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Qu’est-ce qu’un nœud dans une blockchain ?

22 juin 2020

Un nœud est la base fondamentale de la technologie blockchain. Grâce à eux, nous pouvons créer un énorme réseau d'ordinateurs interconnectés qui partagent l'information de manière sûre, rapide et décentralisée, tout en nous permettant de profiter de tous les avantages que la technologie des chaînes d'ordinateurs peut nous offrir.

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Qu’est-ce qu’un nœud dans une blockchain ? En informatique, un nœud est généralement un point de connexion physique ou virtuel où toutes sortes de données et d’informations peuvent être créées, envoyées et reçues. Ainsi, du point de vue de la technologie blockchain et des cryptomonnaies, les nœuds sont constitués par tous les ordinateurs qui sont interconnectés au réseau d’une cryptomonnaie, en faisant fonctionner le logiciel qui s’occupe de toutes ses opérations.

Ces nœuds sont interconnectés par un réseau de paires connu sous le nom de réseau poste à poste (P2P). Cela signifie que tous les nœuds fonctionnent de manière égale et équivalente. En outre, les nœuds peuvent communiquer entre eux pour transmettre et partager des données et des informations sur ce réseau. De cette façon, les nœuds d’un réseau en chaîne peuvent orchestrer toutes les informations nécessaires au fonctionnement du réseau.

Mais les nœuds sont bien plus qu’un simple logiciel qui fait fonctionner le réseau en chaîne. Il en existe différents types, chacun ayant sa propre fonctionnalité et son propre objectif. C’est pourquoi, dans ce nouvel article de l’Académie Bit2Me, nous allons expliquer ce que sont ces nœuds. Nous saurons ainsi quelles fonctions ils remplissent et pourquoi ils sont si importants dans la technologie des chaînes de production.

Qu’est-ce qu’un nœud dans une blockchain ? Origine des réseaux distribués et interconnectés

Bitcoin a été la première cryptomonnaie à utiliser un réseau de nœuds pour fonctionner de manière décentralisée et autonome à travers la chaîne de blocs. Toutefois, elle n’a pas été la première à créer ou à introduire le concept de nœud de réseau P2P. Nous devons cet honneur à Napster, développé en 1999 par les entrepreneurs Sean Parker et Shawn Fanning aux États-Unis, qui ont popularisé le concept d’un réseau massivement distribué parmi les utilisateurs.

Napster est un projet créé dans le but de permettre l’échange et la distribution de musique. Il suffisait à ses utilisateurs de télécharger son logiciel et de faire partie du réseau. Cette approche a été largement acceptée, atteignant plus de 26 millions d’utilisateurs. Une quantité incroyable si l’on considère qu’à l’époque, il n’y avait que 248 millions d’internautes. Et bien que Napster ait fonctionné de manière centralisée, en disposant d’un serveur central pour maintenir les abonnés en ligne, les utilisateurs de Napster ont pu échanger leurs fichiers musicaux sans aucun intermédiaire. Mais comme Napster distribuait de la musique sans payer de droits d’auteur, la plateforme a finalement été fermée.

Par la suite, le projet [email protected] a été le deuxième à mettre en œuvre la structure en nœuds du réseau, dans le but de mener des recherches et d’analyser les données des radiotélescopes, destinées à la recherche de la vie et de l’intelligence extraterrestre. Ce projet a également été développé en 1999, et a été dirigé par le Space Sciences Laboratory de l’Université de Californie, aux États-Unis. Dans [email protected], tout utilisateur disposant d’un ordinateur avec une connexion Internet et intéressé par ce type de travail pouvait se connecter au projet en téléchargeant et en exécutant simplement le logiciel, qui était également gratuit. Malheureusement, le projet [email protected] a récemment été interrompu.

Ainsi, le mode de fonctionnement de ce dernier projet est celui qui présente le plus de similitudes et de relations avec le fonctionnement actuel des réseaux de nœuds dans les chaînes de blocs Bitcoin et autres cryptomonnaies.

NAPSTER

Qu’est-ce qu’un nœud dans une blockchain ? Comment fonctionne un nœud Bitcoin ?

Toute personne souhaitant rejoindre et contribuer au réseau du système Bitcoin peut le faire librement en téléchargeant et en installant simplement le logiciel Bitcoin Core sur son ordinateur. Si cela vous intéresse, voici un article qui explique comment vous pouvez facilement installer un nœud Bitcoin sur votre ordinateur en un rien de temps.

