| ノードの種類 | 役割 | 特徴 |
|---|---|---|
| フルノード | ブロックチェーンの全てを保管し、トランザクションの検証を行う | セキュリティが高い、容量が大きい |
| 軽量ノード | ブロックチェーンの一部を保管し、トランザクションの検証を行う | セキュリティが低い、容量が小さい |
| マスターノード | 特定の暗号資産(仮想通貨)のネットワークを維持し、報酬を得る | 一定量の暗号資産(仮想通貨)を保有する必要がある |
| スーパーノード | 特定の暗号資産(仮想通貨)のネットワークを維持し、報酬を得る | 一定量の暗号資産(仮想通貨)を保有する必要がある |
1. ノードの概要とは何か
ノードとは何か？
「ノード」は、辞書的には「結び目」という意味を持ちます。コンピュータネットワークの中でノードというと、これはネットワークにおける分岐点や中継点のことを言います。つまり一般的には、あるネットワークに接続されているコンピュータ機器を指します。
ここからさらに、ビットコインにおける\”ノード\”が何を意味し、どういった働きを持っているのか説明します！
先ほど述べたように、一般的なノードはあるネットワークに接続されているコンピュータ機器のことです。なので、「ビットコインのノード」とは「ビットコインのネットワークに接続している全てのコンピュータ機器」のことを言います。(パソコンは当然のこと、スマートフォンやASICなどの端末も含まれます)
ビットコインの取引記録は全てブロックチェーンに保存されており、ノード間で保存・共有されています。ビットコインの保有や送受信を行いたい場合は、ノードとしてそのブロックチェーンを参照する必要があります。
| 役割 | 説明 |
|---|---|
| ウォレット | 暗号資産(仮想通貨)を保管する機能 |
| マイニング | 取引記録を検証し、ブロックチェーンに書き込む機能 |
| フルブロックチェーンデータベース | ブロックチェーンの全てを保管する機能 |
| ネットワークルーティング | ネットワーク上で他のコンピュータとの通信経路を維持する機能 |
ノードの役割
ビットコインのノードが持つことのできる役割は、大きく、ウォレット・マイニング・フルブロックチェーンデータベース・ネットワークルーティングの4つに分けられます。
ノードは暗号資産(仮想通貨)を保存するための機能を持ちます。暗号資産(仮想通貨)の財布として、保管することができるのです。このいったものを、ウォレットと言います。具体的には、送受信のためのアドレス管理機能のことをいい、後述のフルブロックチェーンデータベース機能と併用する場合もあれば、そうでない場合もあります。詳しい説明は、ノードの種類の項目で説明します。
ある取引記録が正当なものであるかをを判断し、ブロックチェーンに書き込む機能です。これと同時にビットコインの新規発行が行われます。マイニングを行うことで、ビットコインを報酬として受け取ることができます。マイニングについて詳しくは以下の記事をご覧ください！
一番最初の取引から、最新の取引まで、全ての取引が記録されているブロックチェーンの全てを保管する機能です。よく言われる、「ブロックチェーンは全世界のノードに同時に保管されている」と言われる理由がここにあります。このようにフルブロックチェーンデータベース機能を持つノード全てにブロックチェーンが保管されているが故に、悪意を持った人が、存在しないビットコインを利用することができなくなっています。
ネットワークルーティング
ルーティングとは、ネットワーク上で他のコンピュータとの通信経路を維持する機能をいいます。言い換えると、ビットコインネットワークに繋がる機能です。最初に述べたように、ノードとはネットワークに繋がっているものであるので、この機能こそがノードとなるための条件と言え、全てのノードが持っている役割です。
ビットコインネットワークには沢山のノードが存在しますが、実は、それら全てが上述の4つの役割を持っている訳ではありません。
ノードによって、どの機能を使いたいか選んでいます。故に、ノードの中でも複数種類に分かれるのですが、ここでは、代表的な「フルノード」と「軽量ノード」についてご紹介します。
