Node: O Que os Nós da Blockchain Fazem e Quais Tipos Existem

Um nó, também chamado de nó Bitcoin ou nó da blockchain, é um computador que se conecta à rede Bitcoin e troca transações e blocos com outros nós, seus pares (peers). A rede é peer-to-peer (P2P), o que significa que os computadores se conectam diretamente uns aos outros e trocam dados entre si. Apenas os nós completos (full nodes) verificam cada bloco de acordo com as regras de consenso.

O Que um Nó Bitcoin Faz na Rede Peer-to-Peer?

Um nó Bitcoin executa o software Bitcoin em um computador e mantém esse computador conectado aos seus pares. Bitcoin é uma criptomoeda, e suas transações e blocos trafegam por essas conexões entre os nós.

Um nó Bitcoin retransmite o que recebe. Uma transação é um registro que move BTC de um proprietário para outro, e um bloco é um conjunto de transações adicionado à blockchain em conjunto. Quando um nó recebe uma nova transação ou um novo bloco, ele pode repassar esse item para seus próprios pares.

Um nó Bitcoin se conecta a alguns pares, não a todos os outros nós da rede. Transações e blocos se espalham de par em par, e dois nós podem ter informações diferentes no mesmo instante.

A blockchain é o registro compartilhado de todos os blocos, em ordem. Cada bloco tem um cabeçalho, que são os dados resumidos no início do bloco. O cabeçalho contém o hash do cabeçalho do bloco anterior. Um hash é uma impressão digital de tamanho fixo calculada a partir de dados. A cadeia é projetada de forma que, ao alterar uma transação, o hash do seu bloco também muda, e o hash alterado deixa de corresponder ao que está armazenado no bloco seguinte.

Quais Tipos de Nós Existem e O Que Cada Um Verifica?

Os nós diferem na quantidade de verificações que realizam e na quantidade de dados que armazenam.

O Que É um Nó Completo (Full Node)?

Um nó completo é um nó que baixa todos os blocos, verifica cada bloco e cada transação contida nele de acordo com as regras de consenso, e repassa apenas os válidos. As regras de consenso são as regras que todo nó completo aplica para decidir o que é válido, de modo que os nós completos permaneçam em concordância entre si.

Um nó completo mantém sua própria cadeia, formada apenas por blocos que ele mesmo validou, e não aceita a palavra de nenhum outro nó de que um bloco é válido. Um nó completo que armazena toda a blockchain também é chamado de nó de arquivamento (archival node).

O Que É um Nó Podado (Pruned Node)?

Um nó podado é um nó completo que apaga dados antigos de blocos depois de tê-los validado. Ele verifica cada bloco e transação como um nó completo faz. Ele mantém os blocos recentes e o conjunto de saídas de transação não gastas (UTXO set), pois precisa desse conjunto para verificar novas transações. Uma saída de transação não gasta é uma quantidade de BTC registrada na blockchain que ainda não foi gasta.

Um nó podado precisa de menos espaço em disco e fornece apenas blocos recentes a outros nós, já que não guarda mais os mais antigos.

O Que É um Cliente Leve (Light Client, Light Node ou Cliente SPV)?

Um cliente leve é um software que utiliza a rede Bitcoin sem baixar e verificar todos os blocos e transações. Também é chamado de cliente SPV, de verificação simplificada de pagamento (simplified payment verification), cliente fino (thin client), cliente leve (lightweight client), nó leve (lightweight node) ou light node. A documentação para desenvolvedores do Bitcoin o diferencia de um nó, pois um cliente leve não retransmite blocos e transações nem os verifica integralmente.

Um cliente leve baixa os cabeçalhos de bloco, que têm 80 bytes cada, e os dados necessários para verificar um pagamento. Para verificar um pagamento, um cliente leve solicita a um nó completo um ramo de Merkle (Merkle branch), uma cadeia curta de hashes que liga uma transação ao bloco que a contém. Com o ramo e os cabeçalhos, um cliente leve consegue verificar que uma transação está incluída em um bloco.

