نود ارز دیجیتال چیست؟ | بررسی کامل انواع Node در بلاکچین

زمانی که کتابی را به کتابخانه هدیه می‌دهید، کتابدار آن کتاب را از نظر سلامت فیزیکی و مفید بودن مورد بررسی قرار می‌دهد. در صورت تایید، کتاب را به قفسه کتابخانه اضافه می‌کند. به‌عبارت‌ساده، نود ارز دیجیتال همان کتابدار است که تراکنشی (کتاب اهدایی شما) که در شبکه بلاک چین انجام می‌شود را تایید می‌کند. نود یا گره را باید ستون فقرات بلاک چین دانست که امنیت، شفافیت و تمرکززدایی آن را تضمین می‌کند. این مفهوم پیچیده‌تر از مثالی است که در ابتدا مقدمه به آن پرداختیم. پس برای درک عمیق‌تر اصطلاح Node، این مقاله از آکادمی بیت‌پین را تا پایان بخوانید.

نود چیست؟

مفهوم نود یا گره (Node) با توجه به اینکه کجا مورد استفاده قرار می‌گیرد، متفاوت است. برای مثال، اگر نود را در موضوعات کامپیوتر و مخابراتی بیان کنیم، به‌معنای شبکه‌ی توزیع یا نقطه‌ی پایان ارتباط است. اما مفهوم گره در شبکه‌ی بلاک چین ارز دیجیتال متفاوت است. با توجه به این مورد و تعریفی که در مورد گره در بالا اشاره کردیم،به هر سیستم کامپیوتری که به یک شبکه‌ی بلاک چین متصل است، node گفته می‌شود.

هرچه تعداد گره‌های یک شبکه‌ی بلاک چین بیشتر باشد، زیرساختش قوی‌تر شده و میزان مقیاس‌پذیری آن نیز بیشتر می‌شود. برای اعمال تغییرات در شبکه، باید حداکثر اعضای آن به تغییر رای مثبت بدهند تا تغییرات با موفقیت انجام شود.

این ویژگی برخلاف سیستم‌های اداری مرکزی مثل بانک‌ها است که فقط مدیریت مرکزی اختیار انجام تغییرات را دارد. نودها در الگوریتم اجماع نیز نقش مهم و تاثیرگذاری دارند. وقتی node در شبکه بلاک چین تاییدیه ارسال می‌کند، به آن الگوریتم اجماع گفته می‌شود. فرآیند دریافت تاییدیه از node یا همان الگوریتم اجماع، به دو صورت اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) انجام می‌شود.

انواع نود در بلاک چین

گره‌ها تضمین‌کننده‌ی امنیت و عدم تمرکز شبکه‌های بلاک چین هستند. در این مطلب به انواع گره به شرح زیر می‌پردازیم:

• نود استخراج‌کننده (Miner Node)
• فول نود (Full node)
• سوپرنود (Super Node)
• نودهای سبک (SPV)

نود استخراج کننده (Miner Node)

وظیفه‌ی گره‌های استخراج کننده، تایید تراکنش‌های شناور است. این گره‌ها برای استخراج بلاک جدید، نیاز به دریافت کل اطلاعات شبکه ندارند، بلکه تنها با دریافت اطلاعات بلاک قبلی می‌توانند تراکنش را تایید و بلاک جدید را استخراج کنند.

افرادی که قصد استخراج ارز دیجیتال به‌صورت انفرادی را دارند، باید فول نود را فعال و از نسخه‌ی کامل بلاک چین استفاده کنند. اما افرادی که به‌صورت گروهی به‌ ماینینگ ارزهای دیجیتال می‌پردازند، نیازی به انجام این‌کار ندارند و فقط فردی که مسئول استخر ماینینگ است، می‌بایست این‌کار را انجام دهد.

