加密貨幣中的節點是什麼？

加密貨幣網路就像是一家大型去中心化銀行。但這家銀行沒有總部，也沒有單一的管理機構。這個角色由全球各地許多小型電腦共同承擔，這些電腦被稱為節點（nodes）。在本文中，我們將更詳細地說明什麼是節點、它們如何運作，以及它們如何獲利。

什麼是加密貨幣節點？

節點是連接到 區塊鏈（blockchain） 的電腦。它們儲存所有資訊、傳輸資料，最重要的是驗證資料，以防止盜竊或詐騙。網路中的節點數量越多，規則被竄改、資料被偽造或交易被審查的可能性就越低。需要注意的是，雖然節點是電腦，但它們由真實的人控制——也就是驗證者（validators）或礦工（miners）。

加密貨幣節點是整個網路歷史的個人化、獨立紀錄。它們是沒有受託人的獨立監管者。這一特性讓節點運營者能夠確信區塊鏈網路的真實狀態不受審查，並確保自己的交易是正確的。這種做法被稱為「最小化信任（trust minimization）」。

節點的功能

1. 驗證（Validation） 驗證者會確認每一筆交易是否符合網路規則，同時確保交易由真實持有人簽署，並防止任何形式的詐騙，尤其是加密貨幣中最常見的「雙重支付（double spending）」。只要有任何一項檢查未通過，節點就會拒絕該交易。

2. 廣播（Broadcasting） 當使用者發送加密貨幣時，錢包會向最近的節點發送訊號，該節點隨即將資訊傳送給它在網路中的所有鄰近節點，從而實現資料的即時、大規模傳播。

3. 歷史儲存（帳本，Ledger） 節點會儲存從第一個區塊開始的全部交易歷史。這使使用者能夠在不依賴第三方服務的情況下，獨立檢視整條區塊鏈的完整記錄。

節點是如何運作的？

節點的工作基於與其他網路參與者的持續通訊，以及對每一筆資訊的嚴格驗證。節點就像是一位極其謹慎的郵差與監察員。以下是節點處理交易並在網路中達成共識的逐步流程：

• 步驟 1：接收交易 節點之間透過特殊的網路協議交換訊息。只要節點從其他節點接收到新的交易或新的區塊，就會立即開始完整驗證。

• 步驟 2：格式與簽章驗證 節點會確認交易格式是否正確，以及該交易是否由帳戶真正的擁有者使用私鑰簽署（即不是偽造交易）。

• 步驟 3：狀態驗證（防止雙重支付） 節點會檢查本地區塊鏈副本，確認發送者擁有足夠的資金完成交易，並驗證該筆資金尚未在其他已確認的交易中被使用。

• 步驟 4：拒絕或加入「等待區」 只要有任何一項檢查未通過，交易就會被拒絕。只有成功通過所有驗證後，交易才會被視為有效並送入 mempool（或 UTX pool），也就是尚未被確認交易的「等待區」。

• 步驟 5：生成新區塊 接下來，進入 mempool 的交易會被區塊生成者選取，這些生成者可能是礦工（如 Bitcoin 網路）或驗證者（如 Ethereum 區塊鏈）。之後，交易會被打包進新的區塊中。

• 步驟 6：傳播與最終驗證 新區塊生成後會被廣播到整個網路，其他節點接收後會對其中的交易進行完整驗證，確保其真實性並符合所有共識規則。

• 步驟 7：達成共識 只有在驗證成功後，新區塊才會被加入所有參與節點的本地區塊鏈副本中，從而在網路中達成對當前狀態的集體一致（共識）。

節點的類型

根據節點執行的任務、可儲存的資料量，以及在網路中的角色不同，節點可分為多種類型。

全節點（Full Nodes）

全節點儲存從網路創建開始的完整交易歷史。它們被認為是最可靠、最安全的節點，因為它們能獨立完成對所有交易的完整驗證。這類節點的運營者也可以為其他使用者提供資料存取服務。

