Configurando um nó Blockchain

Nós de Blockchain estão aparecendo por toda parte à medida que novas blockchains surgem e as oportunidades de staking se tornam uma fonte real de renda. Mas será que você pode configurar um nó por conta própria? E, em caso afirmativo, como?

Este artigo cobre tudo o que você precisa saber, incluindo os requisitos de hardware e software, configuração de rede e ferramentas de gerenciamento para configurar um nó, que é o primeiro passo para fazer parte de uma rede descentralizada, seja para transações de criptomoeda, desenvolvimento de contratos inteligentes ou manutenção de um ecossistema de blockchain.

Os nós são parte de uma rede de blockchain que valida transações, mantém o consenso e registra o histórico da blockchain. Eles garantem que cada participante ativo na rede tenha uma cópia idêntica e atualizada dos dados da rede. No nível mais básico, é um sistema de computador ou dispositivo de hardware que executa o software da rede para realizar o trabalho e manter a segurança. Os nós têm diferentes papéis e responsabilidades. Um "nó online" é um nó que envia atualizações pela rede e está sempre ativo. Um "nó offline" só precisa baixar o último livro-razão quando se reconectar à rede para se manter sincronizado. Isso é chamado de sincronização de blockchain. Para manter seu nó funcionando de forma eficiente, você precisa atender aos requisitos de hardware, software e rede do protocolo de blockchain.

No contexto de hospedagem de nós baseada em nuvem, nós dedicados oferecem alta escalabilidade e flexibilidade, permitindo que você gerencie os recursos conforme necessário.

O que é um Nó?

Um nó de blockchain é um computador que se conecta a uma rede de blockchain e faz parte da segurança e integridade da rede. Ao validar transações e blocos, os nós garantem que a blockchain seja confiável e descentralizada. Existem diferentes tipos de nós, cada um com um propósito distinto.

Um nó completo possui uma cópia de toda a blockchain, sendo um componente crítico para validar transações e o histórico da rede. Já um nó leve possui apenas uma parte da blockchain e depende dos nós completos para verificação de dados. Nós especializados, como os nós de mineração, resolvem problemas matemáticos complexos para validar transações e criar novos blocos. Esses nós fazem parte da rede blockchain, garantindo que todos os participantes tenham acesso à mesma informação atualizada.

Como Funciona

Os nós se conectam à rede blockchain e baixam a blockchain. Essa sincronização inicial pode demorar um pouco, dependendo do tamanho da blockchain e da sua conexão de internet. Após a sincronização, os nós começam a validar transações e blocos.

Cada nó verifica se as transações e blocos seguem as regras e os protocolos da rede. Por exemplo, um nó verifica se uma transação tem as assinaturas digitais corretas e se o remetente possui fundos suficientes. Uma vez que um nó valida uma transação ou bloco, ele o adiciona à sua cópia da blockchain e o envia para outros nós na rede. Esse processo contínuo de validação e transmissão garante que todos os nós concordem com o estado da blockchain e que a rede seja segura e confiável.

Tipos de Nós

Aqui estão os diferentes tipos de nós em blockchain e seus respectivos propósitos:

1. Nós completos são servidores ou computadores que baixam e armazenam o histórico de transações da blockchain. Eles também validam transações e registram transações. Um nó completo de Bitcoin valida transações e mantém a rede Bitcoin, garantindo que todas as regras sejam seguidas e que os blocos sejam adicionados corretamente.
2. Nós leves são uma versão simplificada dos nós completos. Eles armazenam uma parte dos cabeçalhos da blockchain e dependem dos nós completos para funcionar.
3. Nós validadores são nós completos que participam da blockchain validando blocos e aprovando transações. Eles são responsáveis por arquivar todas as atividades da rede, como transações de criptomoedas ou execuções de contratos inteligentes, sem falhas.
4. Nós Lightning são nós que executam transações fora da cadeia através de soluções de escalabilidade de camada 2, permitindo lidar com congestionamentos da rede. Alguns exemplos de soluções de escalabilidade de camada 2 incluem Arbitrum, BNB Chain, Ethereum, Optimism, entre outros. Quando uma transação é processada, os dados da transação são adicionados à mainnet.
5. Nós de Mineração, como o nome sugere, são nós que resolvem problemas matemáticos complexos, adicionam novos blocos à blockchain e ganham recompensas de mineração. Isso depende da blockchain; por exemplo, em algumas blockchains, as recompensas de mineração são dadas com base na quantidade de moedas que possuem, enquanto em outras são dadas pelas transações que validaram. A mineração está associada a blockchains como o Bitcoin e requer dispositivos de computação avançados para funcionar.
6. Nós de Autoridade são nós completos onde os nós autorizam a geração de novos blocos. A comunidade decide o número de nós necessários para aprovar uma transação na blockchain, e isso é feito por meio de votação.
7. Masternodes também são um tipo de nó completo que não pode adicionar novos blocos à blockchain, mas são responsáveis pela manutenção do livro-razão e verificação de transações. Eles contribuem para a segurança da blockchain.