フルノードは、上述の4つの役割のうち、「ウォレット」と「フルブロックチェーンデータベース」、「ルーティング」機能を持ったノードはフルノードと呼ばれます。誤解されがちですが、フルノードだからマイニングに特化しているというわけではありません。
まとめ
ノードは、ビットコインネットワークに接続している全てのコンピュータ機器を指し、ビットコインの取引記録であるブロックチェーンを保存・共有する役割を担っています。
ノードは、ウォレット、マイニング、フルブロックチェーンデータベース、ネットワークルーティングの4つの役割を持ち、それぞれがビットコインネットワークの安定稼働に貢献しています。
ノードは、その役割によってフルノード、軽量ノードなど様々な種類に分類されます。
ビットコインの取引を行う際は、意識せずとも取引所やウォレットを通じてノードに接続し、ネットワークに参加していると言えるでしょう。
2. ノードの種類と役割
フルノード
フルノードで最も重視される役割が「フルブロックチェーンデータベース」です。フルノードの特徴は、全ての取引記録をダウンロードして正当性を確認できること(トランザクションの検証)です。フルノードが多数存在することで、ブロックチェーンネットワークの正当性、同期性が保たれています。
フルノードは自身で全ての取引記録を検証することができるため、セキュリティが高く、第三者に頼らなくても良いというのも特徴です。取引所などは、高いセキュリティが求められ、二重支払いなどがあってはならないため、フルノードとなっています。
しかし、ビットコインのブロックチェーンの全てを保管した場合、その容量は170GBを超えます(2018年6月現在)。これは簡単に扱えるサイズではない上、今後トランザクションが増えるにつれてさらに肥大化していくことを考えると、家庭用PCの場合現実的ではありません。このようにブロックチェーンのサイズが大きくなりすぎると、フルノードの数は必然的に減って、ネットワークが脆弱になっていきます。
ここで、Bitcoin Core 0.11.0へのバージョンアップ時、剪定モード(Pruning Mode)というものが実装されました。これは、一旦全てのブロックチェーンをダウンロードしたのち、検証に必要な部分だけを残して、他を消去する機能です。これによって、検証という大事な機能は維持したまま、容量を節約することができます。また、それに対して従来のフルノードをアーカイブノードといいます。
| 種類 | 説明 |
|---|---|
| アーカイブノード | 過去の分まですべてのブロックチェーンを保持しているノード |
| 剪定ノード | 不要な過去のブロックは削除して容量の問題が起きないようにしているノード |
軽量ノード(SPVノード)
軽量ノード(SPVノード)は、上述の4つの役割のうち、「ウォレット」と「ルーティング」機能のみを持ちます。Simplified Payment Verificationすなわち、簡易支払確認という名前の通り、ブロックチェーンの全てのデータをダウンロードせずとも、トランザクションの検証を行うことができるノードです。例えば、Breadなどのスマートフォンウォレットはその容量の都合上、ブロックチェーンの全体を保存することはできず、SPVノードとなります。
SPVノードは全てのブロックのヘッダー部分のみをダウンロードします。ヘッダーとは、ブロックの中の情報の説明書きのようなものです。トランザクションの検証を行う際は、保存されているヘッダを利用して、他のフルノードのブロックチェーンに情報を要求します。そのため、フルノードに依存してでないと検証を行うことができません。
このように説明すると、軽量ノードはフルノードと比べてセキュリティが甘いのではないか？とお思いになるかも知れません。
前述のように、不正な取引がないかはフルノードを参照することですぐに確認することができます。特にセキュリティ上で気になる点といえば、フルノードに情報を要求する際に、特定のアドレスや取引を提示しなければいけないという点です。しかし、その点に関する危険性は極めて低く、それよりも取引所やウォレット自体のセキュリティの方が今は心配されています。
マスターノード
マスターノードはダッシュ(Dash)やトリガー(Triggers)などで実装されているノードの種類であり、暗号資産(仮想通貨)の取引の機能を手伝う役割があります。
マスターノードはビットコインでのフルノードが行なっているような送金の処理や検証を、代表して行い、その報酬を受け取っています。
