Définition d’un nœud (node)
Lorsque vous vous intéressez au monde de la blockchain et des cryptomonnaies, vous entendez très souvent parler du concept de nœud (ou node en anglais). Mais sauriez-vous expliquer ce que c’est réellement ?
Un nœud, en informatique, est un ordinateur faisant partie d’un réseau peer-to-peer (de pair-à-pair). Ils peuvent agir soit comme un point de redistribution, soit comme un point final de communication. En général, un nœud est constitué d’un dispositif de réseau physique, mais il existe des cas où des nœuds virtuels sont utilisés.
Un nœud de réseau est un point où un message peut être créé, reçu ou transmis. Sur la blockchain, un nœud est un ordinateur détenant une copie du registre des transactions (la blockchain justement). Son rôle est d’entretenir la blockchain via les interactions qu’il réalise avec les autres noeuds du réseau.
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Sur les réseaux ouverts comme Bitcoin et Ethereum, n’importe qui peut créer un nœud. Chaque personne peut donc détenir sur son ordinateur, si elle le souhaite, une copie de la blockchain et de toutes les transactions. Sur les réseaux fermés, ce n’est pas le cas, les noeuds pouvant être sélectionnés par différentes façons.
Comment ça marche ?
Infrastructure
Une blockchain existe grâce à des blocs de données (blocks en anglais). Ces blocs sont stockés sur des nœuds (comparables à de petits serveurs). Les nœuds peuvent être n’importe quel type de dispositif (principalement des ordinateurs ou des portables). Les nœuds constituent l’infrastructure d’une blockchain.
Tous les nœuds d’une blockchain sont connectés les uns aux autres et s’échangent en permanence les dernières données de la blockchain afin que tous les nœuds restent à jour. C’est ce qu’on appelle un système de pair-à-pair. Leur rôle est de stocker, diffuser et conserver les données de la blockchain.
Le fait d’avoir un grand nombre de nœuds sur un réseau permet de conserver l’intégrité de la blockchain. En effet cela permet aux cryptomonnaies de ne pas être exposées aux piratages et autres problèmes informatiques. Généralement les blockchains possèdent des milliers de noeuds (des ordinateurs répartis aux 4 coins du monde) ce qui les rend pratiquement invulnérable. Plus il y a de nœuds sur un réseau et plus la cryptomonnaie derrière est sécurisée et robuste.
Les différents types de noeuds
Il existe plusieurs types de noeuds :
- Les noeuds complets (full nodes) : ils conservent l’intégralité de la blockchain, en d’autres termes toutes les données et transactions depuis la génèse de celle-ci.
- Les noeuds d’archive (archive nodes) : ce sont également des noeuds complets mais qui conservent également l’ensemble des états intermédiaires du système (très utile sur le réseau Ethereum)
- Les noeuds réduits (pruned nodes) : ils conservent l’état du réseau mais pas l’intégralité de la blockchain.
- Les noeuds légers (light nodes) : ils ne conservent pas l’intégralité de la blockchain. Ils sont en possession d’informations basiques qui leur permettent de vérifier une transaction par exemple.
Que font les noeuds ?
Lorsqu’un mineur essaie d’ajouter un nouveau bloc sur la blockchain, il le partage à tous les noeuds du réseau. Les noeuds peuvent accepter ou rejeter le bloc. Lorsqu’un nœud accepte le nouveau bloc, il l’enregistre et le stocke. En bref, voici ce que fait un nœud :
- Vérification : il vérifient si un bloc est valide et l’accepte ou le refuse
- Enregistrement : il enregistre et stocke les blocs de transactions
- Diffusion : Il diffuse l’historique de transactions aux autres noeuds dans un soucis de synchronisation de la blockchain.
Comment les nœuds sécurisent la blockchain ?
Les nœuds peuvent être en ligne ou hors ligne.
Les nœuds en ligne reçoivent, enregistrent et diffusent tous les derniers blocs de transactions en provenance et à destination des autres nœuds.
Lorsqu’un nœud hors ligne revient en ligne, il doit se synchroniser avec la blockchain et rattraper son retard en téléchargeant tous les blocs qui ont été ajoutés à la blockchain depuis qu’il est déconnecté.
Un nœud seul pourrait théoriquement faire fonctionner une blockchain, mais dans la mesure où toutes les informations seraient stockées sur un seul appareil, celle-ci serait très vulnérable. C’est pour cela que plus une blockchain comportent de nœuds et plus elle sera résiliente face à de potentielles attaques ou pannes imprévues.
Même dans le cas improbable où un grand nombre de nœuds se déconnectent (panne mondiale par exemple), un seul nœud peut théoriquement maintenir la blockchain opérationnelle.
Qui peut faire tourner un nœud ?
Une blockchain peut contenir des milliers de nœuds en ligne simultanément. N’importe qui peut faire tourner un nœud par le simple téléchargement de l’historique des transactions de la blockchain, à condition bien sûr d’avoir le stockage nécessaire sur son ordinateur.
Certains passionnés de cryptomonnaies gèrent des nœuds volontairement pour contribuer à la communauté, au développement de la blockchain et à sa sécurité.
Faire marcher un nœud n’est pas très compliqué pour une personne s’y connaissant un peu en technologie. La seule condition est d’avoir plus ou moins d’espace libre sur son ordinateur, en fonction des blockchains.
Le cas particulier des masternodes
Certaines blockchains sont également composées de masternodes (des nœuds maitres en français). En plus de la vérification, de l’enregistrement et de la diffusion des transactions, les masternodes facilitent d’autres évènements importants sur la blockchain comme la gestion des votes, l’exécution des opérations du protocole et l’application des lois de la blockchain concernée.
Les masternodes fonctionnent généralement 7 jours sur 7 et 24 heures sur 24 et possèdent une capacité de stockage nettement supérieure aux nœuds normaux. Le masternode est en quelques sortes un grand serveur sur le réseau.
Conclusion sur l’utilité des nœuds
Les nœuds sont nécessaires au bon fonctionnement d’une blockchain.
Les nœuds permettent de dupliquer le registre des transactions sur plusieurs ordinateurs et donc de réduire le risque. Cela permet de rendre le réseau robuste et sécurisé. De plus, le fonctionnement en système de pair-à-pair permet cette décentralisation sans laquelle les cryptomonnaies ne pourraient tout simplement pas exister.
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