O primeiro passo para configurar um nó de blockchain é decidir qual tipo de nó você deseja configurar. Os nós de blockchain têm diferentes propósitos e funções, como visto acima, então o nó que melhor atende às suas especificações ou necessidades deve ser escolhido. Os nós completos permitem a participação máxima nas atividades da blockchain e exigem muito armazenamento e largura de banda, enquanto os nós leves são menos exigentes, mas oferecem funcionalidades limitadas.

O próximo passo é decidir qual blockchain você deseja apoiar com seu nó. Cada blockchain tem seus próprios requisitos e software para isso. Algumas escolhas populares são Bitcoin, Ethereum, Polygon, Solana e outras, com Bitcoin e Ethereum tendo a maior capitalização de mercado. Em fevereiro de 2024, havia aproximadamente 18.000 nós públicos rodando na rede Bitcoin. Por outro lado, Luke Dashjr, um desenvolvedor do Bitcoin Core e um dos primeiros colaboradores do ecossistema Bitcoin, estima que há mais de 100.000 nós do Bitcoin em janeiro de 2025.

Após escolher o tipo de nó, um dispositivo com boas especificações de hardware, como armazenamento, RAM, processador e um bom Sistema Operacional (SO) será usado para baixar o software oficial da blockchain escolhida.

O software será instalado seguindo a documentação oficial ou os guias para a blockchain específica escolhida. Estes fornecerão instruções passo a passo sobre a instalação e configuração. Após o software ser instalado e configurado, o nó será sincronizado com a rede. Isso pode levar várias horas ou até dias, dependendo do tamanho da blockchain e da velocidade da sua conexão com a internet. Uma vez instalado, o nó precisará ser gerido, verificando regularmente se há atualizações do software da blockchain e instalando-as.

Executando Seu Próprio Nó

Executar seu próprio nó oferece vários benefícios: aumenta sua segurança e controle dentro da rede blockchain. Ao executar um nó, você pode validar transações e blocos de forma independente, sem depender de serviços de terceiros. Essa autonomia protege sua privacidade e garante que suas transações sejam processadas de acordo com as regras da rede.

Além disso, executar um nó apoia a natureza descentralizada das redes blockchain. Ao contribuir para a infraestrutura da rede, você ajuda a manter sua integridade e resiliência. Isso é crucial para a saúde do ecossistema de blockchain, pois garante uma rede de nós diversificada e distribuída. Seja você um indivíduo que deseja mais controle sobre suas transações ou uma empresa que deseja oferecer serviços confiáveis aos seus clientes, executar um nó é uma boa iniciativa.

Quem Deve Executar um Nó?

Qualquer pessoa que deseje ganhar recompensas de staking enquanto apoia a infraestrutura descentralizada de uma rede blockchain deve considerar executar um nó. Nós de staking permitem que os participantes bloqueiem suas criptomoedas, contribuindo para o consenso e a segurança da rede, enquanto ganham recompensas em troca.
 

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Desenvolvedores, em particular, podem se beneficiar ao executar um nó, pois isso oferece acesso direto à rede blockchain e a capacidade de verificar transações. Isso é essencial para a construção e teste de aplicativos descentralizados. Empresas que dependem da tecnologia blockchain também podem melhorar a confiabilidade e segurança de seus serviços executando seus próprios nós. Ao rodar um nó, você não só ganha mais controle e segurança, mas também desempenha um papel importante na manutenção da natureza descentralizada e segura das redes blockchain.

Especificações Mínimas do Sistema

Alguns nós de blockchain resolvem problemas matemáticos complexos, enquanto outros exigem alta largura de banda para interagir com a blockchain, o que só pode ser feito por dispositivos de alto desempenho. As seguintes são as especificações mínimas de sistema para nós de blockchain:

• Processador (CPU): Um CPU moderno com múltiplos núcleos fará o trabalho de forma eficiente.
• Memória (RAM): Pelo menos 8 GB, 16 GB ou mais para nós de alto desempenho.
• Armazenamento: A quantidade de armazenamento necessária dependerá do tipo de nó a ser instalado e também do tamanho da blockchain. Por exemplo, nós completos, que baixam e armazenam as transações de uma blockchain, precisarão de SSDs de até 100 GB. Algumas blockchains como o Bitcoin requerem centenas de gigabytes, enquanto outras podem precisar de menos.
• Placa Gráfica (Opcional): Isso será necessário apenas para nós envolvidos em mineração baseada em GPU ou cálculos avançados.