大型網路中的資料量會不斷成長，例如到 2025 年，Ethereum 區塊鏈的全節點資料量將超過 3 TB，這對儲存空間提出了極高的要求。

輕節點（Light Nodes）

輕節點只儲存區塊標頭，無法執行完整驗證。它們依賴全節點來確認真實性，主要用於記憶體與運算資源有限的線上或離線錢包。

歸檔節點（Archive Nodes）

這是超級完整的節點。它們不僅記錄所有交易歷史，還能保存歷史上任意時間點的網路狀態。此類節點對區塊鏈瀏覽器、審計與分析服務至關重要。其儲存需求極其龐大：以 Ethereum 為例，可能高達 18–20 TB。

驗證節點與礦工（共識節點）

這些節點會積極參與共識機制，負責生成新區塊並進行最終確認：

• 礦工（Miners） 運作於 Proof-of-Work 機制之上，透過巨大的運算能力將交易加入區塊鏈。

• 驗證者（Validators） 運作於 Proof-of-Stake 機制之上，需要鎖定質押資金，負責驗證交易並與其他驗證者共同達成共識。

主節點（Masternodes）

這類節點負責執行特殊的服務功能，例如提供即時或隱私交易，也可參與網路治理（投票）。啟動主節點通常需要鎖定相當可觀的抵押資產。

節點經濟（Node Economy）

只有當節點實際參與共識與區塊生成（如驗證者、礦工、主節點）時，運營者才會獲得報酬。單純儲存資料與驗證交易、但不參與共識的歸檔節點與全節點，通常不會從網路中獲得直接的經濟回報。這類節點多數是出於理念（支持去中心化）或為了自身資產安全與可靠性而運行。

參與共識的節點主要透過兩種機制獲利：

1. 新幣發行（區塊／Epoch 獎勵） 當網路生成新幣並成功創建或確認區塊時，系統會自動將獎勵發放給運營者，此模式主要適用於礦工。

2. 交易手續費（網路費用，或 gas） 使用者為了讓交易被打包進區塊而支付的費用，這部分收益主要歸驗證者所有。

在 PoS 網路中（需要質押資金的系統），驗證者的收益與其設備穩定性直接相關。系統對於不穩定運作或節點離線設有懲罰機制（slashing）。因此，驗證者必須投資於專業級設備（不斷電系統、備援網路等）——這早已不是單純的興趣，而是一門需要完善基礎設施的正規事業。

如何運行一個節點？

啟動節點在技術上相當複雜，但對於實現最大程度的去中心化至關重要。為了簡化說明，可將流程分為四個核心階段。

第一階段：研究與項目選擇

首先需要評估區塊鏈專案，選擇自己真正信任的項目。你必須明確目標：是為了資產安全運行全節點，還是為了獲利而運行驗證節點（這通常需要資金質押，例如 Ethereum 的 32 ETH）。

接著需選擇合適的硬體設備。基礎版 Bitcoin 全節點與基礎版 Ethereum 全節點的硬體需求並不相同。

技術設置與同步

此階段包含下載並配置所選區塊鏈網路的專用軟體（客戶端）。例如在 Ethereum 中，需要同時運行兩類軟體：執行層客戶端（如 Geth），負責處理交易與管理網路狀態；以及共識層客戶端（如 Lighthouse），負責 Proof-of-Stake 與區塊同步。

最困難的部分是同步過程，這一步最耗時、最耗資源。節點需要下載並驗證整個區塊鏈歷史資料，過程中磁碟 I/O 強度極高，並且高度依賴 SSD 的速度。

監控與更新

同步完成後，節點仍需持續維護。運營者必須定期監控效能、更新軟體（防止漏洞並符合新的網路規則）、並關注網路參數狀態。若是新項目，通常需要先在測試網（testnet）註冊並運行，之後再轉移到主網（mainnet）。

節點是整個加密貨幣生態系的心臟與肺臟，是去中心化原則的具體體現。它們確保網路的完整性、安全性與穩定性，並作為獨立的審計者存在。無論運行哪種類型的節點，都是對去中心化經濟的重要支持。網路中的獨立節點越多，資料被操控的難度就越高，整個加密貨幣系統的未來也就越安全。

我們希望在閱讀本文後，您已經理解什麼是加密貨幣節點。如果仍有任何疑問，歡迎在留言區提出。