什么是节点，与矿工是什么关系？

背景

  • 区块链：是一个全球的公共账本，记录全部交易历史记录。

  • 交易：是账本上的一条条记录，如 "张三转给李四 5 个 KAS 币"。

1. 节点

  • 职责：审计，验证

  • 工作内容：新的交易，首先会被提交到节点。节点负责做严格审计：

    • 张三的签名有效吗？

    • 张三的账户里有 5 KAS 吗？

  • 只有审计通过的交易，才有资格被记入账本。

功能

  • 节点守护的是：账本内容的正确性。

(1). 网络如何"惩罚"作恶节点？

区块链网络的惩罚不是“抓起来”，而是 “隔离”。

作恶行为网络的“惩罚”机制
广播无效数据立即丢弃 + 连接降级：诚实节点会拒绝无效数据，并可能断开与恶意节点的连接。
隐瞒数据/审查被网络边缘化：由于网络是点对点网状连接，信息会通过其他路径传播。不作为节点会被绕过，失去影响力。
51% 攻击后面详细分析。

提示

  • "审查" 是指故意拒绝转发数据，隐瞒交易等。

  • 每个节点会私下维护一个对其“对等节点”的评分机制，节点会定期管理自己的连接池。当它需要腾出空间给新的、可能更优质的对等节点时，它会优先断开与那些“不活跃”或“表现不佳”的节点的连接。

2. 矿工

  • 职责：记账

  • 工作内容：矿工将一批审计通过的交易收集起来，通过解一道非常难的数学题（工作量证明）来竞争​​记账权​​。

  • 赢得竞争的人，获得将新一页账目（新区块）正式写入账本的权利

    • 在最终取得全网接受，并成功写入账本后，获取奖励：区块奖励和交易费。​​

功能

  • 矿工守护的是：账本​​进程的连续性和安全性​​。

(1). 网络如何"处罚"作恶矿工

作恶方式细节及处罚机制
生产无效区块每个节点都会根据共识规则校验区块，一旦发现无效立即拒绝。区块被整个网络拒绝，挖该区块所消耗的算力（电力成本）完全浪费。
交易审查矿工故意不将特定地址的交易打包进区块。 用户发现交易长期未确认，而其他交易正常。可通过广播到更多节点来绕过。
51% 攻击节点无法拒绝。后面详细分析。

3. 用户交易的工作流程

  • 普通用户提交的交易，先由公共节点验证并广播。

  • 矿工收集有效交易，通过 PoW 竞争出块权。

相关信息

专业的矿工都会运行自己的私有全节点。他们的节点连接到网络，独立验证并收集网络中的有效交易存入内存池。随后，矿工从自己的内存池中选取交易进行打包挖矿。

  • 矿工挖出的区块仍需取得所有公共节点的最终验证，才能被接受并写入账本。

总结

  • 矿工依赖节点：矿工需要从节点处获取最新的网络状态和待处理交易。

  • 节点制约矿工：即使矿工拥有巨大算力，如果产生无效区块（如伪造交易），也会被节点网络拒绝，使其徒劳无功。节点是共识规则的最终守护者。

4. 攻击者控制 51% 算力（控制"矿工"）

  • 攻击能力：
    • 可以发动：双花攻击。这是主要攻击形式，通过秘密挖掘更长的链来撤销已确认的交易。
    • 可以实施：交易审查。在一定程度上拒绝打包特定交易。
  • 攻击局限性：
    • 绝对不能：修改共识规则、凭空创造代币、盗取他人资金。因为公共节点会严格校验，拒绝任何违反规则的区块，使攻击无效。
  • 节点的角色：
    • 节点无法阻止符合规则的双花攻击发生，因为攻击链在技术上"有效"（"工作量"最大）。
    • 节点是防御更恶劣攻击的最后防线，确保基础规则不被破坏。

小结：

控制算力 = 获得了"历史书写权"，可以重写历史，但必须遵守语法规则。

5. 攻击者控制 51% 节点（控制"网络"与"规则执行"）

  • 攻击能力：
    • 可以发动：网络分区/日蚀攻击。隔离部分诚实节点，对其展示虚假的网络状态，从而实现双花。
    • 可以实施：彻底交易审查。在传播源头阻止特定交易，使其无法进入内存池。
    • 可以实施：自私挖矿。通过延迟广播诚实区块来获得不公平优势。
  • 攻击局限性：
    • 单独不能直接进行双花或修改历史。需要配合一定的算力才能实现有效攻击。
    • 如果强行修改节点规则（如增加奖励），会导致硬分叉，创建一条新链，而非攻击原链。
  • 矿工的角色：
    • 诚实的矿工仍会在正确的链上挖矿。
    • 如果矿工也被欺骗（如在分区攻击中），他们可能会在错误的链上工作。