ネットワーク参加者がマスターノードとなるためには、ウォレットに一定量以上の暗号資産(仮想通貨)を保有する必要があります。
スーパーノードはネム(NEM)におけるマスターノードのようなものです。300万XEM以上を保有しているノードはスーパーノードとなることができます。
まとめ
ノードは、その役割や機能によって、フルノード、軽量ノード、マスターノード、スーパーノードなど、様々な種類に分類されます。
フルノードは、ブロックチェーンの全てを保管し、トランザクションの検証を行うことで、ネットワークのセキュリティを担保しています。
軽量ノードは、フルノードに比べて容量が小さく、スマートフォンなどの端末でも利用しやすいですが、セキュリティ面ではフルノードに劣ります。
マスターノードやスーパーノードは、特定の暗号資産(仮想通貨)において、ネットワークの維持に貢献することで報酬を得られる仕組みです。
3. ノードのセキュリティについて
フルノードのセキュリティ
フルノードは自身で全ての取引記録を検証することができるため、セキュリティが高く、第三者に頼らなくても良いというのも特徴です。取引所などは、高いセキュリティが求められ、二重支払いなどがあってはならないため、フルノードとなっています。
しかし、ビットコインのブロックチェーンの全てを保管した場合、その容量は170GBを超えます(2018年6月現在)。これは簡単に扱えるサイズではない上、今後トランザクションが増えるにつれてさらに肥大化していくことを考えると、家庭用PCの場合現実的ではありません。このようにブロックチェーンのサイズが大きくなりすぎると、フルノードの数は必然的に減って、ネットワークが脆弱になっていきます。
ここで、Bitcoin Core 0.11.0へのバージョンアップ時、剪定モード(Pruning Mode)というものが実装されました。これは、一旦全てのブロックチェーンをダウンロードしたのち、検証に必要な部分だけを残して、他を消去する機能です。これによって、検証という大事な機能は維持したまま、容量を節約することができます。また、それに対して従来のフルノードをアーカイブノードといいます。
軽量ノード(SPVノード)は、上述の4つの役割のうち、「ウォレット」と「ルーティング」機能のみを持ちます。Simplified Payment Verificationすなわち、簡易支払確認という名前の通り、ブロックチェーンの全てのデータをダウンロードせずとも、トランザクションの検証を行うことができるノードです。例えば、Breadなどのスマートフォンウォレットはその容量の都合上、ブロックチェーンの全体を保存することはできず、SPVノードとなります。
軽量ノードのセキュリティ
SPVノードは全てのブロックのヘッダー部分のみをダウンロードします。ヘッダーとは、ブロックの中の情報の説明書きのようなものです。トランザクションの検証を行う際は、保存されているヘッダを利用して、他のフルノードのブロックチェーンに情報を要求します。そのため、フルノードに依存してでないと検証を行うことができません。
このように説明すると、軽量ノードはフルノードと比べてセキュリティが甘いのではないか？とお思いになるかも知れません。
前述のように、不正な取引がないかはフルノードを参照することですぐに確認することができます。特にセキュリティ上で気になる点といえば、フルノードに情報を要求する際に、特定のアドレスや取引を提示しなければいけないという点です。しかし、その点に関する危険性は極めて低く、それよりも取引所やウォレット自体のセキュリティの方が今は心配されています。
このように説明すると、結局何かしらのノードを建てなければいけないか？とお考えになる方も多いと思います。もちろん、ビットコインのネットワークに関わりたい時は、何かしらのノードを建てることになります。では、どのノードをどのように建てればよいのでしょうか？
ノードのセキュリティと分散化
結論から言うと、ほとんどの人は意識してノードの種類を選んで、建てることはありません。というのも、暗号資産(仮想通貨)取引を行いたいだけであれば、取引所にアカウント登録し、必要に応じてウォレットアプリを利用すれば良いだけだからです。この際、自分で難しい操作をしてアクセスせずとも、自動的に向こうでノードを建て、ネットワークに繋げてくれます。利用者はアプリやブラウザを通じて操作するだけで取引や保管を行うことができます。
