Bitcoin Full Node für Blockchain-Entwickler

Bitcoin Full Node

Bitcoin Full Node erstellen – Im Bitcoin Netzwerk sind die Miner dafür zuständig, neue Blöcke zu generieren und die Kette damit zu verlängern. Sie machen also Platz für neue Bitcoins, die dann darauf hin hier erstellt werden können.

Bitcoin Full Node erstellen – Tutorial

Das Netzwerk ist also auf die Verwendung der Miner dringend angewiesen. Sie werden auch als Full Nodes bezeichnet und validieren per Software Transaktionen und Blöcke. Mit jeder Validierung wird bestätigt, dass alle vorhergegangenen Transaktionen und Blöcke korrekt sind.

Miner haben auch die Aufgabe das Problem des Double Spending zu verhindern. Dabei muss es unmöglich sein, einen bereits ausgegebenen Bitcoin noch einmal für eine Transaktion ausgegeben zu können. Das Bitcoin Netzwerk besteht schematisch betrachtet aus einer Transaktion, die durch mehrere Full Nodes bestätigt wird. Sie kommunizieren dafür untereinander und prüfen sich gegenseitig.

Das Bitcoin Netzwerk ist ein Peer-to-Peer-Netzwerk, auch als P2P-Netzwerk bezeichnet. Full Nodes dienen hier gleichzeitig als Sender und Empfänger, oder auch als Client und Server. Sie senden und empfangen gleichzeitig Informationen. Die Synchronisation dieser Daten auf der Blockchain sichert die gesamte Struktur gegen Eingriffe von außen ab und verhindert folglich Manipulationen an den Blöcken.

Enterprise-Blockchains mit Full Nodes betreiben

Im Bitcoin Netzwerk gibt es neben den Full Nodes, die alle im Besitz einer vollständigen Kopie des Haupt-Ledgers sind, auch noch die Light Nodes. Wir wollen uns in diesem Artikel nur mit den Full Nodes beschäftigt, denn sie sind auch zugleich die Schnittstelle für Blockchain-Entwickler und Unternehmen. Auch können hierüber weitere Lösungen und Applikationen für beispielsweise Enterprise-Blockchains integriert werden.

Desto mehr Full Nodes das Bitcoin Netzwerk aufweist, umso höher ist seine Sicherheit bei der Validierung von Transaktionen. Ein weiterer Vorteil in dem Betreiben einer eigenen Bitcoin Full Node besteht vor allem hinsichtlich geschützter Privatsphäre und Unabhängigkeit von Drittanbietern für den Handel mit Bitcoin. Die meisten User verwendet bisher für den Bitcoin-Handel SVP-Wallets mit Simplified Payment Verification.

Transaktionen auf der Blockchain sind anonym verschlüsselt, sie lassen sich jedoch über die angeschlossenen Daten auf einer E-Wallet bis zum Eigentümer der jeweiligen digitalen Brieftasche zurückverfolgen. Kommt es zu einem Diebstahl durch Hacker, dann passieren diese Zugriffe fast ausschließlich über Manipulationen am Konsensverfahrens oder, – und weitaus häufiger, – durch den Eintritt über die angeschlossene Lösung eines Drittanbieters für digitale Geldbörsen, der E-Wallet.

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Bitcoin Full Node enthält Bitcoin Core Wallet

Die Transaktion geht zuerst durch die Light Node und anschließend in das Netzwerk aus Full Nodes. Kommt es jetzt zu einem Hard Fork, dann folgen Light Nodes dem Teil der Blockchain, mit dem stärken Hashwert, also der meisten Arbeit der Miner. Betreibst du deinen Full Node selbst, dann kannst du daher auch entscheiden, welchen zukünftigen Weg du mit deiner Beteiligung auf der Blockchain einschlagen willst.

Finanzielle Anreize gibt es bei der Verwendung einer Full Node hingegen nicht, ganz im Gegenteil: Es entstehen Kosten für den Betrieb eines vollständigen Bitcoin Full Node.

Für eine webbasierte Brieftasche ist das Vertrauen in die zentralen Knoten, den bestehenden Full Nodes, unerlässlich. Mit einem eigenständigen vollständigen Knoten ist das bedingungslose Vertrauen in eine dritte Instanz allerdings nicht mehr notwendig.

Die Vorteile eines Bitcoin Full Node im Überblick:

  • Hohes Maß an Privatsphäre, volle Kontrolle, kein Vertrauen an Dritte beim Erstellen einer Brieftasche und dem Verwalten
  • Bei einem Hard Fork ist die Ausführung eines vollständigen Knotens die einzige Möglichkeit, die Regeln der neuen oder alten Blockchain nach den eigenen Wünschen zu validieren
  • Unterstützung des Bitcoin Netzwerkes als dezentrales System
  • Benötigt keine separate E-Wallet zum Aufbewahre von Bitcoins
  • Hauptbuch auf der VM von Anbietern für Full Nodes ist bereits synchronisiert. Erspart viel Zeit und dauert nur wenige Minuten stand mehrere Stunden

Out of box Bitcoin Full Node

Die Virtual Machine von Bitcoin Full Node Anbietern synchronisiert bereits das Hauptbuch des Bitcoin Netzwerkes und stellt über Cloud-Marktplätze wie GCP, AWS oder AZUR Aktualisierungen zur Verfügung. Ihre Leistungen sind auch unter dem Begriff Out of box Bitcoin Full Node zu finden.