小结：

控制节点 = 控制了“信息渠道”，可以扭曲当下、孤立他人、进行审查，但难以直接篡改历史。

6. 公共节点和私有节点有什么区别？

公共节点私有节点
可访问性对公众开放仅对所有者开放
服务对象任何连接到它的外部用户（如手机轻钱包、DApp）节点运营者自己（如交易所、大型矿池自己的基础设施）
主要目的为网络提供公共基础设施，增强去中心化和韧性满足运营者自身需求，追求安全、隐私、控制和性能
资源消耗高。需要处理大量来自陌生用户的请求，消耗更多带宽和计算资源。低。只处理自己人的请求，资源消耗可控。
配置通常需要配置为允许来自互联网的传入连接。通常配置了防火墙，拒绝外部连接，只允许出站连接。
典型运营者志愿者、项目爱好者、基础设施服务商（如 Infura）加密货币交易所、矿池、大型持有者、需要强大服务的开发者

为什么有人要运行私有节点？

  1. 信任与安全
    • 公共节点风险：当你使用一个公共节点时，这个节点可能会：
      • 提供错误的数据（被恶意篡改）。
      • 记录并出售你的IP地址和交易信息（隐私泄露）。
      • 审查你的交易（拒绝转发你的交易）。

解释

  • 一个设计良好的钱包在广播交易时，不会只发给一个公共节点，而是会同时发送给多个它连接的公共节点。

  • 只要有一个诚实节点收到了你的交易，它就会开始在网络中传播。

  • 恶意节点想审查（冻结你的交易），就需要控制你钱包连接的所有节点，这增加了难度。

  1. 隐私保护

    • 你的查询请求（例如“查询我的账户余额”）和交易广播只会经过你自己的服务器，不会暴露给任何第三方。这大大增强了你的金融隐私。

  2. 可靠性与控制力

    • 你不依赖于任何第三方服务的可用性。如果某个公共节点宕机或限流，你的服务就中断了。而你的私有节点完全由你控制，确保7x24小时可用。

  3. 性能

    • 私有节点没有其他用户竞争资源，响应速度通常更快、更稳定。对于交易所或高频交易者来说，这是关键需求。

相关信息

公共节点和私有节点在技术上是相同的软件，它们的核心功能都是验证规则、存储账本。关键区别在于配置和运营策略。

一个健康的网络既需要大量的公共节点来保证普通用户的接入，也需要许多私有节点来确保大型参与者不依赖于第三方，从而进一步巩固网络的去中心化本质。

对于普通用户来说，如果可能，使用自己的轻钱包连接你自己信任的节点（甚至是自己运行的节点）是最佳选择。

7. 如里控制了 51% 的公共节点，私有节点可以阻止攻击吗？

攻击者只控制 51% 结点，是几乎不可能篡改历史的，最可能的攻击是隔离并欺骗一部分网络参与者。

谁能被欺骗？

  • 轻钱包用户：如果我的手机钱包只连接了攻击者控制的公共节点，我会完全活在攻击者编织的谎言世界里，比如看到一笔根本不存在的存款。

  • 依赖公共节点的服务：如果一个交易所或网站的后端主要依赖几个公共节点（这是一个常见的安全风险点），那么它也会被欺骗。

私有节点的关键防御作用

(1). 保护节点所有者自身（最直接的作用）

这是"验证，不信任"原则的绝对体现。

  • 只要你运行着自己的私有全节点，你就绝对免疫这种攻击（因为无法篡改历史）。
  • 你的节点会从点对点网络多个节点（尽管很多是恶意的）获取数据，但它会独立验证所有区块和交易。
  • 它会立刻识别出攻击链是无效的（因为缺乏足够的工作量证明，或者包含无效交易），并拒绝在其上构建。节点所有者不会受到任何影响。

(2). 增加攻击的难度和不确定性

  • 攻击者无法确切知道所有私有节点的存在和连接方式。
  • 可能某个关键交易所或开发者正好运行着一个不为人知的私有节点，并且这个节点偶然地连接到了一个诚实的对等节点。这个“漏网之鱼”会立刻发现网络中存在一条更长的、有效的链，从而触发警报，使攻击提前暴露。
  • 私有节点的存在就像黑暗森林中的无数双独立的眼睛，攻击者无法确保自己能蒙蔽所有人。

(3). 提供攻击后的恢复基础（最重要的作用）

这是私有节点的最大价值：保证网络不会死亡。

  • 一旦攻击停止（攻击成本很高，无法永久持续），被欺骗的节点需要与真实网络重新同步。
  • 此时，网络中大量幸存的、一直保持在正确链上的私有节点，就成为了“真理的来源”。
  • 被欺骗的节点可以从这些私有节点那里下载完整的、正确的区块链历史，快速同步到真实状态，让攻击者的虚假链彻底作废。

8. 如何运行一个 Kaspa 节点

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