O que é um nó Ethereum e como ele funciona

Qual é a importância de um nó Ethereum dentro do blockchain e como ele interage com os outros?

Ethereum na verdade não é uma criptomoeda, mas uma rede P2P descentralizada baseada em um protocolo de computador público e de código aberto. 

Sua criptomoeda nativa é o Ether (ETH), embora seja frequentemente chamada pelo nome de toda a rede, que é Ethereum. 

As redes P2P, ou redes peer-to-peer, consistem em nós pares que se comunicam entre si através da Internet. Assim, são os nós os constituintes fundamentais dessas redes. 

Portanto, os constituintes fundamentais do Ethereum são seus nós, que formam a rede P2P e, obviamente, o protocolo no qual eles se baseiam. 

Para fazer parte da rede Ethereum P2P e interagir com outros nós, um nó Ethereum deve aderir ao seu protocolo básico ao pé da letra, que obviamente deve ser absolutamente idêntico para todos os nós, ou será excluído da rede em si. 

A operação de um nó Ethereum

Os nós Ethereum são computadores ou servidores conectados à Internet e nos quais um software especial é executado. 

Esse software no jargão é chamado de cliente de rede e é absolutamente essencial para executar um nó. É precisamente este software que se conecta com os outros nós da rede P2P, e que deve cumprir à risca o protocolo Ethereum. 

O curioso é que como o protocolo é público e de código aberto, qualquer um pode fazer um cliente de rede rodar um nó na rede Ethereum. 

O importante é que o cliente cumpra todas as regras do protocolo, pois caso contrário não será compatível com os demais nós, acabando sendo excluído a priori da própria rede. 

Atualmente, existem apenas 4 clientes que estão mais em uso, porque embora existam muitos, a maioria é usada muito pouco. 

No entanto, deve ser feita uma distinção entre clientes de consenso e clientes de execução. 

Os Execution Clients são os nós da chamada “Execution Layer” (EL) do Ethereum, ou seja, aqueles derivados do antigo protocolo baseado em Proof-of-Work (PoW). 

De longe, o cliente de execução mais utilizado é o histórico Geth, que existe há muito tempo e é o líder indiscutível da rede baseada no antigo protocolo. Isso é seguido, mas com porcentagens muito menores, por Erigon, Nethermind e Besu. 

Desde que o protocolo Ethereum mudou para Proof-of-Stake (PoS) com a fusão de 15 de setembro, a chamada “Camada de Consenso” (CL) foi adicionada, com diferentes clientes. 

No caso dos clientes CL, há mais diversidade, com Prysm em 42%, Lighthouse em 36% e Teku em 18%. Isto é seguido por Nimbus com apenas 3%. 

Todos esses softwares são de código aberto, podendo ser baixados gratuitamente por todos. 

O que os nós de rede fazem

Com o tempo, a função dos nós evoluiu. 

Inicialmente, eles fizeram tudo, ou seja, o único software existente na rede Ethereum eram os nós. 

Em outras palavras: 

• eles protegeram e controlaram o blockchain 
• eles mineraram os blocos com o PoW 
• verificaram a conformidade de todos os blocos e transações com o protocolo
• eles executaram contratos inteligentes
• eles agiam como carteiras, permitindo o envio e recebimento de tokens. 

No entanto, com o tempo eles perderam algumas funcionalidades. 

Em particular, eles perderam a funcionalidade para minerar blocos, porque um software mais simplificado e mais rápido era necessário para fazer isso com sucesso. Assim, um software ad hoc foi desenvolvido para mineração. 

Teoricamente, eles ainda podem ser usados ​​como carteiras, mas são muito inconvenientes. Na verdade, agora quase todas as carteiras amplamente utilizadas não são nós. 

O fato é que um nó tem que proteger e verificar o blockchain, que é um arquivo de quase 350 GB onde todas as transações no Ethereum no histórico foram registradas, que um nó deve verificar uma a uma. 

Assim, com o tempo, os nós acabaram fazendo principalmente duas coisas: por um lado, eles guardam e verificam o blockchain, ou livro-razão de transações, e, por outro lado, executam as instruções contidas nos contratos inteligentes. 

A mudança para PoS

A ir, com a mudança para PoS, mudou as coisas. 

Na verdade, o abandono do PoW eliminou a necessidade de minerar blocos, então os mineradores de Ethereum simplesmente desapareceram ou mudaram para outros blockchains ainda baseados no PoW. 

Mas quando não eram mais os mineradores que criavam os blocos com transações para adicionar ao blockchain, outro software teve que ser criado para validar os blocos. 

Esses softwares são os novos clientes Consensus Layer, nomeadamente Prysm, Lighthouse, Teku e Nimbus. 

Esses nós CL validam blocos agora que os mineradores não o fazem mais. 

No entanto, o PoS é baseado em staking, então os nós CL também possuem tokens ETH colocados em staking. 

A Camada de Consenso é baseada em um novo blockchain, chamado Beacon Chain e baseado em PoS, no qual os tokens ETH podem ser apostados nos nós relevantes para que o PoS possa ser feito. A antiga Camada de Execução usa o antigo blockchain baseado em PoW, mas sem mais novos blocos adicionados, já que as transações agora são registradas apenas na nova Beacon Chain. 

Configurando um nó Ethereum

A operação de um nó é relativamente simples. Na verdade, uma vez instalado, basta deixar o cliente funcionando conectado à Internet. 

No entanto, a instalação não é uma questão trivial. 

Primeiro, quando o cliente é instalado, ele deve baixar todo o blockchain e verificar tudo, transação por transação. Este processo acaba por ser particularmente demorado. 

Além disso, uma vez instalado, deve ser configurado para que possa se conectar a outros nós, caso contrário, será efetivamente excluído da rede P2P. 

Este último é um processo técnico que requer um mínimo de especialização. Assim, não é indicado para quem está apenas a dar os primeiros passos nesta área, até porque exige conhecimentos informáticos e de sistemas. 

É ainda mais complicado no caso de um nodo CL, pois como ele tem que guardar pelo menos 32 ETH no staking torna a questão de segurança ainda mais relevante. 

Segurança

A segurança de um node é crucial para permitir seu bom funcionamento, pois ele possui uma carteira embutida e no caso dos nodos CL possui ETH em staking. 

O único grande problema em caso de violação é o possível roubo de fundos, pois mesmo que fosse atacado ou invadido toda a rede não seria afetada. 

Como podem estar sujeitos a roubo de fundos, é essencial um alto nível de proteção das máquinas e redes nas quais ele é executado. 

Uma questão um pouco mais complicada é a segurança da rede P2P. 

Como isso depende de seus próprios nós, se muitos deles forem violados, a própria rede poderá ter problemas. A possível violação de um único nó, ou de um número limitado de nós, não cria grandes problemas para a rede, mas se muitos forem violados, os problemas também podem ser muito graves. 

É por isso que seria necessário usar vários clientes o tempo todo, porque no caso de um ter um bug ou vulnerabilidade, é difícil para os outros clientes também tê-los. 

No que diz respeito à Camada de Execução, Geth agora está tão bem comprovado que parece improvável que tenha problemas sérios. Mesmo assim, ainda é útil que existam também outros clientes para usar no caso hipotético de um problema em Geth. 

Em contraste, no caso dos clientes da Camada de Consenso, a questão é diferente, pois na verdade eles estão em uma há apenas alguns meses.