نود در بلاکچین (Node) یکی از اجزای ضروری برای پیادهسازی محبوبترین ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین(Bitcoin) و دوج کوین(Dogecoin) است. به عنوان یک دفتر کل غیرمتمرکز، گرهها بخشی جدایی ناپذیر از شبکه بلاک چین هستند و برای نظارت و ردیابی تراکنشهای ارز دیجیتال استفاده میشوند.
واژه «نود» مختص صنعت رمزنگاری نیست و معمولاً در علوم دیگر نیز استفاده میشود. در اصطلاح عامیانه، یک گره یک تقاطع یا نقطه اتصال در یک شبکه مخابراتی است. گره همچنین میتواند به عنوان هر سیستم یا دستگاه فیزیکی متصل به یک شبکه تعبیر شود که میتواند وظایف خاصی مانند ایجاد، دریافت یا ارسال دادهها را در یک کانال ارتباطی انجام دهد.
در دنیای ارزهای دیجیتال، نود یک گره کامپیوتری است که به یک شبکه ارز دیجیتال متصل میشود و وظایف خاصی مانند تولید، دریافت و انتقال داده را انجام میدهد. با توجه به هر پروتکل میتوان یک تعریف متفاوت از نود ارائه کرد. به عنوان مثال، یک تلفن ثابت ممکن است از یک دستگاه فکس، سه لپ تاپ و یک سرور فایل تشکیل شده باشد. در این مورد، شبکه دارای پنج گره است که هر کدام آدرس MAC منحصر به فرد خود را برای شناسایی دارند. در ادامه این مقاله از پلازا، درباره نود در بلاکچین و ارزهای دیجیتال صحبت خواهیم کرد.
فهرست مطالب
گرهها چه نقشی در شبکههای بلاک چین ایفا میکنند؟
ابتدا باید بدانیم نود چیست. به طور کلی، هر شرکت کننده در شبکه به عنوان یک گره یا نود شناخته میشود. نود انواع مختلف دارد، ولى هر كدام سخت افزار خاصی برای میزبانی یا اتصال به یک گره نیاز خواهند داشت.
فناوری بلاک چین ذاتاً غیرمتمرکز بوده و این که یکی از ویژگیهای اصلی آن است. این فناوری مبتنی بر اصول شبکه همتا به همتا است. در اکثر این شبکهها سرور اختصاصی وجود ندارد، در عوض، اجماع بین کاربران غالب است. از آنجایی که همه اینها برای امنیت و یکپارچگی شبکه حیاتی هستند، عضویت در یک جامعه ارزهای دیجیتال خاص بسیار هیجان انگیز است.
به عنوان مثال، بیت کوین دارای دو نوع گره است. یک گره کامل(full node) که یک کپی از بلاک چین را ذخیره میکند و با اعتبارسنجی دادهها، امنیت و یکپارچگی دادهها را در بلاک چین تضمین خواهد. نوع دوم گره سبک وزن(Light node) است که به هر کاربر کمک کننده مربوط میشود. برای همگام سازی با وضعیت فعلی شبکه، این کاربران باید به یک گره کامل متصل شوند تا بتوانند مشارکت کنند.
در واقع میتوان گفت که گرههای بلاک چین سرمایه گذاران (ذینفعان) و دستگاههایی هستند که به آنها تعلق دارد. این دستگاهها اجازه نظارت و ردیابی دفتر کل توزیع شده را دارند و به عنوان هابهای ارتباطی برای انجام وظایف مختلف شبکه عمل میکنند.
وظیفه اصلی یک نود در بلاکچین تأیید مشروعیت هر دسته جدید از تراکنشها است که به عنوان بلوک شناخته میشوند. علاوه بر این، اختصاص یک شناسه معتبر به هر گره در شبکه، شناسایی یک گره از گرههای دیگر را آسان ترمیکند.
یک بلاک چین مبتنی بر اثبات کار (PoW) مانند بلاک چین بیت کوین (BTC) یا مونرو (XMR) دارای ماینرهایی است که وظایف آنها به شرح زیر خواهد بود:
- گرههای کامل برای ذخیره تمام تراکنشهای بلاک چین در دستگاههای خود مورد نیاز هستند. این گرهها مسئول اعتبارسنجی بلوکها و تراکنشها خواهند بود.
- گرههای سبک وزن در این شبکهها دستگاههای ذخیره سازی کوچکی هستند، زیرا برای تایید تراکنشها فقط باید بلوکهای هدر را تایید کنند.
وظایف اصلی نود در بلاکچین چیست؟
گرههای ارز دیجیتال دو نقش مهم دارند که در ادامه به توضیح آنها میپردازیم.
پیاده سازی الگوریتم اجماع در بلاک چین
فرض کنید میخواهید مقداری بیت کوین را به کیف پول دیجیتال یکی از دوستانتان منتقل کنید. در این صورت شما با انجام مراحل انتقال، تراکنش را در بستر شبکه منتشر میکنید. تضمین این تراکنش دریافت تاییدیه از گرههای شبکه است. این بدان معناست که باید منتظر بمانید تا نودها تراکنش شما را تایید کنند.