ビットコインのノードにはいくつかの種類が存在することを先程述べました。しかし、実際にネットワークの堅牢化に大きく貢献しているのはフルノードです。フルノードはブロックチェーンの全てを保管しているため、フルノードが複数存在するうちは、ブロックチェーンの過去の情報が改竄される可能性は低いと考えられます。
世界中に散らばるフルノードの数や分布は、こちらのサイト(ビットノーズ)で確認することができます。
上は2018年6月時点でのフルノードの数と分布です。世界全体で約１万のフルノードが存在しています。つまり、1万個のコンピュータにブロックチェーンの全体が保存されています。これだけで、過去のトランザクションを改竄することは実質不可能であることが分かると思います。
| 地域 | 割合 |
|---|---|
| アメリカ | 50% |
| ヨーロッパ | 30% |
| 日本 | 2% |
まとめ
ビットコインのネットワークは、フルノードが多数存在することで、セキュリティが担保されています。
フルノードは、ブロックチェーンの全てを保管し、トランザクションの検証を行うことで、ネットワークの改竄を防いでいます。
軽量ノードは、フルノードに比べてセキュリティ面では劣りますが、容量が小さく、スマートフォンなどの端末でも利用しやすいというメリットがあります。
ビットコインの取引を行う際は、取引所やウォレットを通じて、自動的にノードに接続しているため、セキュリティ面はそれほど心配する必要はありません。
4. ノードの運営と収益の方法
マスターノード
マスターノードはダッシュ(Dash)やトリガー(Triggers)などで実装されているノードの種類であり、暗号資産(仮想通貨)の取引の機能を手伝う役割があります。
マスターノードはビットコインでのフルノードが行なっているような送金の処理や検証を、代表して行い、その報酬を受け取っています。
ネットワーク参加者がマスターノードとなるためには、ウォレットに一定量以上の暗号資産(仮想通貨)を保有する必要があります。
スーパーノードはネム(NEM)におけるマスターノードのようなものです。300万XEM以上を保有しているノードはスーパーノードとなることができます。
スーパーノード
ネムでマイニングに当たる取引承認方法は、ハーベストと呼ばれます。NEMでは全てのノードがハーベストに参加することができるのですが、スーパーノードに対してハーベストを依頼する、という形をとります。
ユニークノードはリップル(Ripple)において存在するノードです。
ビットコインはコンピュータの計算力に依存したマイニングによって、取引の承認が行われています。それと比べて、リップルが中央集権的と言われる理由でもあるのですが、リップルにおいてはほとんどのノードは、マイニングにあたる取引の承認を行うことができません。バリデータと呼ばれる、特定のノードが取引の承認を行います。このバリデータとなりうるノードの候補のリストを、ユニークノードリストと言います。
ユニークノードリスト自体はリップル社が決定しているため、バリデータにはなろうと思ってもなることはできません。
ノードの収益
マスターノードやスーパーノードは、特定の暗号資産(仮想通貨)において、ネットワークの維持に貢献することで報酬を得られる仕組みです。
マスターノードやスーパーノードになるには、一定量の暗号資産(仮想通貨)を保有する必要があるため、初期費用がかかります。
しかし、報酬を得られる可能性があるため、投資対象として魅力的です。
ただし、報酬は暗号資産(仮想通貨)の価格変動やネットワークの状況によって変動するため、リスクも伴います。
まとめ
ノードの運営は、暗号資産(仮想通貨)のネットワークを支える重要な役割を担っています。
マスターノードやスーパーノードは、ネットワークの維持に貢献することで報酬を得られる仕組みですが、初期費用やリスクも伴います。
ノードの運営は、暗号資産(仮想通貨)の価格変動やネットワークの状況に左右されるため、慎重に検討する必要があります。
ノードの運営は、暗号資産(仮想通貨)の将来性を信じる投資家にとって、魅力的な選択肢の一つと言えるでしょう。
5. ノードの重要性と将来性
ノードの重要性