Der Initial Block Download wird auch als IBD bezeichnet und benötigt nicht nur einen hohen Zeitaufwand, sondern auch hohe Rechenleistung und damit logischerweise auch die notwendigen Investitionen in Hardware. Das ist bei der Nutzung von Anbietern für Bitcoin Full Node Lösungen nicht notwendig, da der Zugriff über ein Bitcoin Core GUI User Interface erfolgt.

Wird der Bitcoin Full Node ausgeführt, ohne eine entsprechende VM, dann muss auch sichergestellt sein, dass diese ausgeführt wird. Bitcoin.org sieht dafür eine Mindestlaufzeit von 6 Stunden am Tag vor, damit der Betrieb des Netzwerkes jederzeit sichergestellt ist.

Bitcoin Core beschreibt die Referenzimplementierung von Bitcoin in das Open-Source-Netzwerk. Es bildet das Rückgrat des Systems und wurde später in Bitcoin Core umbenannt. Der ursprüngliche Programmcode von Satoshi Nakamoto enthält alle jemals getätigten Transaktionen.

Bitcoin Full Node für Blockchain-Entwickler

Mit einem Core-Daemon genannten System, dem Bitoind und dem Befehlszeilentool bitcoin-cli können Bitcoin-Entwickler in Interaktion mit dem Daemon treten. Ein Daemon ist das Pendant zu Microsoft Windows „Service“ oder „Systemdienste“ und läuft unter Unix oder unixartigen Systemen im Hintergrund und stellt anschließend dort bestimmte Dienste zur Verfügung.

Es gibt bisher nicht viele Anbieter, die einen solchen Service zur Verfügung stellen. Techlatest.net ist ein solcher Anbieter, dessen VM derzeit aber nur auf der us-central1-a Oberfläche verfügbar ist. Das Unternehmen synchronisiert den Bitcoin-Ledger bis zur Veröffentlichungsdauer über seine eigene VM, daher ist die Synchronisation deutlich schneller und einfacher.

Das vorinstallierte Setup eines Host ermöglicht Blockchain-Entwicklern folgende Funktionen:

  • Programm, das Transaktionen und Blöcke vollständig validiert
  • Dient auch als Light Node und übertragt Transaktionen aus dem eigenen E-Wallet an das Bitcoin-Netzwerk
  • Vollständigen Zugriff auf Bitcoind und Bitcoin QT GUI
  • Ausführung des Bitcoin Full Node 24/7
  • Generiert keine Coins
  • Gleichzeitig Funktion als Bitcoin Core Wallet
  • Remotedesktop
  • Fish shell: eine intelligente und benutzerfreundliche Shell für Linux
  • Visual Studio Code

GCP Google Cloud Plattform – Rechenbeispiel

  • Nutzungsgebühr Bitcoin Fullnode
  • vCPU-basierte Preise: 0,16 US-Dollar/Monat für alle Instanzen
  • geschätzte Kosten 116,80 US-Dollar/Monat
  • Google Compute Engine-Kosten:
  • VM-Instanz: 1 vCPU + 3,75 GB, Speicher (n1-standard-1), geschätzte Kosten 34,67 US-Dollar/Monat
  • Nichtflüchtiger Standardspeicher 10 GB, geschätzte Kosten 0,48 US-Dollar/Monat
  • Rabatt für kontinuierliche Nutzung, -10,40 US-Dollar/Monat
  • Summe geschätzte Kosten: 141,55 US-Dollar

Die wichtigsten Begriffe rund um Bitcoin Full Node

  • Bitcoind = Bitcoin Daemon
  • Bitcoin Core besteht aus bitcoin-qt, dem Interface (GUI, basierend auf QT) und bitcoind (Bitcoin client ohne GUI)
  • GUI= Graphical User Interface
  • GCP= Google Cloud Platform
  • AMI= Amazon Machine Image= VM von Amazon
  • IBD= Initial Block Download
  • Shell= auch Bash, Mensch-Maschine-Schnittstelle
  • QT= Plattformübergreifendes Anwendungsentwicklungs-Framework
  • Simplified Payment Verification= Vereinfachte Zahlungsüberprüfung mit herkömmlichen E-Wallets von Drittanbietern, ohne vollständigen Netzwerkknoten

Blockchain-Entwickler und User, die sich nicht auf die Sicherheitsvorkehrungen von Drittanbietern verlassen wollen, sollten über den Betrieb eines vollständigen Bitcoin Full Node nachdenken. Eine solche Implementierung von Enterprise-Anwendungen auf Blockchain-Frameworks kann ebenfalls über einen Bitcoin Full Node erfolgen. Dazu kommt dann noch in beiden Fällen die Unterstützung für das Bitcoin-Netzwerk zur Aufrechterhaltung seiner Dezentralisierung.

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