Rodar um nó Ethereum requer armazenamento e memória específicos, com base nos seus modos operacionais: rápido, completo e leve. Nós rápidos precisam de cerca de 200 GB de armazenamento, nós completos precisam de mais de 1 TB e nós leves precisam de muito menos. Os requisitos de memória também variam, sendo que nós rápidos e completos precisam de pelo menos 8 GB de RAM.

Requisitos de Conectividade de Rede

Este é um dos requisitos mais importantes para que um nó de blockchain funcione corretamente. Uma conexão de internet estável, com uma velocidade de upload e download de pelo menos 1 megabyte por segundo, é suficiente. Velocidades mais altas melhorarão a sincronização e aumentarão a validação de transações, o que, por sua vez, aumentará a velocidade das transações. Assinaturas de dados ilimitados são essenciais, pois os nós lidam com grandes volumes de dados. Um endereço IP estático é preferido para conexões estáveis e para facilitar o redirecionamento de portas.

Uma testnet pode ser usada para testes e desenvolvimento como uma alternativa à mainnet. Ela pode ter interfaces amigáveis, como GUI no Shardeum, para facilitar a execução de um nó por indivíduos não técnicos.

Requisitos de Hardware Especial

Esses requisitos especiais de hardware são adicionais aos dispositivos de alto desempenho. Alguns exemplos incluem:

• Backup de Energia: Instalar um inversor onde não há fornecimento de energia constante para garantir tempo de atividade consistente com uma fonte de alimentação ininterrupta (UPS).
• Refrigeração: Os nós de blockchain estão sempre em funcionamento e, devido a isso, geram calor continuamente, o que pode reduzir sua eficiência. Sistemas de refrigeração eficientes devem ser instalados para prolongar a vida útil do hardware.
• Redundância: Backup para dados e componentes de hardware reduz o risco de tempo de inatividade em caso de danos ao sistema.

Requisitos de Software para Nós de Blockchain

Os requisitos de software para nós de blockchain podem variar dependendo da blockchain, sendo necessário baixar o software oficial do nó da blockchain que você deseja executar. A maioria das configurações inclui o cliente da blockchain, configurações do sistema operacional e bibliotecas ou Kits de Desenvolvimento de Software (SDKs) relevantes. O SDK é uma coleção de ferramentas que ajuda os desenvolvedores a construir plataformas de blockchain, aplicativos e outros recursos avançados. Os SDKs são essenciais para os desenvolvedores, pois contêm todas as ferramentas necessárias em um único pacote.

Para instalar o software do nó, é necessário seguir as instruções específicas para conectá-lo a diferentes redes, seja a mainnet ou a testnet.

Escolhendo o Cliente Blockchain Certo

O cliente blockchain é o software que os nós de blockchain executam para se conectar a uma rede blockchain. A partir desses clientes, os desenvolvedores podem criar várias aplicações, como exploradores de blocos e carteiras de criptomoedas. A maioria das blockchains possui seus próprios clientes nativos, portanto, o cliente blockchain a ser usado será determinado pela blockchain que você deseja apoiar. Alguns exemplos de clientes blockchain são:

• Bitcoin Core: Este é para nós de Bitcoin, tanto nós completos quanto nós leves.
   
• Polygon CDK: Este cliente blockchain permite que os usuários construam sua própria cadeia, com transações mais rápidas.
   
• Geth (Go Ethereum): Para Ethereum, para participar de contratos inteligentes e validação de transações.
   
• Fire Dancer (Solana): Cliente de alto desempenho escrito em C++ para aumentar o processamento de transações da Solana.

Requisitos do Sistema Operacional para Nós de Blockchain

Isso também é importante como requisito de sistema. Existem diferentes tipos de sistemas operacionais, e a maioria das blockchains suporta sistemas operacionais principais como Linux, macOS e Windows. O Linux é preferido para a maioria dos nós devido à sua estabilidade e compatibilidade. Sistemas Operacionais populares são Ubuntu e CentOS, que suportam computadores e servidores privados virtuais. Windows ou macOS são adequados para redes menores ou cadeias que não exigem muito trabalho ou envolvimento.

