Guía detallada sobre los tipos de nodos de Blockchain

La popularidad de la tecnología blockchain está creciendo en todo el mundo. Empresas y particulares de todo el mundo están aprovechando blockchain para diversos fines.

Ya se trate de criptomonedas, TI o asistencia sanitaria, blockchain está extendiendo sus alas en todas las dimensiones.

Sin embargo, este concepto sigue siendo nuevo para la mayoría de la población mundial. Mientras muchos siguen teniendo dudas sobre la seguridad y credibilidad de las cadenas de bloques, otros quieren explorar más el concepto.

Si está interesado en aprender esta tecnología, comprender los nodos de blockchain es crucial. Si es usted un negocio o blockchain entusiastas que deseen desarrollar una solución segura y asequible basada en blockchain, los conocimientos sobre los nodos de blockchain le serán de gran ayuda.

Así pues, conozcamos en profundidad los nodos de blockchain y sus tipos.

¿Qué es Blockchain?

Una cadena de bloques es un libro de contabilidad compartido e inmutable que almacena transacciones y rastrea activos en una red. Es una base de datos en la que los datos se organizan en bloques en lugar de filas y columnas, como en las bases de datos tradicionales.

El término "cadena de bloques" se deriva de dos palabras: "bloque" y "cadena". Cada transacción o registro verificado en una red blockchain se añade a un bloque con un espacio definido. Si este espacio se llena, los nuevos registros verificados se añaden al siguiente bloque unido o "encadenado" al bloque anterior mediante criptografía.

Tecnología Blockchain fue inventado en 2008 por Satoshi Nakamoto, cuya identidad se desconoce.

Sus elementos clave son:

• Descentralización: Blockchain es un sistema descentralizado del que ninguna persona es propietaria y al que cualquiera con permiso puede acceder. También se denomina tecnología de libro mayor distribuido (DLT), ya que es un libro mayor distribuido que contiene registros relacionados y permite a los usuarios almacenar, compartir y realizar transacciones entre pares.
• Inmutabilidad: Cada registro de una cadena de bloques lleva una marca de tiempo para evitar manipulaciones y registros dobles. Si hay un error en un registro, es necesario añadir un nuevo registro con una corrección para que ambos registros sean visibles. 
• Transparencia: La mayoría de las cadenas de bloques, excepto las privadas, son de código abierto y no tienen una autoridad central. Por lo tanto, cualquiera puede acceder a su código y sugerir cambios, lo que aumenta la confianza mutua y la transparencia entre los miembros de la red.

La tecnología Blockchain se utiliza en diferentes sectores, desde la banca y las finanzas hasta las TI, la cadena de suministro y la sanidad. Su uso está creciendo rápidamente, y también se pueden ver empresas que utilizan la tecnología en videojuegos, contratos inteligentes, verificación de documentos, pagos y mucho más. No solo es segura, rentable y fácil de usar, sino también más rápida y precisa.

¿Qué son los nodos de blockchain?

Los nodos Blockchain son dispositivos electrónicos con un Dirección IP y conectado a una red blockchain a través de Internet. Los nodos son puntos finales de comunicación que permiten a los usuarios interactuar con una cadena de bloques.

Los nodos permiten la ejecución de un sistema blockchain. Es como un patio de recreo donde todo sucede. Este patio de recreo se compone de múltiples plataformas blockchain que pueden ser privadas, públicas o híbridas.

Un nodo blockchain puede realizar diferentes funciones en función de los requisitos de la cadena de bloques. Algunas de las tareas básicas que puede realizar son:

• Facilitar la comunicación
• Aceptar o rechazar una transacción
• Procesar una transacción
• Gestión de las transacciones
• Almacenamiento de bloques relacionados con la criptografía

¿Por qué se necesitan nodos de cadena de bloques?

La tecnología Blockchain garantiza la integridad de los datos y aumenta la credibilidad de la red. Para ello, el mismo libro mayor se distribuye globalmente entre múltiples sistemas.

Dado que cada bloque que contiene datos en una cadena de bloques está conectado al bloque siguiente mediante criptografía, si se desea cambiar un registro o bloque, será necesario cambiar todos los bloques siguientes. Se hace para mantener la precisión y la coherencia, porque cada bloque tiene el hash del bloque anterior.  

Imagínese que una red blockchain se limita a un único lugar. Será más fácil para un hacker para modificar los valores de los bloques y explotar la red. Por ello, blockchain está distribuida por todo el mundo sin un eje central que la administre; de ahí que se haya implantado el concepto de descentralización.

