Node : à quoi servent les nœuds de la blockchain et quels types existe-t-il ?
Un nœud, aussi appelé nœud Bitcoin ou nœud de la blockchain, est un ordinateur qui se connecte au réseau Bitcoin et échange des transactions et des blocs avec d’autres nœuds, ses pairs. Le réseau est pair-à-pair (P2P), ce qui signifie que les ordinateurs se connectent directement les uns aux autres et se transmettent des données entre eux. Seuls les nœuds complets vérifient chaque bloc selon les règles de consensus.
Que fait un nœud Bitcoin sur le réseau pair-à-pair ?
Un nœud Bitcoin exécute le logiciel Bitcoin sur un ordinateur et maintient cet ordinateur connecté à ses pairs. Bitcoin est une cryptomonnaie, et ses transactions et ses blocs circulent via ces connexions entre nœuds.
Un nœud Bitcoin transmet ce qu’il reçoit. Une transaction est un enregistrement qui transfère du BTC d’un propriétaire à un autre, et un bloc est un lot de transactions ajouté à la blockchain en une seule fois. Lorsqu’un nœud reçoit une nouvelle transaction ou un nouveau bloc, il peut transmettre cet élément à ses propres pairs.
Un nœud Bitcoin se connecte à certains pairs, et non à tous les autres nœuds du réseau. Les transactions et les blocs se propagent de pair à pair, et deux nœuds peuvent détenir des informations différentes au même instant.
La blockchain est le registre partagé de tous les blocs, dans l’ordre. Chaque bloc possède un en-tête, qui est le résumé des données placé au début du bloc. L’en-tête contient le hash de l’en-tête du bloc précédent. Un hash est une empreinte de longueur fixe calculée à partir de données. La chaîne est conçue de telle sorte que modifier une transaction change le hash de son bloc, et ce hash modifié ne correspond plus à celui enregistré dans le bloc suivant.
Quels types de nœuds existent, et que vérifie chacun d’eux ?
Les nœuds diffèrent par ce qu’ils vérifient et par la quantité de données qu’ils conservent.
Qu’est-ce qu’un nœud complet ?
Un nœud complet est un nœud qui télécharge chaque bloc, vérifie chaque bloc et chaque transaction qu’il contient selon les règles de consensus, et transmet ceux qui sont valides. Les règles de consensus sont les règles que chaque nœud complet applique pour décider de ce qui est valide, afin que les nœuds complets restent en accord entre eux.
Un nœud complet conserve sa propre chaîne, composée uniquement des blocs qu’il a validés, et il ne se fie à la parole d’aucun autre nœud pour déterminer si un bloc est valide. Un nœud complet qui stocke l’intégralité de la blockchain est aussi appelé nœud archive.
Qu’est-ce qu’un nœud élagué (pruned node) ?
Un nœud élagué est un nœud complet qui supprime les anciennes données de bloc une fois qu’il les a validées. Il vérifie chaque bloc et chaque transaction comme le fait un nœud complet. Il conserve les blocs récents et l’ensemble des sorties de transaction non dépensées (UTXO set), car il en a besoin pour vérifier les nouvelles transactions. Une sortie de transaction non dépensée est un montant de BTC enregistré sur la blockchain qui n’a pas encore été dépensé.
Un nœud élagué nécessite moins d’espace disque, et il ne fournit que les blocs récents aux autres nœuds, car il ne conserve plus les plus anciens.
Qu’est-ce qu’un client léger (light node ou client SPV) ?
Un client léger est un logiciel qui utilise le réseau Bitcoin sans télécharger ni vérifier chaque bloc et chaque transaction. On l’appelle aussi client SPV, pour vérification de paiement simplifiée (simplified payment verification), client allégé, nœud léger, ou light node. La documentation pour développeurs de Bitcoin le distingue d’un nœud, car un client léger ne relaie ni les blocs ni les transactions et ne les vérifie pas tous.