Mais comment fonctionne le nœud ? Le fonctionnement du réseau Bitcoin Peer Network commence par la mise en place du premier nœud. Cette action a été lancée par Satoshi Nakamoto, qui a été le premier à gérer un nœud Bitcoin, suivi par Hal Finney. Or, à ce stade, avec un seul nœud, on ne peut pas parler de réseau. Pour cela, il faut que de plus en plus de nœuds se réunissent. À ce stade, les ordinateurs exécutent le logiciel Bitcoin Core du système Bitcoin et commencent à adhérer.

À partir de ce moment, ils commencent à se synchroniser les uns avec les autres et à lancer leur processus de fonctionnement et d’exécution. Le processus se répète à chaque nouveau nœud ajouté au réseau, échangeant des informations pour que tous travaillent de manière coordonnée. Ainsi, la chaîne de blocage Bitcoin fonctionne comme un système décentralisé. C’est pourquoi les nœuds doivent partager et répartir la responsabilité de la création, du stockage et de la transmission des informations au sein du réseau. Il n’y a pas de niveaux ou de hiérarchies, dans la chaîne de blocs Bitcoin, tous les nœuds fonctionnent de la même manière.

Une fois connectés, les nœuds peuvent remplir différentes fonctions. Par exemple, ils peuvent retransmettre ou stocker des données ou envoyer ou recevoir des opérations. Ainsi qu’un service d’extraction pour la création de nouveaux blocs, la validation et la confirmation des transactions, entre autres. Bien qu’il existe plusieurs types de nœuds qui exécutent différentes fonctions entre eux. Cependant, tous les nœuds interconnectés sont régis par les mêmes règles du protocole de consensus établi. En fait, chacun tirera sa propre conclusion sur la validité d’une transaction, indépendamment des autres nœuds.

De même, les nœuds du réseau Bitcoin et du réseau d’autres cryptomonnaies peuvent être les points de connexion qui retransmettent toutes les informations qu’ils reçoivent, ou ils peuvent être le point de communication final qui stocke toutes les données.

Actuellement, pour qu’un nœud fonctionne correctement, un certain degré de capacité et de puissance de calcul est nécessaire, ainsi qu’un espace de stockage suffisant. Il est donc courant aujourd’hui que de nombreux utilisateurs investissent dans les ressources informatiques qu’ils souhaitent allouer pour jouer le rôle de nœuds.

Qu'est-ce qu'un nœud dans une blockchain

Types de nœuds dans le réseau Bitcoin

Comme nous l’avons déjà mentionné, il existe plusieurs types de nœuds dans Bitcoin, et chacun d’entre eux remplit des fonctions spécifiques et différentes.

Nœuds complets

Ordinateurs qui implémentent le client Bitcoin, le plus souvent le noyau Bitcoin, et qui stockent une copie exacte, complète et à jour de la blockchain Bitcoin. Les nœuds complets sont ceux qui appliquent toutes les règles du protocole Bitcoin, et donc, sont ceux qui apportent réellement la robustesse, la sécurité et la stabilité au réseau.

Les nœuds complets transmettent leurs propres transactions, tout en transmettant également les transactions des autres utilisateurs. En outre, ils mettent à jour la chaîne de blocs chaque fois qu’un nouveau bloc est généré, en confirmant préalablement qu’il est conforme à toutes les règles consensuelles établies dans le système. Par exemple, que le montant des Bitcoins générés comme récompense est correct, que la taille du bloc ne dépasse pas la limite de 1 MB, que les signatures des transactions ajoutées sont valables, qu’il n’y a pas de problèmes de double dépense, entre autres. Si l’une de ces règles ou d’autres règles de protocole sont enfreintes, l’ensemble des nœuds rejetteront immédiatement le bloc généré, garantissant ainsi une sécurité et une intégrité du réseau maximales.

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Supernodes

Les supernoeuds, également appelés « nœuds d’écoute », sont tous ces nœuds complets qui fonctionnent dans le réseau Bitcoin de manière ouverte et publique. Actuellement, on estime qu’il y a environ 10 000 nœuds publics connus et distribués dans le monde entier.

Ces nœuds fonctionnent comme un point de communication et d’interconnexion avec les autres nœuds du réseau. Tout nœud qui souhaite se connecter à un supernode peut le faire ouvertement. Puisqu’ils fonctionnent généralement de manière continue et ininterrompue pour transmettre des données et des informations à différents points du réseau.