Además, todos los sistemas conectados o nodos repartidos por todo el mundo compartirán los mismos datos para preservar la integridad y exactitud de los datos de la red. Aunque se modifique el libro de contabilidad de un sistema, los demás sistemas que lo contengan permanecerán inmaculados y actuarán como prueba de la integridad de los datos. Esta distribución global de blockchain entre varios nodos también mejora la resistencia de la red a ataques y calamidades naturales, al tiempo que aumenta la fiabilidad.

Necesitas nodos blockchain para:

• Permitir el acceso: Los nodos de blockchain permiten a los usuarios acceder fácilmente a un libro mayor de blockchain. Te ayudarán a interactuar con la red sin problemas para que puedas ver las transacciones que se producen en la red, ver los detalles de la transacción y verificar los registros.
• Mantenimiento de la cadena de bloques: Los nodos mantienen una red blockchain y contribuyen a su crecimiento. Cada bloque de datos de la cadena de bloques se añade al almacenamiento de un nodo. A continuación, los nodos se utilizan para añadir nuevos bloques a la red y sincronizar los datos, manteniendo la copia del libro mayor. Para aprobar finalmente que un bloque se añada a una blockchain, debe lograr el consenso de la mayoría de los miembros.
• Tratamiento de las transacciones: Cuando se produce una transacción en una cadena de bloques, se envía a sus nodos. Algunos nodos participan en el algoritmo de consenso de la red en función de sus funciones, mientras que otros se encargan del mantenimiento de registros.

Al recibir una solicitud de transacción, el nodo puede aceptarla o rechazarla. Puede almacenar estos datos y enviarlos de vuelta a los pares de la red. Un nodo también puede compartir los datos con otros nodos de la red para promover la sincronización.

¿Cómo funcionan los nodos de la cadena de bloques?

Hasta ahora, hemos aprendido que la tecnología blockchain mantiene la integridad de los datos. Pero lo que realmente se esconde tras las cortinas es lo que aprenderemos a continuación.

Para mantener la integridad de los datos, todo el mundo en la red debe saber que cada transacción es válida y que no hay registros dobles que faciliten cualquier trampa.

Como no hay una autoridad central que gestione la red, lograr el consenso es la forma en que los miembros pueden verificar si las transacciones son válidas o no. Los nodos de la red logran esto entre los usuarios y ayudan a asegurar una blockchain.

El consenso puede tener un conjunto de reglas para que una cadena de bloques funcione y confirme la validez de los datos. Dado que la cadena de bloques puede ser grande, con un gran número de sistemas y usuarios, se necesita un algoritmo de consenso para validar la información de los bloques. Proof of Work (PoW) y Proof of Stake (PoS) son algoritmos de consenso populares que se basan en nodos (nodos completos) para hacer cumplir las reglas de la red y validar las transacciones.

Por ejemplo: Bitcoin utiliza el algoritmo PoW. Cualquiera puede descargar la cadena de bloques de Bitcoin y verificar los bloques. Esto permite que la red sea descentralizada y aumenta su seguridad. En esta blockchain, cualquiera puede ejecutar nodos bitcoin con una conexión a Internet estable y un hardware adecuado.

Tipos de nodos Blockchain

Existen diferentes tipos de nodos que ofrecen distintas funcionalidades. Incluso los usuarios que interactúan con una red blockchain pueden denominarse nodos. Sin embargo, no todos los dispositivos de una red blockchain son nodos y realizan la misma función.

Los nodos de una red blockchain se clasifican en función de sus funciones y de los requisitos de la cadena de bloques. Por ejemplo, un nodo puede utilizarse para mantener registros de transacciones, mientras que otros nodos pueden no realizar esta tarea.

Una cadena de bloques puede tener diferentes nodos para usuarios, clientes, proveedores de servicios y otros.

Veamos los distintos tipos de nodos de blockchain.

#1. Nodos completos

Los nodos completos son los responsables de mantener todos los registros de transacciones en una red blockchain. Se consideran los servidores de la cadena de bloques donde se almacenan y mantienen los datos.

Existen varios modelos de gobernanza de una cadena de bloques a los que pueden acogerse los nodos completos. Si hay que introducir alguna mejora en una cadena de bloques, la mayoría de los nodos plenos deben estar preparados para ello. Por lo tanto, se puede concluir que los nodos plenos tienen poder de voto para realizar cambios en una cadena de bloques.