فرآیند دریافت تایید از یک گره در بلاک چین، الگوریتم اجماع نامیده میشود. این الگوریتم شامل مراحل اعتبار سنجی و تایید تراکنشها است و مسئولیت آن بر عهده گرهها خواهد بود. مکانیزم اجماع یکی از ارکان اصلی امنیت شبکه است.
الگوریتم اجماع به دو شکل ارائه میشود: اثبات کار و اثبات سهام، که هر دو دارای گرهها به عنوان بازیگران اصلی هستند.
- الگوریتم اثبات کار (PoW): با این روش گرهها با دانلود نسخه عمومی وارد شبکه میشوند و میتوانند در تایید تراکنشها شرکت کنند.
- الگوریتم اثبات سهام (PoS): این روش با توجه به مقدار ارز ذخیره شده در کیف پول گره انجام میشود. هر گره بسته به مقدار ارزی که در کیف پول خود دارد میتواند تراکنشها را تایید کند.
محافظت از بلاک چین در برابر حملات 51٪
بعد از الگوریتم اجماع، گرهها کار مهم دیگری را در زنجیره بلوکی انجام میدهند. همانطور که در ابتدای مقاله اشاره کردیم؛ وجود نود تضمین کننده امنیت شبکه است. حملات ۵۱ درصدی، خطرناکترین و رایجترین حملات بلاک چین، به گونهای انجام میشود که یک یا چند مهاجم میتوانند بیش از 50 درصد از قدرت پردازش شبکه را در اختیار بگیرند و عملکرد عادی آن را مختل کنند.
شبکه سرور مرکزی ندارد. مهاجم باید به سیستمهای شخصی گرهها دسترسی داشته باشد. با افزایش تعداد گرهها در بلاک چین، احتمال حمله تا 51 درصد کاهش مییابد، زیرا در این شرایط مهاجمان باید پول، زمان و انرژی بیشتری را برای دسترسی به سیستمها صرف کنند. در حال حاضر میتوان گفت که شبکه بیت کوین به دلیل تعداد بالای کاربران یا گرههای آن از حملات ۵۱ درصدی در امان است.
قدرت نود و گره ها در شبکه بلاکچین چقدر است؟
هنگامی که یک ماینر میخواهد بلوک جدیدی از تراکنشها را به بلاک چین اضافه کند، یک بلوک توسط تمام گرههای شبکه منتشر میشود. گرهها میتوانند بر اساس وضعیت یک بلوک در مورد اعتبار امضاها و تراکنشها، این بلوک را بپذیرند یا رد کنند. هنگامی که یک گره بلوک جدیدی از تراکنشها را میپذیرد، آن بلوک را در بالای بلوکهای موجود ذخیره میکند. به طور خلاصه، گرهها وظایف زیر را انجام میدهند:
- گرهها تعیین میکنند که آیا تراکنشهای هر بلوک قانونی است یا خیر و مسئول رد یا پذیرش آن بلوک هستند. گرهها بلوکهای تراکنشها را ذخیره کرده و تاریخچه تراکنشها را حفظ میکنند.
- هنگامی که برخی از گرهها باید با بلاک چین همگام شوند، برخی از گرهها تاریخچه تراکنش را منتشر میکنند و آن را به گرههای دیگر ارسال خواهند کرد. به عبارت سادهتر، گرهها مسئول به روز رسانی تاریخچه تراکنشها هستند.
نحوه ایمن سازی بلاک چین توسط نود و گره به چه شکل است؟
در دسترس بودن نود در بلاکچین چین نیز یکی از شاخصهای طبقه بندی گرهها است. به عنوان مثال، یک گره آنلاین، گرهای است که باید همیشه آنلاین باشد و به روز رسانیها را به کل شبکه ارسال کند. از سوی دیگر، گرههای آفلاین باید هر بار که به شبکه متصل میشوند آخرین نسخه دفتر کل را دانلود کنند تا با سایر گرهها همگام شوند. به این فرآیند همگام سازی با بلاک چین میگویند.
یک گره به طور بالقوه میتواند کل بلاک چین را پشتیبانی کند، اما قرار گرفتن در یک دستگاه واحد، آن را در برابر مواردی مانند قطع برق، هکرها و خرابی سیستم آسیب پذیر خواهد کرد. هر چه یک بلاک چین گرههای کاملتری داشته باشد، عملکرد و انعطاف پذیری آن در برابر چنین رویدادهایی بهتر است.
هنگامی که دادهها در چندین دستگاه پراکنده میشوند، یک گره خراب به سختی میتواند تمام اطلاعات بلاک چین را به یکباره از بین ببرد. حتی اگر تعداد قابل توجهی از گرهها به دلیل یک فاجعه جهانی آفلاین شوند، یک گره واحد این پتانسیل را دارد که کل بلاک چین را در حال اجرا نگه دارد. اگر همه گرهها از کار بیفتند، فقط یک گره با کل تاریخچه بلاک چین برای پشتیبان گیری از همه دادهها و بازگرداندن دسترسی به دادهها کافی است.