نود کامل (Full Node)

گره کامل یا فول نود، یکی از اجزای اصلی شبکه‌ی بلاک چین است. زمانی که فول node در فعالیت‌های شبکه حضور نداشته باشد، عملاً بلاک چین از کار می‌افتد. همانطور که گفتیم گره در شبکه وظیفه‌ی تایید تراکنش‌ها و حفظ امنیت سیستم را دارد. گره کامل، یک نسخه‌ی کامل از بلاک چین را دانلود کرده و مانند یک سرور مستقل عمل می‌کند.

در صورتی که برای ایجاد تغییرات در شبکه، ۵۱ درصد گره‌ها مخالف باشند، این تغییر انجام نمی‌شود. در این شرایط، بلاک چین برای ایجاد تغییرات جدید باید انشعاب پیدا کند که به‌اصطلاح به آن، هارد فورک گفته می‌شود. در نتیجه، عامل اصلی ایجاد هارد فورک‌ها نیز فول نودها هستند.

سوپرنود (Super Node)

سوپرنودها در واقع فول نودهایی هستند که تمام اعضا می‌توانند آن‌ها را ببینند. زمانی که یک گره بخواهد با node دیگری ارتباط برقرار کند، فرآیند ایجاد اطلاعات و برقراری این ارتباط، برعهده‌ی سوپر گره‌هاست. در حقیقت سوپر نودها یک نقطه‌ی توزیع و راه ارتباطی هستند.

این گره‌ها نیاز به‌توان مصرفی و اینترنت با سرعت بالاتری دارند؛ چراکه به‌صورت ۲۴ ساعته در حال فعالیت هستند و انتقال تاریخچه‌ی بلاک چین و اطلاعات تمام نودهای دیگر جهان را انجام می‌دهند.

نود سبک (SPV)

گره سبک یا لایت نود (Lightweight node) به‌جای دانلود یک نسخه‌ی کامل از بلاک چین، بررسی می‌کند که در لحظه‌ی فعلی کدام بلاک، آخرین بلاک زنجیره‌ و مناسب انجام یک تراکنش است. گره سبک یا اس.پی.وی (SPV)، در فرآیند روزمره‌ی ارزهای دیجیتال کاربرد دارند و برپایه فول نودها هستند.

گره سبک به معنای node تایید پرداخت ساده (Simplified Payment Verification)، به منابع زیادی نیاز ندارد و سهولت کار را جایگزین امنیت کرده است.

وظایف اصلی نود در بلاک چین

هر گره در بلاک چین، وظایف مهمی را برعهده دارد که در ادامه به بیان مهمترین وظایف نودها می‌پردازیم.

۱- محافظت از شبکه در برابر حمله‌های ۵۱ درصدی

رایج‌ترین و خطرناک‌ترین حمله به شبکه‌های بلاک چین، حمله‌ی ۵۱ درصدی است. در این حمله، مهاجم یا مهاجم‌ها می‌توانند بیش‌از ۵۰% قدرت پردازش شبکه را تحت کنترل بگیرند و در روند طبیعی فعالیت اعضا، اختلال ایجاد کنند.

به بیان دیگر، با حضور فول گره‌ها، مهاجم‌ها برای دسترسی به ۵۱% شبکه، انرژی و هزینه‌ی بیشتری باید مصرف کنند که باعث تحمیل هزینه‌های بیشتر بر این افراد می‌شود.

۲- شرکت در فرآیند الگوریتم اجماع

فرض کنید که قصد دارید پس از اینکه برای خرید بیت کوین از یک صرافی اقدام کردید، مقداری از آن را به کیف پول یکی از افراد خانواده‌ی خود ارسال کنید. در این حالت شما با انجام مراحل انتقال، یک تراکنش بر بستر بلاک چین ایجاد می‌کنید که ضمانت اجرای آن، تایید نودهای شبکه است.