Un client léger télécharge les en-têtes de bloc, qui font 80 octets chacun, ainsi que les données nécessaires pour vérifier un paiement. Pour vérifier un paiement, un client léger demande à un nœud complet une branche de Merkle, une courte chaîne de hashs qui relie une transaction au bloc qui la contient. Avec cette branche et les en-têtes, un client léger peut vérifier qu’une transaction est bien incluse dans un bloc.
Un client léger ne peut pas vérifier que la transaction respecte toutes les règles ; il s’appuie donc sur les nœuds complets pour obtenir des preuves, et sur la chaîne qui représente le plus de travail, c’est-à-dire la chaîne qu’il serait le plus coûteux de recréer. Cette méthode fonctionne tant que des participants honnêtes contrôlent la majeure partie de la puissance de calcul du réseau, et un attaquant qui prendrait le dessus sur le réseau pourrait la tromper.
Que fait un nœud complet avec une transaction et avec un bloc ?
Un nœud complet reçoit des transactions et des blocs de la part de ses pairs et effectue généralement les opérations suivantes avec chacun.
Lorsqu’une transaction arrive, un nœud complet suit ces étapes :
- Les entrées sont vérifiées. Chaque entrée doit faire référence à une sortie encore non dépensée, et ses données, généralement une signature numérique, doivent satisfaire la condition de dépense de la sortie qu’elle utilise.
- Les montants sont vérifiés, car les sorties ne doivent pas totaliser plus que les entrées.
- Le nœud peut conserver une transaction valide dans son mempool, la zone d’attente où un nœud conserve les transactions qui ne sont pas encore incluses dans un bloc, et la transmettre à ses pairs. Le fait qu’il le fasse dépend de la politique de relais du nœud, un ensemble de règles locales supplémentaires. Une transaction qui échoue à une vérification est rejetée.
Un exemple concret avec des chiffres fictifs illustre la vérification des montants. Dans celui-ci, deux transactions, X et Y, dépensent chacune une entrée de 0,5 BTC. La transaction X envoie 0,3 BTC au destinataire et 0,1999 BTC en retour à l’expéditeur sous forme de monnaie rendue, qui est la partie de l’entrée que l’expéditeur ne dépense pas dans le paiement. La transaction Y envoie 0,3 BTC au destinataire et 0,2001 BTC en retour sous forme de monnaie rendue.
Les montants de cet exemple sont fictifs et ne constituent pas une recommandation de frais ; un nœud complet réel vérifie également que chaque entrée est bien non dépensée et que chaque signature est valide, ce que l’exemple ne montre pas.
Un bloc provenant d’un pair passe par ces vérifications, entre autres :
- La preuve de travail est vérifiée. Le hash de l’en-tête du bloc doit être égal ou inférieur à la cible, un nombre fixé par le réseau, et la preuve de travail est l’effort de calcul que les mineurs consacrent à trouver un tel hash.
- La structure du bloc est vérifiée. La racine de Merkle, un hash présent dans l’en-tête et calculé à partir des transactions du bloc, doit correspondre à ces transactions, et le poids du bloc, une mesure de sa taille, doit rester dans la limite fixée par les règles de consensus.
- Les transactions sont vérifiées. Chaque transaction, à l’exception de la première, doit satisfaire les vérifications de transaction décrites plus haut. La première transaction, appelée transaction coinbase, n’a aucune entrée à vérifier, et elle ne peut revendiquer plus que la subvention de bloc, le BTC nouvellement créé dans la récompense d’un bloc, plus les frais de transaction de ce bloc.
- Un bloc valide est ajouté à la chaîne du nœud. Le nœud retire généralement du mempool les transactions que le bloc contient et annonce le bloc à ses pairs.
Un nœud complet rejette un bloc qui enfreint l’une de ces règles, comme une transaction coinbase qui revendique plus que la subvention plus les frais.
La subvention de bloc est de 3,125 BTC par bloc en octobre 2026, en vigueur depuis avril 2024, et elle est divisée par deux à chaque halving.
Pourquoi est-il important que chaque nœud complet vérifie les règles par lui-même ?