Um cliente leve não consegue verificar se a transação segue todas as regras, portanto depende dos nós completos para as provas e da cadeia com mais trabalho acumulado, que é a cadeia que exigiria mais esforço para ser recriada. O método funciona enquanto participantes honestos controlam a maior parte do poder computacional da rede, e um atacante que superasse a rede poderia enganá-lo.

Tipo de nó	O que ele valida	O que ele armazena	Do que ele depende
Nó completo	Todos os blocos e todas as transações, de acordo com as regras de consenso	Sua própria cadeia, formada apenas por blocos que ele validou	Nenhuma palavra de outro nó sobre se um bloco é válido
Nó podado	Todos os blocos e todas as transações, como um nó completo	Blocos recentes e o conjunto UTXO; dados antigos de blocos são apagados	Nenhuma palavra de outro nó sobre se um bloco é válido
Cliente leve (cliente SPV)	Que uma transação está incluída em um bloco, mas não todas as regras	Cabeçalhos de bloco e os dados necessários para verificar um pagamento	Nós completos para provas, e a cadeia com mais trabalho acumulado

O Que um Nó Completo Faz com uma Transação e com um Bloco?

Um nó completo recebe transações e blocos de seus pares e, tipicamente, realiza o seguinte com cada um deles.

Quando uma transação chega, um nó completo segue estas etapas:

1. As entradas (inputs) são verificadas. Cada entrada deve referenciar uma saída que ainda não foi gasta, e seus dados, tipicamente uma assinatura digital, devem satisfazer a condição de gasto da saída que está sendo usada.
2. Os valores são verificados, pois as saídas não podem somar mais do que as entradas.
3. O nó pode manter uma transação válida em seu mempool, a área de espera onde um nó guarda transações que ainda não estão em um bloco, e repassá-la a seus pares. Se isso ocorre depende da política de retransmissão (relay policy) do nó, um conjunto de regras locais adicionais. Uma transação que falha em uma verificação é descartada.

Um exemplo prático com números fictícios ilustra a verificação de valores. Nele, duas transações, X e Y, cada uma gasta uma entrada de 0,5 BTC. A transação X envia 0,3 BTC ao destinatário e 0,1999 BTC de volta ao remetente como troco, que é a parte da entrada que o remetente não gasta no pagamento. A transação Y envia 0,3 BTC ao destinatário e 0,2001 BTC de volta como troco.

Transação (fictícia, não real)	Total das entradas (BTC)	Total das saídas (BTC)	Resultado desta verificação
X	0,5	0,4999	As saídas não ultrapassam as entradas. A diferença de 0,0001 BTC é a taxa de transação. O nó segue para suas outras verificações.
Y	0,5	0,5001	As saídas excedem as entradas em 0,0001 BTC. O nó rejeita a transação.

Os valores deste exemplo são fictícios e não representam uma recomendação de taxa, e um nó completo real também verifica se cada entrada ainda está não gasta e se cada assinatura é válida, o que o exemplo não demonstra.

Um bloco que chega de um par passa por estas verificações, entre outras:

1. A prova de trabalho é verificada. O hash do cabeçalho do bloco deve ser igual ou inferior ao alvo (target), um número definido pela rede, e a prova de trabalho é o esforço computacional que os mineradores gastam para encontrar esse hash.
2. A estrutura do bloco é verificada. A raiz de Merkle (Merkle root), um hash no cabeçalho calculado a partir das transações do bloco, deve corresponder a essas transações, e o peso do bloco, uma medida do seu tamanho, deve permanecer dentro do limite estabelecido pelas regras de consenso.
3. As transações são verificadas. Toda transação, exceto a primeira, deve passar pelas verificações de transação mencionadas acima. A primeira transação, chamada de transação coinbase, não possui entrada a verificar, e não pode reivindicar mais do que o subsídio do bloco (block subsidy), o BTC recém-criado na recompensa de um bloco, somado às taxas de transação daquele bloco.
4. Um bloco válido é adicionado à cadeia do nó. O nó normalmente remove de seu mempool as transações que o bloco contém e anuncia o bloco a seus pares.

