e melhorias menores que não violam as regras principais da blockchain. Os proprietários dos nodes devem atualizar o software para adotarem estas mudanças. Mesmo que só alguns nodes atualizem, o sistema, em geral, mantém-se estável.
• Hard fork — alterações estruturais profundas na blockchain. Como consequência, podem surgir novos tipos de nodes. Por exemplo, uma grande atualização no Ethereum alterou o algoritmo de consenso, substituindo alguns nodes e introduzindo novas funções de validador.

Se a comunidade não concordar com um hard fork, a rede divide-se em duas blockchains incompatíveis: uma mantém a configuração original; a outra adota a nova.

FAQ

O que é um node de blockchain e qual a sua função na rede?

Um node de blockchain é um participante da rede que distribui dados e valida transações. Os full nodes guardam todo o histórico da blockchain e asseguram a descentralização da rede, sendo a base da segurança e do consenso nos sistemas de criptomoedas.

Quais são os principais tipos de nodes de criptomoeda?

Os principais tipos de nodes são os full nodes, que armazenam toda a blockchain e validam todas as transações, e os light nodes, que operam com dados mínimos. Os full nodes asseguram a segurança da rede e os light nodes permitem um acesso mais prático.

Qual a diferença entre um full node e um light node?

Os full nodes armazenam a blockchain completa e requerem mais capacidade de processamento, memória e espaço em disco. Os light nodes não guardam a blockchain completa — descarregam apenas os dados necessários — e podem funcionar em dispositivos com recursos limitados.

Como lançar o seu próprio node de blockchain?

Escolha um servidor dedicado, instale o software de blockchain necessário, abra as portas do firewall requeridas e sincronize a cadeia. Para staking, deposite fundos e configure a validação.

Quais os requisitos de hardware e Internet para operar um node?

É necessário um processador multi-core (2 ou mais núcleos), pelo menos 2 GB de RAM e uma ligação à Internet estável. Sistemas operativos suportados: Windows 10/11, macOS 10.15+ ou Linux.

É possível obter recompensas por operar um node e como funciona?

Sim, operar um node pode gerar recompensas em criptomoeda. O valor depende da rede e do mecanismo de consenso. Em sistemas PoS (Proof of Stake), recebe-se recompensas pela validação de transações. Noutras redes, as recompensas são atribuídas pelo apoio à infraestrutura e processamento de blocos.