Linguagens de Programação e Bibliotecas

A melhor linguagem de programação para blockchain depende do ecossistema do projeto e das necessidades do desenvolvedor. Algumas das principais linguagens de programação para blockchain são:

• Rust: Esta é uma linguagem de programação criada para desempenho e segurança. Ela suporta o desenvolvimento de contratos inteligentes e permite que programadores trabalhem com diferentes equipes. É a melhor linguagem de programação para blockchain, eleita por desenvolvedores por 4 anos consecutivos.
• Golang (Go): Golang é uma boa linguagem de programação para blockchain, pois possui uma estrutura simples e legível e um tempo de compilação rápido. É uma linguagem open-source desenvolvida pelo Google com base no C. Ideal para construir aplicativos de blockchain como uma linguagem única que permite programação simultânea.
• C++: Uma das linguagens de programação de uso geral mais antigas e usada como linguagem de codificação de blockchain por muitos projetos famosos. É uma linguagem icônica, pois Satoshi Nakamoto a usou para criar a cadeia do Bitcoin. Outras criptomoedas como Litecoin, Dogecoin e muitas outras também foram programadas com C++.
• Solidity: Esta é a melhor linguagem para o desenvolvimento de contratos inteligentes. Solidity possui todos os recursos de C++, Python e JavaScript, razão pela qual é a linguagem mais usada para o desenvolvimento de contratos inteligentes.
• Motoko: Esta é uma nova linguagem criada para desenvolver contratos inteligentes diretamente no Internet Computer. A linguagem foi criada com foco em blockchain, sendo segura e versátil, e possui todas as ferramentas para um desenvolvimento rápido e conveniente de dApps.

Para bibliotecas de programação, algumas ferramentas como ethers.js, web3j e light.js ajudam a interagir com redes blockchain.

Ethers.js é uma biblioteca JavaScript para a blockchain Ethereum, web3j é uma biblioteca Java e Android para clientes Ethereum, enquanto light.js é uma biblioteca JavaScript para clientes leves.

Configuração de Rede para Nós de Blockchain

Uma configuração de rede adequada garante a comunicação com outros nós e a rede blockchain mais ampla. A configuração de rede deles determina como interagem, compartilham dados e mantêm o livro razão descentralizado. A configuração de rede dos nós de blockchain pode variar devido a:

Tipo de nó: Nós completos que armazenam e validam o livro razão inteiro da blockchain precisariam de uma configuração de rede melhor do que um nó leve, que armazena apenas o essencial e depende de nós completos para validação. Um nó de arquivo, que mantém toda a história da blockchain, precisaria de uma configuração melhor do que um nó completo.

Protocolo de Comunicação: Nós P2P, que se comunicam diretamente sem intermediários, para descentralização devem ser conectados entre si para garantir comunicação rápida entre os nós.

Protocolo Gossip: Este é um método de comunicação que permite que os nós em uma rede espalhem informações e dados mais rapidamente, sem uma autoridade centralizada. Isso deve ser utilizado para configurar nós de blockchain.

Encaminhamento de Portas e Regras de Firewall

O encaminhamento de portas é uma técnica de configuração de rede usada para redirecionar conexões de entrada da internet para um nó específico dentro da rede. O encaminhamento de portas é importante para permitir que os nós de blockchain se comuniquem com outros pares na rede descentralizada.

Para isso, uma porta é encaminhada através do roteador para o endereço IP local do nó de blockchain. Essa configuração cria um caminho direto de comunicação entre o nó e pares externos. A porta padrão do Bitcoin é 8333, enquanto a do Ethereum é 30303. As regras de firewall também devem ser configuradas para permitir conexões de entrada e saída de maneira segura.

Sincronização de Rede e Contagem de Tempo

A Sincronização de Rede é simplesmente garantir que os nós de blockchain estejam atualizados com o estado mais recente da blockchain. Quando os nós baixam todo o histórico da blockchain, validam e sincronizam novos blocos e transações, conectam-se e compartilham dados através de protocolos peer-to-peer, tudo isso deve ser feito em consenso e sincronizado com outros nós na blockchain. A latência da rede deve ser minimizada para evitar atrasos na sincronização de blocos.

Os dados de transações são importantes para a transparência e verificabilidade na rede, pois registram todas as transações através de múltiplos computadores no livro razão digital descentralizado.

A contagem de tempo também é importante para a ordenação de transações e validação de blocos e consenso. Os nós dependem de seus relógios locais sincronizados via NTP e as transações devem ter timestamps dentro de intervalos aceitáveis para evitar erros ou rejeição pela rede. Isso é importante porque a sincronização e a contagem de tempo garantem a integridade da blockchain e o consenso entre todos os nós.

