مفهوم نود (node) در بلاکچین و انواع آن

نود عموماً نقطه تلاقی یا اتصال در شبکه های ارتباطی و مخابراتی است. نود همچنین ممکن است به معنای هر سیستم یا دستگاه فیزیکی باشد که به یک شبکه متصل است و می تواند عملکردهای خاصی مانند ایجاد، دریافت یا ارسال اطلاعات از طریق یک کانال ارتباطی را اجرا کند. توضیح یک نود بسته به لایه پروتکل مورد ارجاع متفاوت است.به عنوان مثال، یک شبکه هاست (میزبان) اساسی ممکن است از یک سرور ، دو لپ تاپ و یک دستگاه فکس تشکیل شده باشد. در این حالت ، شبکه دارای چهار گره یا نود است که هرکدام مجهز به آدرس MAC منحصر به فرد هستند تا سیستم بتواند آنها را شناسایی کند.مشهورترین کاربرد اصطلاح “گره” در فضای بلاک چین دیده می شود. در این راهنما، ما جزئیات بیشتری از گره ها را توضیح خواهیم داد، از جمله انواع مختلف گره های بلاکچین که امروزه استفاده می شود.بلاک‌چین چگونه کار می‌کند؟قبل از اینکه به بحث در مورد گره‌های بلاک‌چین بپردازیم، مهم است که ابتدا نحوه عملکرد بلاک‌چین‌ها را درک کنیم. بلاک‌چین یک کلاس از فناوری دفتر کل توزیع‌شده (DLT) است که به‌عنوان یک دفتر کل دیجیتال غیرمتمرکز برای تراکنش‌ها عمل می‌کند. بلاک‌چین به‌نحوی طراحی شده است که می‌توان آن را در چندین دستگاه متصل به شبکه کپی کرد. این یعنی یک رکورد زمانی و کامل از هر تراکنش شبکه، باید در یک سری از دستگاه‌ها توزیع شود.بیشتر بخوانیم : تکنولوژی دفتر کل توزیع شده (DLT) چیست؟این دستگاه‌ها گره نامیده می‌شوند و وظیفه حفظ عدالت، امنیت و غیرقابل تغییر بودن بلاک‌چین را بر عهده دارند.مفهوم نود در شبکه بلاک چیننود های بلاک‌چین به ذی‌نفعان شبکه یا دستگاه‌های آن‌ها اشاره می‌کنند که برای نگه‌داشتن یک کپی از دفتر کل توزیع‌شده تعیین شده‌اند. گره‌ها به‌عنوان نقاط ارتباطی، عملکردهای مختلف و ضروری شبکه را اجرا می‌کنند. هدف اصلی یک گره بلاک‌چین، تأیید اعتبار هرکدام از تراکنش‌های شبکه که بلوک نامیده می‌شود است. هر گره دارای یک شناسه منحصربه‌فرد متصل به دستگاه خود است که به آن اجازه می‌دهد تا از سایر گره‌های شبکه متمایز شود.البته مفهوم نود (node) با توجه به اینکه کجا مورد استفاده قرار گیرد متفاوت است. اگر نود را در مباحث رایانه و مخابراتی بیان کنیم، به معنای شبکه توزیع یا نقطه پایان ارتباط می باشد. اما مفهوم نود در شبکه بلاک چین ارزهای دیجیتال متفاوت می باشد.می دانیم که از کنار هم قرار گرفتن بلاک های داده، بلاک چین ایجاد می شود. این بلاک ها در واقع همگی بر روی نود ذخیره می شوند.نودها در الگوریتم اجماع نیز نقش مهمی دارند. وقتی نود در شبکه بلاک چین تاییدیه ارسال می کند، به آن الگوریتم اجماع گفته می شود. فرایند گرفتن تاییده از نود یا همان الگوریتم اجماع، به دو صورت اثبات کار (POW) و اثبات سهام (POS) صورت می گیرد.در روش اثبات کار (proof of work) نودها با دانلود یک نسخه کامل از شبکه وارد آن می شوند و در شبکه و کار تایید تراکنش ها فعالیت می کنند. در روش اثبات سهام نیز (proof of stake) هر نود با توجه مقدار ارز دیجیتالی که استیک کرده است می تواند، تراکنش تایید کند.بااین‌حال، برای نگه داشتن تمام تراکنش‌های بلاک‌چین روی دستگاه‌های خود، فقط به «گره‌های کامل» یا فول نود نیاز است. این نوع گره‌ها وظیفه‌ی اعتبارسنجی بلوک‌ها و تراکنش‌ها را به عهده دارند. از سوی دیگر، گره‌های سبک دارای حداقل نیازهای ذخیره‌سازی هستند؛ زیرا برای تأیید تراکنش‌ها فقط نیاز به دانلود هدر بلوک دارند. هیچ یک از نسخه‌های یک گره کامل، لزوماً پاداش بلوکی ندارند.راه دیگر برای طبقه‌بندی گره بلاک‌چین، در دسترس بودن آن است. برای مثال، گره‌ای که برای ارسال مداوم به‌روزرسانی‌ها در سراسر شبکه و آنلاین بودن دائمی تعیین شده است، یک «گره آنلاین» در نظر گرفته خواهد شد. در مقابل، گره‌های آفلاین فقط باید هر بار که دوباره به شبکه متصل می‌شوند، یک نسخه به‌روز شده از دفتر کل را دانلود کنند تا اطمینان حاصل شود که با گره‌های دیگر، همگام‌سازی شده‌اند.ساختار بلاک چین یک سیستم توزیع شده می باشد و شبکه نودها این امکان را برای ارز دیجیتال بیت کوین فراهم می کنند تا به صورت ارز دیجیتال غیر متمرکز و یک به یک مورد استفاده قرار گیرد.