مقایسه گره در مقابل ماینر ها
یک ماینر(Miner) همیشه باید یک گره کامل را برای انتخاب تراکنشهای قانونی و ایجاد یک بلوک جدید اجرا کند. از آنجایی که ماینر به کل تاریخچه بلاک چین دسترسی ندارد، نمیتواند بر اساس تاریخچه تراکنش فعلی بلاک چین تعیین کند که کدام تراکنش قانونی است. به عبارت دیگر، نمیتواند تعیین کند که آیا کل موجودی معاملات برای انجام معاملات پیشنهادی کافی است یا خیر. در نتیجه، ماینر همیشه یک گره کامل است.
از طرف دیگر، یک گره نمیتواند ماینر باشد. یک دستگاه میتواند یک گره کامل را با دریافت، ذخیره و ارسال تمام دادههای تراکنش بدون ایجاد بلوکهای تراکنش جدید، که شبیه نحوه عملکرد یک سرور است، اجرا کند. در این سناریو، دستگاه به عنوان یک نقطه بین راه عمل میکند. یک ماینر همین کار را انجام میدهد، با این تفاوت که سعی میکند بلوکهای تراکنش جدیدی ایجاد کند.
انواع نود یا گره در بلاکچین چیست؟
به طور خلاصه، دو نوع اصلی نود در بلاکچین وجود دارد: گرههای کامل و گرههای سبک. گرههای بلاک چین کامل حاوی یک کپی از تاریخچه بلاک چین هستند که شامل تمام بلوکهای ایجاد شده میشود.
گرههای بلاک چین سبک یا گرههای تأیید پرداخت ساده که به اختصار SPV نامیده میشوند، کیف پولهایی هستند که فقط بلوکهای هدر را دانلود میکنند و فضای دیسک را برای کاربران ذخیره خواهند کرد. گرههای بلاک چین را میتوان بر اساس عملکردشان به دستههای زیر طبقه بندی کرد:
- نود کامل آرشیوی (Archival full nodes)
- نودهای کامل تعدیل یافته (Pruned full nodes)
- نودهای سبک (Light nodes)
- مسترنودها (Masternodes)
- نودهای استخراج (Mining nodes)
- نودهای مرجع (Authority nodes)
- نودهای استیکینگ (Staking nodes)
- نودهای لایتنینگ (Lightning nodes)
- نود سبک (Light Node)
مشکلات راه اندازی یک گره ارز دیجیتال
با مراجعه به وبسایت هر بلاک چین، میتوانید با سختافزار و نرمافزار مورد نیاز برای راهاندازی یک گره در هر بلاک چین آشنا شوید. با این حال، کاربران باید از مشکلاتی که اجرای Node میتواند به همراه داشته باشد آگاه باشند.
موانعی مانند مشکلات اتصال به اینترنت و محدودیتهای پهنای باند را باید همیشه در نظر داشت. برخی از طرحهای اینترنتی برای استفاده از پهنای باند اضافی که در طرح اینترنت گنجانده نشده است، هزینههای اضافی را متحمل میشوند. بنابراین، قبل از راه اندازی گره، کاربران باید از محدودیت ترافیک پهنای باند اطمینان حاصل کنند.
علاوه بر این، برای همگام سازی گره با شبکه بلاک چین، اتصال اپراتور گره به اینترنت ضروری است. اگر اتصال اینترنت ناپایدار باشد، کاربران باید گره را مجددا راه اندازی کنند. از دیگر مشکلات احتمالی در راه اندازی موفقیت آمیز گره بلاک چین میتوان به هزینه خرید تجهیزات اولیه و همچنین نگهداری و تعمیر آن، مشکلات قانونی، ویروسهای رایانهای و حملات هکرها و همچنین هزینههای مالی پیش بینی نشده اشاره کرد.
نود در بلاکچین و ارز دیجیتال و اهمیت آن
نقش نود در بلاکچین با نقش سرورها در فضای اینترنت مطابقت دارد. درک مفهوم و عملکرد انواع مختلف گرههای بلاک چین برای هر توسعه دهنده یا کسب و کاری بسیار مهم است. شرکتها میتوانند از این دانش برای ساخت برنامههای غیرمتمرکز و کمهزینه در بلاک چین استفاده کنند. علاوه بر این، گرهها همه شرکت کنندگان در یک شبکه بلاک چین را راستی آزمایی میکنند و یکپارچگی دادهها را تضمین خواهند کرد. اگرچه بسیاری از شبکهها از مشوقهای پولی برای تشویق کاربران به اجرای یک گره کامل استفاده خواهند کرد، اما برخی دیگر به آینده روشن پروژه اعتقاد دارند و در اجرای 90 شبکه مشارکت میکنند.