Gerenciando Seu Nó de Blockchain

Agora você deve verificar se o nó está funcionando. Para fazer isso, envie uma solicitação ao nó com informações de serviço ou também pode solicitar dados da blockchain. Além disso, é importante monitorar o nó, e se você receber feedback sobre as informações de serviço ou dados da blockchain, isso indica que ele está funcionando.

Uma vez que seu nó esteja ativo, é necessário realizar um gerenciamento contínuo para garantir seu desempenho e segurança.

Ferramentas de Gerenciamento de Nó

Depois que o nó for confirmado como funcionando, ele deve ser monitorado para garantir que não pare de funcionar ou que não haja danos ao software. O monitoramento também pode ser feito para detectar bugs, pois eles podem bloquear o funcionamento do nó. Aqui estão algumas ferramentas populares de gerenciamento de nós que podem ser usadas para monitorar os nós:

• Express.js: Este é um framework popular do Node.js, rápido e simples. Ele é usado para gerenciar servidores e rotas e é bom para desenvolver aplicações que possam lidar com várias solicitações simultaneamente.
• PM2: Este é um gerenciador que monitora aplicativos Node.js, rastreia bugs e envia alertas. Ele permite o monitoramento via Interface de Linha de Comando (CLI). A Interface de Linha de Comando é uma maneira baseada em texto de interagir com o sistema operacional de um computador.
• Meteor: Este é um framework do Node.js para desenvolvimento cross-platform. Ele pode ser usado para codificar aplicações para iOS, Android e web ao mesmo tempo.
• Webpack: Esta é uma ferramenta que agrupa e serve ativos de maneira rápida e fácil. Frequentemente usada com o Node.js para simplificar o desenvolvimento e o deploy.
• Socket.IO: Este é um framework para comunicação bidirecional em tempo real. Ele é bom para qualquer dispositivo ou plataforma e também oferece análises em tempo real com contadores, logs e gráficos.

O Node.js é um ambiente de execução JavaScript open-source e multiplataforma. O Node.js executa o motor V8 JavaScript, o núcleo do Google Chrome, fora do navegador, o que torna o Node.js muito rápido.

Considerações de Segurança

Os nós de blockchain não são fáceis de configurar, eles exigem espaço e podem ser caros para configurar dependendo do tipo de nó e dos serviços utilizados. Configurar um nó de Bitcoin pode custar até $5.000 por mês, por nó, dependendo dos requisitos de infraestrutura. Por isso, após configurá-lo, é necessário adotar medidas para garantir sua segurança. Aqui estão algumas medidas para proteger nós de blockchain:

1. Segurança Física

• Hospede os nós em centros de dados ou instalações seguras e protegidas, com acesso limitado.
• Use um HSM para armazenar chaves e informações digitais, prevenindo adulterações. Um Módulo de Segurança de Hardware (HSM) é um dispositivo físico que armazena, gerencia e protege chaves criptográficas.
• Tenha nós de backup e redundantes em locais diferentes.

2. Segurança de Rede

• Proteja seu nó com senha e execute-o por trás de um firewall.
• Use VPNs para criptografar a comunicação entre os nós.
• Limite o acesso ao nó apenas a endereços IP conhecidos e confiáveis.

3. Integridade dos Dados

• Criptografe o banco de dados da blockchain para ocultar e proteger os dados armazenados.
• Certifique-se de que cada nó siga as regras da blockchain.
• Não compartilhe o endereço IP do seu nó publicamente.

4. Monitoramento e Registro

• Use ferramentas de monitoramento para acompanhar o desempenho do nó e detectar anomalias.
• Monitore e analise logs continuamente em busca de atividades suspeitas.
• Configure alertas para ameaças, bugs ou tempo de inatividade do nó.

5. Backup e Recuperação

• Faça backup dos dados do nó regularmente e mantenha-os atualizados e compatíveis com a rede.
• Armazene backups críticos offline para prevenir ataques online.
• Tenha um plano de recuperação de desastres para restaurar os nós em caso de falha ou ataque.

Implementar essas medidas corretamente reduzirá o risco de ataques, e seu nó funcionará de maneira suave dentro da rede blockchain.

Conclusão

Os nós de blockchain são a espinha dorsal da rede blockchain, garantindo que as transações sejam validadas e registradas em livros-razão distribuídos.

À medida que o blockchain cresce, serão necessários nós mais eficientes, escaláveis e seguros para lidar com o aumento do uso e resolver problemas como o alto consumo de energia, altas taxas de gás e baixa velocidade de transação.

Portanto, atenda aos requisitos de hardware, software e rede, use as ferramentas certas e seu nó estará pronto para funcionar. Seja você construindo a infraestrutura de blockchain ou dApps, um nó saudável é o ponto de partida.