فرآیند دریافت تاییدیه از گره در بلاک چین را الگوریتم اجماع می‌گویند. این الگوریتم شامل مراحل اعتبار سنجی و تایید تراکنش‌ها بوده و انجام این موارد بر عهده‌ی nodeهای است. مکانیزم اجماع، یکی از سازوکارهای پرکاربرد در تامین امنیت بلاک چین است. الگوریتم اجماع به دو صورت اثبات سهام و اثبات کار وجود دارد. در هر دو روش، نودها نقش اصلی را دارند.

• گواه اثبات سهام (PoS): این روش با توجه به میزان ارز ذخیره شده در کیف پول ارز دیجیتال نودها صورت می‌گیرد. هر node با توجه به مقدار ارزی که در کیف پول خود استیکینگ (سرمایه‌گذاری با قفل کردن دارایی) می‌کند، می‌تواند تراکنش‌ها را تایید کند.
• گواه اثبات کار (PoW): در این روش، نودها با دانلود یک نسخه‌ی کلی از شبکه وارد آن می‌شوند و می‌توانند در اعتبارسنجی و تایید تراکنش‌ها، حضور داشته باشند.

بررسی نقش نود در تغییرات بلاک چین

اعمال تغییرات در شبکه‌ی بلاک چین بیت کوین و سایر رمزارزها، ساده نیست. تغییرات این سیستم به‌طور معمول، مربوط به معیارهای اجماع مانند پاداش استخراج بلاک جدید، انتقال الگوریتم اثبات کار به اثبات سهام، زمان استخراج بلاک، اجرای برنامه‌های جدید و سایر موارد این‌چنینی است.

این انشعاب‌ها، فورک نامیده می‌شوند و در دو حالت هارد فورک (Hard Fork) و سافت فورک (Soft Fork) انجام می‌شوند. در ادامه‌ی این مطلب، به بررسی نقش گره در فرآیندهای انجام تغییرات در شبکه‌ی بلاک چین می‌پردازیم.

۱- گره‌ها در سافت فورک (Soft Fork)

یکی از روش‌های انجام تغییر در بلاک چین، سافت فورک‌ها هستند. سافت فورک، نرم‌تر از هاردفورک برخورد می‌کند و گره‌ها را به آپدیت فوری نرم‌افزار، مجبور نمی‌کند. در این صورت اگر بیش‌از ۹۵% نودها، به‌روزرسانی جدید را دریافت کنند، سازوکار اجماع به‌صورت خودکار تغییر می‌کند و پس‌از آن، گره‌ها و تراکنش‌هایی که از قوانین جدید پیروی نکنند، به‌وسیله‌ی شبکه رد می‌شوند.

۲-گره‌ها در هارد فورک (Hard Fork)

هارد فورک‌ها، زمانی رخ می‌دهند که تمام فول گره‌ها، معادل بیش‌از ۵۱% انجام تغییرات در بستر بلاک چین را تایید کنند. پس از ایجاد هارد فورک، تمام نودها باید آپدیت جدید را بر روی سیستم خود به‌روزرسانی کنند و اعضایی که این آپدیت را دریافت نکنند، از طرف شبکه و مکانیزم اجماع رد خواهند شد.

هارد فورک‌ها به‌طور معمول باعث کاهش تعداد زیادی گره در بلاک چین اتریوم و سایر ارزهای دیجیتال می‌شوند. این فرآیند و کاهش تعداد گره‌ها که تضمین‌کننده‌ی امنیت شبکه‌های بلاک چین هستند، سیستم را دچار اختلال‌های امنیتی می‌کند. به‌همین دلیل، عموماً نودهای کامل و توسعه‌دهندگان از ایجاد تغییرات گسترده و کلی در بستر بلاک چین دوری می‌کنند.