ノードの概念を理解することは、ビットコインをはじめとした全ての暗号資産(仮想通貨)の基本的なブロックチェーンのシステムを理解するために欠かせません。
ノードは、ブロックチェーンネットワークの分散化とセキュリティを担保する重要な役割を担っています。
フルノードは、ブロックチェーンの全てを保管し、トランザクションの検証を行うことで、ネットワークの改竄を防いでいます。
軽量ノードは、フルノードに比べてセキュリティ面では劣りますが、容量が小さく、スマートフォンなどの端末でも利用しやすいというメリットがあります。
ノードの将来性
ブロックチェーン技術は、今後も発展を続け、様々な分野で活用されていくことが期待されています。
ノードは、ブロックチェーン技術の基盤となる重要な要素であり、今後もその重要性はますます高まっていくでしょう。
特に、分散型金融(DeFi)やWeb3.0などの分野では、ノードの役割がますます重要になってくると考えられます。
ノードの運営は、暗号資産(仮想通貨)の将来性を信じる投資家にとって、魅力的な選択肢の一つと言えるでしょう。
ノードの課題
ノードの運営には、初期費用や技術的な知識が必要となるため、参入障壁が高いという課題があります。
また、ノードの報酬は、暗号資産(仮想通貨)の価格変動やネットワークの状況に左右されるため、安定した収益を得ることが難しい場合があります。
さらに、ノードのセキュリティ対策も重要であり、不正アクセスや攻撃のリスクを常に考慮する必要があります。
これらの課題を克服することで、ノードの運営は、暗号資産(仮想通貨)のエコシステムの発展に大きく貢献できるでしょう。
まとめ
ノードは、ブロックチェーン技術の基盤となる重要な要素であり、その重要性はますます高まっていくでしょう。
ノードの運営は、暗号資産(仮想通貨)の将来性を信じる投資家にとって、魅力的な選択肢の一つですが、初期費用や技術的な知識、セキュリティ対策など、様々な課題を克服する必要があります。
ノードの運営は、暗号資産(仮想通貨)のエコシステムの発展に大きく貢献できる可能性を秘めています。
今後、ノードの運営がより容易になり、誰でも参加できるようになることを期待しましょう。
6. ノードの構築と参加方法
フルノードの構築
フルノードの構築には、Bitcoin Coreなどのソフトウェアをダウンロードし、パソコンにインストールする必要があります。
フルノードの構築には、一定の技術的な知識と、パソコンのスペックが必要となります。
フルノードの構築には、時間と労力を要しますが、ブロックチェーンネットワークのセキュリティを強化する上で重要な役割を担います。
フルノードの構築は、暗号資産(仮想通貨)の技術に興味がある人にとって、挑戦しがいのある作業と言えるでしょう。
軽量ノードの構築
軽量ノードの構築は、フルノードに比べて簡単です。
スマートフォンなどの端末でも、軽量ノードの構築は可能です。
軽量ノードは、フルノードに比べてセキュリティ面では劣りますが、容量が小さく、手軽に構築できるというメリットがあります。
軽量ノードは、暗号資産(仮想通貨)の取引を始める際に、手軽にネットワークに参加できる方法としておすすめです。
マスターノードやスーパーノードへの参加
マスターノードやスーパーノードへの参加には、一定量の暗号資産(仮想通貨)を保有する必要があるため、初期費用がかかります。
また、マスターノードやスーパーノードの構築には、特定のソフトウェアや設定が必要となる場合があります。
マスターノードやスーパーノードへの参加は、暗号資産(仮想通貨)のネットワークを支える重要な役割を担うことができます。
マスターノードやスーパーノードへの参加は、暗号資産(仮想通貨)の将来性を信じる投資家にとって、魅力的な選択肢の一つと言えるでしょう。
まとめ
ノードの構築や参加方法は、ノードの種類によって異なります。
フルノードの構築は、技術的な知識と、パソコンのスペックが必要となります。
軽量ノードの構築は、スマートフォンなどの端末でも可能です。
マスターノードやスーパーノードへの参加には、一定量の暗号資産(仮想通貨)を保有する必要があります。
参考文献
・「ノード」とは？わかりやすく解説します – 仮想通貨（暗号 …
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