Pruned Nodes

Pruned Nodes (Bitcoin)

Eine Pruned Node ist eine spezielle Art von Bitcoin-Node, die die Größe der gespeicherten Blockchain reduziert, indem sie alte Transaktionen löscht, während sie weiterhin die neuesten Blöcke und Transaktionen vollständig validiert. Diese Art von Node ist besonders nützlich für Benutzer, die die volle Funktionalität einer Full-Node nutzen wollen, aber nicht über den benötigten Speicherplatz verfügen.

Metapher: Stell dir vor, du betreibst ein Archiv, aber dir geht der Platz aus. Du beschließt, alte Dokumente zu vernichten, deren Gültigkeit du bereits überprüft hast. Dadurch sparst du Platz, behältst aber weiterhin die neuesten und wichtigsten Unterlagen, um die aktuellen Aktivitäten zu überwachen.

Was ist eine Pruned Node?

Eine Pruned Node unterscheidet sich von einer klassischen Full-Node dadurch, dass sie nur die neuesten Blöcke und Transaktionen speichert und ältere Daten, die nicht mehr benötigt werden, löscht. Dies reduziert den Speicherbedarf erheblich, während die Pruned Node trotzdem in der Lage ist, alle neuen Transaktionen und Blöcke zu validieren.

Wesentliche Merkmale einer Pruned Node:

• Speichern und Löschen: Eine Pruned Node speichert nur eine festgelegte Anzahl an Blöcken. Ältere Blöcke werden gelöscht, sobald neue hinzukommen. Dies verringert den Speicherplatzbedarf erheblich.
• Volle Verifizierung: Trotz der reduzierten Speichermenge validiert eine Pruned Node jede neue Transaktion und jeden neuen Block gemäß den Regeln des Bitcoin-Protokolls.
• Speicherplatz sparen: Der Hauptvorteil einer Pruned Node besteht darin, dass sie den Speicherplatzbedarf drastisch senkt und dennoch die Sicherheit und Funktionalität des Netzwerks unterstützt.

Wie funktioniert eine Pruned Node?

Eine Pruned Node funktioniert im Wesentlichen wie eine Full-Node mit der Ausnahme, dass sie ältere Daten regelmäßig löscht, um Speicherplatz zu sparen. Hier ist ein Überblick über die Funktionsweise:

• Synchronisation mit der Blockchain: Zunächst lädt eine Pruned Node die gesamte Blockchain herunter, um alle bisherigen Transaktionen zu validieren. Sobald die vollständige Synchronisation abgeschlossen ist, beginnt die Node mit dem Pruning, indem sie ältere Blöcke löscht.

• Pruning-Prozess: Nachdem die Node vollständig synchronisiert ist, behält sie nur eine festgelegte Anzahl an Blöcken (z.B. die letzten 2 GB der Blockchain) und löscht den Rest. Die Node behält jedoch alle wichtigen Daten, die zur Verifizierung neuer Transaktionen und Blöcke benötigt werden.

• Verifizieren von Transaktionen: Obwohl alte Daten gelöscht werden, kann die Pruned Node weiterhin alle neuen Transaktionen und Blöcke im Netzwerk verifizieren, da die wichtigsten Validierungsregeln in den neuesten Daten enthalten sind.

Beispiel: Stell dir vor, du betreibst ein Lagerhaus, aber der Platz ist begrenzt. Du entscheidest, alte Waren zu entsorgen, nachdem sie überprüft wurden. Du behältst nur die neuesten Bestände, überprüfst jedoch weiterhin jede neue Lieferung, um sicherzustellen, dass alles korrekt ist.

Vorteile einer Pruned Node

Das Betreiben einer Pruned Node bietet mehrere Vorteile, insbesondere für Benutzer mit begrenztem Speicherplatz oder Ressourcen:

• Geringerer Speicherplatzbedarf: Im Vergleich zu einer Full-Node, die die gesamte Blockchain speichert (aktuell mehrere Hundert GB), benötigt eine Pruned Node deutlich weniger Speicherplatz, da ältere Daten entfernt werden.
• Volle Funktionalität: Trotz der geringeren Speichermenge kann eine Pruned Node immer noch alle Transaktionen und Blöcke verifizieren und trägt somit zur Sicherheit des Bitcoin-Netzwerks bei.
• Sicherheitsvorteil gegenüber SPV-Nodes: Im Gegensatz zu SPV-Nodes, die nur Block-Header speichern und sich auf Full Nodes verlassen, hat eine Pruned Node weiterhin die Fähigkeit, selbständig Transaktionen zu überprüfen.

Metapher: Eine Pruned Node ist wie ein schlanker Archivverwalter, der nur die neuesten und wichtigsten Dokumente aufbewahrt, aber dennoch in der Lage ist, das aktuelle Geschehen vollständig zu überwachen und zu verifizieren.