Um nó completo rejeita um bloco que infrinja qualquer uma dessas regras, como uma transação coinbase que reivindique mais do que o subsídio somado às taxas.

O subsídio do bloco é de 3,125 BTC por bloco a partir de outubro de 2026, em vigor desde abril de 2024, e é reduzido pela metade a cada halving.

Por Que Importa Que Cada Nó Completo Verifique as Regras por Conta Própria?

Um nó completo aplica as regras de consenso a cada bloco por si mesmo. Ele não depende de um par, de um minerador ou de uma empresa para dizer que um bloco é válido.

Um nó completo passa a aplicar uma mudança nas regras de consenso apenas se seu operador executar um software que contenha essa mudança. Após um soft fork, um tipo de mudança de regra, um nó que não foi atualizado continua aceitando os mesmos blocos que os nós atualizados, desde que a maior parte do hashrate, o poder computacional combinado que os mineradores adicionam à rede, aplique a nova regra, mas ele próprio não verifica essa nova regra. Após um hard fork, outro tipo, um nó que não foi atualizado pode ficar impossibilitado de validar blocos criados segundo as regras mais novas.

Os nós completos são projetados para seguir a cadeia com mais trabalho acumulado. Uma parte que detenha a maior parte do hashrate poderia revisar blocos recentes. As regras que os nós completos aplicam continuam valendo nesse caso, de modo que um bloco que crie mais BTC do que as regras permitem, ou que gaste BTC sem uma assinatura válida, é projetado para ser rejeitado pelos nós que realizam a verificação.

Qual a Diferença Entre um Nó e um Minerador?

Um minerador e um nó desempenham funções diferentes. O bloco de um minerador é montado a partir de transações em espera, pelo próprio minerador ou pelo pool ao qual ele pertence, e o minerador gasta esforço computacional na prova de trabalho. Um nó verifica o bloco finalizado e as transações nele contidas, e o software de nó não minera, a menos que o operador também execute um software de mineração.

Um mesmo operador pode minerar e executar um nó ao mesmo tempo. Um minerador solo, que minera sozinho e não por meio de um pool, geralmente usa o software de um nó completo para obter as transações em espera e para transmitir o bloco que encontra.

O Que Envolve Executar um Nó?

Executar um nó completo significa rodar um software de nó, como o Bitcoin Core, que se conecta a pares, baixa a blockchain, a verifica e continua verificando cada novo bloco e transação à medida que chegam.

Um novo nó completo primeiro precisa baixar e verificar todos os blocos desde o primeiro, chamado de bloco gênese (genesis block), até o mais recente. Esse processo de atualização é chamado de download inicial de blocos (initial block download), e o tempo que leva depende do computador e da conexão.

Um nó completo precisa de espaço em disco para armazenar os dados dos blocos e de largura de banda para baixá-los e retransmiti-los. A documentação do próprio software lista os requisitos de hardware, os passos de configuração e os números de porta, e isso muda conforme a blockchain cresce e o software evolui.

Enviar e receber BTC não exige a execução de um nó, pois uma carteira pode funcionar como um cliente leve e depender dos nós de outras pessoas.

O Que um Nó Não Faz?

Um nó Bitcoin não guarda o BTC de outras pessoas. A blockchain registra quais saídas existem, e as chaves privadas que podem gastá-las ficam guardadas nas carteiras. Uma chave privada é um número secreto que permite ao seu proprietário autorizar um gasto.

Um nó que aceita ou retransmite uma transação não a confirma. Uma transação é confirmada quando um bloco a inclui, e as transações Bitcoin são projetadas para se tornarem mais difíceis de reverter a cada novo bloco adicionado depois daquele. Até lá, uma transação não confirmada ainda pode ser substituída ou descartada.

No Bitcoin, o subsídio do bloco e as taxas de transação vão para o minerador cujo bloco é adicionado à cadeia, e a primeira transação desse bloco é quem as recolhe.