Un nœud complet applique les règles de consensus à chaque bloc de manière autonome. Il ne se fie ni à un pair, ni à un mineur, ni à une entreprise pour déterminer si un bloc est valide.
Un nœud complet n’applique un changement des règles de consensus que si son opérateur exécute un logiciel contenant ce changement. Après un soft fork, un type de changement de règles, un nœud qui n’a pas été mis à jour continue d’accepter les mêmes blocs que les nœuds mis à jour, tant que la majeure partie du hashrate, la puissance de calcul combinée que les mineurs apportent au réseau, applique la nouvelle règle, mais il ne vérifie pas lui-même cette nouvelle règle. Après un hard fork, un autre type, un nœud qui n’a pas été mis à jour peut se retrouver incapable de valider les blocs créés selon les nouvelles règles.
Les nœuds complets sont conçus pour suivre la chaîne qui représente le plus de travail. Une partie détenant la majorité du hashrate pourrait réviser des blocs récents. Les règles appliquées par les nœuds complets restent néanmoins en vigueur dans ce cas, de sorte qu’un bloc qui crée plus de BTC que les règles ne l’autorisent, ou qui dépense du BTC sans signature valide, est conçu pour être rejeté par les nœuds qui effectuent la vérification.
En quoi un nœud diffère-t-il d’un mineur ?
Un mineur et un nœud remplissent des rôles différents. Le bloc d’un mineur est assemblé à partir des transactions en attente, par le mineur lui-même ou par le pool pour lequel il travaille, et le mineur consacre un effort de calcul à la preuve de travail. Un nœud vérifie le bloc terminé et les transactions qu’il contient, et le logiciel de nœud ne mine pas à moins que l’opérateur n’exécute également un logiciel de minage.
Un même opérateur peut à la fois miner et faire fonctionner un nœud. Un mineur solo, qui mine seul et non via un pool, utilise généralement le logiciel d’un nœud complet pour obtenir les transactions en attente et diffuser le bloc qu’il trouve.
Qu’implique le fait de faire fonctionner un nœud ?
Faire fonctionner un nœud complet signifie exécuter un logiciel de nœud, comme Bitcoin Core, qui se connecte à des pairs, télécharge la blockchain, la vérifie, et continue de vérifier chaque nouveau bloc et chaque nouvelle transaction à mesure qu’ils arrivent.
Un nouveau nœud complet doit d’abord télécharger et vérifier chaque bloc depuis le tout premier, appelé bloc genèse, jusqu’au plus récent. Ce rattrapage est appelé le téléchargement initial de la blockchain (initial block download), et sa durée dépend de l’ordinateur et de la connexion utilisés.
Un nœud complet a besoin d’espace disque pour stocker les données de bloc et de bande passante pour les télécharger et les relayer. La documentation du logiciel lui-même indique les besoins matériels, les étapes de configuration et les numéros de port, et ces éléments évoluent à mesure que la blockchain grandit et que le logiciel change.
Envoyer et recevoir du BTC ne nécessite pas de faire fonctionner un nœud, car un portefeuille peut fonctionner comme un client léger et s’appuyer sur les nœuds d’autres personnes.
Que ne fait pas un nœud ?
Un nœud Bitcoin ne détient pas le BTC d’autres personnes. La blockchain enregistre quelles sorties existent, et les clés privées permettant de les dépenser sont conservées dans des portefeuilles. Une clé privée est un nombre secret qui permet à son propriétaire d’autoriser une dépense.
Un nœud qui accepte ou relaie une transaction ne la confirme pas pour autant. Une transaction est confirmée dès qu’un bloc l’inclut, et les transactions Bitcoin sont conçues pour devenir plus difficiles à inverser à chaque bloc ajouté par la suite. Jusque-là, une transaction non confirmée peut encore être remplacée ou abandonnée.
Dans Bitcoin, la subvention de bloc et les frais de transaction reviennent au mineur dont le bloc est ajouté à la chaîne, et c’est la première transaction de ce bloc qui les collecte.
27 novembre 2025