Unterschiede zu Full Nodes und SPV-Nodes

Es gibt wesentliche Unterschiede zwischen Pruned Nodes, Full Nodes und SPV-Nodes:

• Full Node: Speichert die gesamte Blockchain (aktuell mehrere Hundert GB) und überprüft alle Transaktionen und Blöcke im Netzwerk.
• Pruned Node: Behaltet nur die neuesten Blöcke und löscht ältere Daten, um Speicherplatz zu sparen, überprüft aber dennoch alle neuen Transaktionen und Blöcke.
• SPV-Node: Speichert nur die Block-Header und verlässt sich auf Full Nodes, um die Validität von Transaktionen zu überprüfen. Sie ist schneller und benötigt weniger Speicher, bietet aber nicht dieselbe Sicherheit wie eine Full Node oder Pruned Node.

Beispiel: Eine Full Node ist wie eine vollständige Enzyklopädie, die alle jemals aufgezeichneten Daten enthält. Eine Pruned Node ist wie eine aktualisierte Ausgabe der Enzyklopädie, die nur die neuesten und relevantesten Informationen enthält. Eine SPV-Node hingegen ist wie eine Kurzfassung – sie hat nicht alle Details, aber sie vermittelt einen groben Überblick.

Voraussetzungen für den Betrieb einer Pruned Node

Der Betrieb einer Pruned Node erfordert weniger Speicherplatz und Rechenleistung als eine Full Node, da ältere Daten gelöscht werden. Hier sind die grundlegenden Anforderungen:

• Speicherplatz: Da ältere Blöcke gelöscht werden, benötigt eine Pruned Node nur etwa 2 bis 5 GB Speicherplatz, abhängig von der Einstellung.
• Rechenleistung: Die Node benötigt genügend Rechenleistung, um Transaktionen und Blöcke zu verarbeiten und zu verifizieren, aber nicht so viel wie eine Full Node.
• Netzwerkverbindung: Eine Pruned Node muss wie eine Full Node ständig mit dem Netzwerk verbunden sein, um Daten zu senden und zu empfangen.

Beispiel: Der Betrieb einer Pruned Node ist wie der Betrieb eines Büros mit einem kompakten Archivsystem. Du benötigst weniger Speicherplatz als bei einem großen Archiv, kannst aber trotzdem alle neuen Dokumente vollständig verarbeiten und überprüfen.

Warum sind Pruned Nodes wichtig?

Pruned Nodes spielen eine wichtige Rolle im Bitcoin-Netzwerk, indem sie es auch Benutzern mit begrenztem Speicherplatz ermöglichen, das Netzwerk zu unterstützen, ohne auf die vollständige Funktionalität zu verzichten.

• Verfügbarkeit für viele Nutzer: Dank der reduzierten Speichermenge können mehr Nutzer eine Pruned Node betreiben und so zur Dezentralisierung des Netzwerks beitragen.
• Volle Sicherheit: Trotz des geringeren Speicherplatzbedarfs bietet eine Pruned Node dieselbe Sicherheit wie eine Full Node bei der Überprüfung neuer Transaktionen und Blöcke.
• Dezentralisierung: Je mehr Pruned Nodes im Netzwerk betrieben werden, desto dezentraler und sicherer bleibt das Bitcoin-Netzwerk.

Denkanstoß: Welche Auswirkungen könnte es auf die Sicherheit und Dezentralisierung des Bitcoin-Netzwerks haben, wenn eine größere Anzahl von Nutzern Pruned Nodes statt Full Nodes betreibt?

Wissen - kurz & kompakt

• Eine Pruned Node speichert nur die neuesten Blöcke der Blockchain und löscht ältere Daten, um Speicherplatz zu sparen.
• Trotz des geringeren Speicherbedarfs kann eine Pruned Node alle neuen Transaktionen und Blöcke validieren.
• Pruned Nodes bieten eine vollwertige Alternative zu Full Nodes für Benutzer mit eingeschränktem Speicherplatz.
• Sie sind sicherer als SPV-Nodes, da sie selbstständig Transaktionen verifizieren.

Glossar

• Pruned Node: Eine Bitcoin-Node, die ältere Blöcke der Blockchain löscht, um Speicherplatz zu sparen, während sie weiterhin neue Transaktionen und Blöcke vollständig validiert.
• Full Node: Eine Node, die die gesamte Blockchain speichert und alle Transaktionen und Blöcke unabhängig validiert.
• SPV-Node: Eine Node, die nur die Block-Header speichert und sich auf Full Nodes verlässt, um Transaktionen zu validieren.
• Blockchain: Eine dezentralisierte, unveränderliche Datenbank, die alle Bitcoin-Transaktionen aufzeichnet.
• Block: Ein Datensatz, der mehrere Transaktionen enthält und Teil der Blockchain ist.
• Transaktion: Eine Übertragung von Bitcoin-Einheiten zwischen zwei Parteien, die in einem Block aufgezeichnet wird.
• Mining: Der Prozess, bei dem Miner Transaktionen validieren und neue Blöcke zur Blockchain hinzufügen.

Denkanstöße und weiterführende Fragen

• Welche Vor- und Nachteile bietet eine Pruned Node im Vergleich zu einer Full Node in Bezug auf Speicherplatz und Sicherheit?
• Wie könnte eine vermehrte Nutzung von Pruned Nodes die Dezentralisierung des Bitcoin-Netzwerks fördern?
• Welche weiteren Optimierungen könnten in Zukunft für Pruned Nodes entwickelt werden, um den Speicherbedarf noch weiter zu reduzieren?