در کل، نودها فعالیت‌های زیر را در بلاک چین انجام می‌دهند:

• گره‌ها، درستی و صلاحیت بلاکی از تراکنش‌ها را رد یا تایید می‌کنند.
• گره‌ها، بلاک‌هایی از تراکنش‌های انجام شده در شبکه را ذخیره کرده و تاریخچه‌ی تراکنش‌های بلاک چین را نگه می‌دارند.
• هر گره، تاریخچه‌ی تراکنش‌ها را به دیگر گره‌های موجود در درون شبکه که نیاز به به‌روز رسانی و هماهنگ شدند دارند، برادکست (Broadcast) کرده و توزیع می‌کنند.

چرا نودها برای امنیت شبکه مهم هستند؟

وجود گره‌ها برای امنیت یک شبکه بلاک چین حیاتی هستند. آنها مسئولیت اعتبارسنجی تراکنش‌ها و ایجاد بلوک‌های جدید در بلاک چین را بر عهده دارد؛ بنابراین شبکه را در برابر حملات و اعمال خرابکارانه محافظت می‌کنند.

گره‌ها با ذخیره داده‌های بلاک چین، سوابق تراکنش‌ها را ثبت می‌کنند. پس کاربران می‌توانند به سوابق دسترسی داشته باشند. این موضوع منجر به افزایش شفافیت و عملکرد روان شبکه‌ها می‌شود. همچنین نودها نیاز به یک مرجع مرکزی را از بین می‌برند و فضای بلاک چین را دموکراتیک‌تر می‌کنند. به‌طورکلی، وجود گره در بلاک چین به دلایل زیر اهمیت دارد:

• افزایش امنیت و اعتماد بیشتر در شبکه
• جلوگیری از فعالیت‌های مجرمانه و کلاهبرداری
• محافظت از کنترل و سانسور ناشی از نهاد نظارتی
• به‌روزرسانی‌ها و نگهداری منظم توسط داده‌ها
• ایجاد یک محیط شفاف، قابل حسابرسی و دموکرات

گفتار پایانی

یک نود یا گره کامپیوتری است که به شبکه بلاک چین متصل شده تا تراکنش‌ها را تایید کند. این موضوع همان چیزی است که بلاک چین را ایمن نگه می‌دارد و عملیات شبکه را روان می‌سازد. هر node وظیفه دارد که هر بلوک جدید اضافه شده به بلاک چین را تایید کند. با این کار هر تراکنش به شکلی ایمن و دقیق در دفتر کل ذخیره می‌شود؛ بنابراین حضور گره‌ها برای اعتبارسنجی و انتشار تراکنش‌ها در سراسر شبکه اهمیت زیادی دارد. اگر نودی نباشد، بلاک چینی نیز وجود نخواهد داشت.

سوالات متداول

• آیا همه می‌توانند یک نود بلاک چین ایجاد کنند؟

بله، اگر سخت‌افزار مناسب دارید و دانش نرم‌افزاری‌تان بالاست، می‌توانید یک گره در بلاک چین باشید. تبدیل شدن به یک گره در اکثر بلاک چین‌های عمومی مانند بیت کوین و اتریوم بدون نیاز به مجوز خواهد بود.

• تفاوت بین فول نود و لایت نود چیست؟

یک فول نود وظیفه ذخیره کل بلاک چین را بر عهده دارد و به‌طور مستقل تمام تراکنش‌ها را تایید می‌کند، اما یک لایت نود فقط داده‌های لازم را دانلود می‌کند و برای تأیید به فول نودها وابسته است.

• درآمد از اجرای نود چقدر است؟

درآمد حاصل از اجرای گره در بلاک چین براساس شبکه از چند دلار تا چند هزار دلار در ماه متغیر است. عوامل موثر دیگر نیز شامل پاداش‌های استیکینگ، کارمزد تراکنش‌ها و نوع نود هستند.

• نودها چه نقشی در امنیت شبکه دارند؟

گره‌ها وظیفه اعتبارسنجی تراکنش‌ها، اجرای قوانین مربوط به مکانسیم‌های اجماع، محافظت از شبکه در برابر عوامل مخرب و ایجاد یک محیط دموکرات را بر عهده دارند.