Sin embargo, también pueden darse ciertas situaciones en las que un cambio no se aplique incluso después de que la mayoría de los nodos completos estén de acuerdo con el cambio. Puede ocurrir cuando hay que tomar una decisión importante.

Por ejemplo, alrededor de 52% de los nodos completos están de acuerdo con un cambio, pero 48% no (que es un número bastante cercano). En tal caso, puede producirse una bifurcación dura de criptomoneda en la que el blockchain se dividiría por la mitad, y la acción no es compatible con versiones anteriores. Cuando esto ocurra, la cadena de bloques recién creada funcionará basándose en los cambios sugeridos por la mayoría de los nodos completos, mientras que la cadena de bloques antigua seguirá funcionando como antes.  

Existen dos tipos de nodos completos:

Nodos completos podados

Los nodos podados disponen de una capacidad de memoria específica para almacenar datos. Esto significa que se puede añadir cualquier número de bloques, pero un nodo completo sólo puede almacenar un número limitado de bloques.

Para mantener el libro mayor, los nodos podados pueden seguir descargando el bloque hasta que alcance el límite especificado. Una vez alcanzado el límite, el nodo comienza a eliminar los bloques más antiguos y a hacer espacio para los nuevos con el fin de mantener el tamaño de la cadena de bloques. Sin embargo, no elimina por completo los bloques antiguos, ya que su secuencia y metadatos siguen registrados en la cadena de bloques, de acuerdo con los principios clave de la tecnología Blockchain.  

Nodos completos de archivo

Los nodos completos de este tipo se encuentran habitualmente en una red blockchain. Los nodos completos de archivo mantienen la cadena de bloques completa y se diferencian de los nodos completos podados en su capacidad de memoria. Estos nodos son de diferentes tipos:

• Nodos mineros: Se necesitan ciertos nodos para realizar grandes cálculos y resolver complicadas funciones matemáticas con el fin de verificar los registros. Esto requiere una gran potencia de cálculo y consume una gran cantidad de energía en el proceso. Los nodos mineros son perfectos para el proceso de minería, que implica algoritmos de consenso como Proof of Work.
• Nodos de autoridad: Cualquiera puede convertirse en miembro o nodo de una blockchain pública sincronizando los datos de la blockchain en sus sistemas. Pero en algunos casos, la cadena de bloques debe ser administrada y los datos deben estar protegidos. Aquí es donde entran en juego los nodos de autoridad. Se utilizan para autorizar a otros nodos que quieran unirse a una red blockchain. También pueden definir los permisos de acceso de otros nodos si quieren acceder a un canal de datos específico.  
• Masternodes: Son nodos completos sin poder para añadir un nuevo bloque a la red. Se utilizan para mantener el libro de contabilidad y verificar las transacciones.
• Estacar nodos: Estos nodos validan las transacciones en una red blockchain y son responsables de mantener el algoritmo de consenso. En el famoso algoritmo Proof of Stake (PoS), los nodos de apuesta se utilizan para apostar o invertir su dinero y verificar la transacción. Si consiguen validar la transacción, obtendrán una recompensa a cambio.

Los nodos de replanteo se seleccionan en función de reglas definidas, como el tiempo de permanencia en la red blockchain. Estos nodos completos no necesitan una gran potencia de cálculo.

#2. Nodos de luz

Los nodos ligeros se utilizan para almacenar datos y proporcionar sólo la información necesaria para facilitar las tareas cotidianas o permitir transacciones más rápidas. Estos nodos también se conocen como nodos de Verificación Simplificada de Pagos (SPV). Estos nodos no validan los bloques, sino que se limitan a almacenar las cabeceras de los mismos.  

#3. Supernodos

Los supernodos se utilizan para realizar ciertas tareas especiales y se implementan en algunas blockchains. Puede utilizarse para establecer o mantener las reglas de una blockchain, implementar un cambio en el protocolo, etc.

#4. Nodos de iluminación

Los nodos de iluminación construyen un individuo con un usuario, empujando todas las transacciones a la blockchain principal. Esto facilita las transacciones instantáneas al tiempo que reduce el coste de la transacción, ya que se reduce la carga de la red.

Este tipo de nodos se crearon para resolver el problema de la congestión de la red blockchain, que retrasa las transacciones. 

Preguntas frecuentes

Conclusión

El conocimiento de los nodos de blockchain y sus tipos puede ayudarle a crear aplicaciones rentables, seguras y más rápidas para resolver los puntos débiles de sus clientes. Por lo tanto, si usted es una empresa o un particular que desea explorar blockchain este artículo le ayudará a comprender los nodos de blockchain y su importancia.