Nœuds miniers

Les nœuds miniers, comme leur nom l’indique, sont ces nœuds complets qui, en plus de stocker une copie complète de la chaîne de blocs, font également fonctionner un logiciel d’exploitation minière. Par exemple, BTCMiner ou un autre dans le but d’extraire des Bitcoins et de générer de nouveaux blocs dans la chaîne de blocs. En outre, les nœuds miniers seront également chargés de recevoir et de transmettre les transactions qui ont lieu dans le réseau.

Cependant, bien qu’en 2009 il était possible d’extraire des Bitcoins avec une simple unité centrale, aujourd’hui, et en raison de l’énorme difficulté du réseau, il est nécessaire de disposer d’un équipement spécialisé pour se lancer dans cette activité. Bien qu’il existe également de nouvelles modalités telles que les pools miniers qui permettent de joindre la puissance de calcul d’un groupe de mineurs, où seul l’administrateur du groupe minier dirigera l’ensemble du nœud.

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Nœuds légers

Les nœuds légers, également appelés nœuds de diffusion, sont ceux qui dépendent d’une tierce partie pour effectuer les validations des transactions sur le réseau. Ces nœuds n’ont pas besoin de stocker une copie complète de la chaîne de blocs, mais reçoivent les informations de la chaîne de blocs des surnœuds.

En ne téléchargeant pas une copie complète de la chaîne de blocage, les nœuds légers sont exécutables sur les appareils mobiles tels que les téléphones et les tablettes. Et ils sont utilisés pour gérer les services de porte-monnaie et wallets pour vérifier si certaines des transactions effectuées sont incluses ou non dans la chaîne de blocage.

Sécurité et protection du réseau Bitcoin

Des nœuds complets ou des surnœuds qui sont constamment connectés au réseau Bitcoin reçoivent, stockent et transmettent en permanence toutes les mises à jour des chaînes de blocs. Chaque fois qu’un bloc valide est généré, ces nœuds mettent à jour et stockent les nouvelles informations. Cela assure la robustesse et la sécurité du réseau contre les attaques d’acteurs malveillants ou les défaillances du système. Car si une panne de courant ou une tentative de piratage se produit sur l’un des nœuds, tous les autres nœuds sont sauvegardés avec les informations actuelles. Quelque chose qui serait impossible si nous parlions d’un serveur central.

Ainsi, même si une grande partie du réseau de nœuds subit une défaillance ou un piratage, avec un seul nœud restant intact, le réseau Bitcoin peut toujours être opérationnel. Cela permettrait de récupérer toute la chaîne de blocage et les informations qui y sont stockées. Ainsi, plus il y aura de nœuds complets dans le réseau Bitcoin, plus il sera sûr et fiable.

Nœuds dans d’autres réseaux en chaîne

D’autres blockchains et cryptomonnaies comme Dash ou PIVX utilisent des noeuds maîtres ou masternodes, qui en plus de pouvoir exécuter les fonctions des noeuds que nous avons déjà mentionnés, peuvent également avoir une participation à d’autres types de fonctions et services au sein d’un blockchain. En général, pour l’exécution de ce type de noeuds, il est nécessaire de posséder une certaine quantité de crypto-monnaie. Ceci afin de garantir la participation correcte du nœud au sein de la chaîne de blocage.

Les fonctions qu’un noeud maître ou masternode exécutera dépendent et sont liées au type de chaîne de blocs où elles seront exécutées. Ils peuvent donc participer aux votes, exécuter les opérations protocolaires et respecter toutes les règles établies au sein d’une chaîne. Ils peuvent également offrir d’autres fonctions telles que la validation ou la transmission des transactions. En outre, ce type de nœuds doit rester opérationnel de manière continue et ininterrompue. Et ils doivent également disposer d’une bonne capacité de traitement et d’un espace de stockage.

Il existe également des nœuds de stockage de données tels que ceux que l’on peut voir dans les chaînes de blocs comme Sia. La fonction de ces nœuds est de construire un réseau géant de stockage de données de type « cloud ». Mais il est entièrement contrôlé par les contrats intelligents de la chaîne de magasins Sia. Les utilisateurs de Sia peuvent donc louer de l’espace de stockage dans ces nœuds de stockage. Et de là, ils peuvent télécharger les données qu’ils souhaitent de manière sécurisée et complètement décentralisée.

Comme vous pouvez le voir, l’objectif et l’utilité des nœuds sont variés. Et tout cela dépend de l’infrastructure et du développement du réseau dont ils font partie.