نودها انواع مختلفی دارند ولی از پر کاربردترین آن ها می توان به فول نود، لایتنینگ نود، نود استخراج کننده و سوپر نود اشاره کرد. در ادامه به بررسی مفهوم و کاربرد هر کدام از این نودها می پردازیم.فول نود (full node)اگر نودی به طور مستقیم متصل به شبکه بلاکچین باشد و تمامی قوانین و مقررات شبکه را بپذیرد، به آن فول نود (full node) گفته می شود. حضور بیشتر فول نودها به معنی امنیت بیشتر شبکه می باشد چراکه فول نودها وظایف مختلفی از جمله ذخیره تمامی بلاک ها و تراکنش ها را دارند که با این کار در واقع تراکنش ها را با نسخه اصلی تطبیق می دهند تا ناسازگاری و نقض قوانین رخ ندهد.بسیاری از شرکت ها فول نودها را برای کمک به سیستم ارز دیجیتال بیت کوین اجرا می کنند. این نودها به دو صورت نود عمومی (general node) و نود پنهان (hidden node) در شبکه وجود دارند. تقریبا 10000 نود عمومی از سال 2018 در شبکه ارز دیجیتال بیت کوین وجود دارد. این عدد تنها مربوط به نودهای عمومی و قابل مشاهده می باشد و مابقی آن ها به صورت نود پنهان در شبکه وجود دارد که قابل مشاهده نیست.از دیگر وظایف فول نودها می توان به تایید تراکنش و بالا بردن سرعت شبکه اشاره کرد. اما نکته جالب این است که فول نودها نقش اساسی در شبکه ارزهای دیجیتال دارند چرا که اگر تغییر در شبکه بخواهد ایجاد شود، حتما باید 51% فول نودها با آن موافق باشند. همچنین در شرایطی که فول نودها با یک دیگر توافق نکنند، مسیر خود را از هم جدا می کنند! در چنین شرایطی یک هارد فورک اتفاق می افتد.هارد فورک (hard fork) در واقع معروف ترین فورک (fork) است. گاهی اتفاق افتادن هارد فورک باعث ایجاد ارز جدید می شود. برای مثال بیت کوین کش، فورک ارز دیجیتال بیت کوین و اتریوم کلاسیک، فورک ارز دیجیتال اتریوم است.لایتینگ نود (lightnig node)این نوع از نودها برای ارتباط بین کاربران خارج از شبکه می باشند و با این کار، سرعت شبکه را به شدت افزایش می دهند. همچنین کارمزد این نودها بسیار کم است. ( تقریبا بین 15 تا 35 ساتوشی ) در واقع نحوه عملکرد این نودها به این صورت است که، با ایجاد یک بسترپرداختی بین دو کاربر، از حجم تراکنش های شبکه کم می کنند. لایتنینگ نودها سعی دارند تراکنش ها را با بیشترین سرعت و کم ترین کارمزد ثبت کنند.نود استخراج کننده (mining nodes)وظیفه نودهای استخراج کننده تایید تراکنش های شناور می باشد. این نودها برای استخراج بلاک جدید نیاز به دانستن کل اطلاعات شبکه ندارند، بلکه تنها با دانستن اطلاعات بلاک قبلی می توانند تراکنش را تایید و بلاک جدید استخراج کنند.افرادی که قصد استخراج به صورت انفرادی را دارند، می بایست فول نود را فعال سازی کنند و از نسخه کامل بلاک چین استفاده کنند. اما افرادی که به صورت گروهی به استخراج ارزهای دیجیتال می پردازند، نیازی نیست این کار را انجام دهند و تنها فردی که مسئول استخر استخراج است، می بایست این کار را انجام دهد.سوپر نود (super node)سوپر نودها در واقع نودهای کاملی هستند که همه می توانند آن ها را ببینند. وقتی یک نود بخواهد با نود دیگری ارتباط برقرار کند، کار ایجاد اطلاعات و برقراری این ارتباط بر عهده سوپر نودها می باشد. در واقع سوپر نودها یک نقطه توزیع و راه ارتباطی می باشند.این نودها نیاز به توان مصرفی و اینترنت بالاتری دارند چرا که به صورت 24 ساعته در حال کار هستند و انتقال تاریخچه بلاک چین و داده های تمام نودهای دیگر جهان را انجام می دهند.تفاوت های نود های استخراج کننده و فول نود هنگام بحث در مورد نقش گره های کامل اشاره کردیم که به کاربرانی که گره های کامل را اجرا میکنند پاداش داده نمی شود. در عوض، آنها انگیزه حفظ و تمرکز زدایی بیشتر بلاک چین را دارند. این برای کاربرانی که استخراج می کنند متفاوت است و معمولاً برای فعالیتی که انجام می دهند کارمزد و پاداش دریافت می کنند.تفاوت کلیدی دیگر بین استخراج و اجرای یک گره کامل این است که برای شناسایی معیارهای (اجماع) معاملات معتبر، یک استخراج کننده ملزم به اجرای یک گره کامل است. بدون این اطلاعات ، یک استخراج کننده نمی تواند بلوک های صحیح را به یک شبکه اضافه کند و پاداش دریافت کند. از طرف دیگر ، یک گره کامل به وجود یک استخراج کننده نیاز ندارد. یک دستگاه (مانند رایانه یا سرور) توانایی ذخیره و دریافت داده ها را دارد بدون اینکه بخواهد بلوک های جدیدی را ایجاد کند.چگونه یک نود اجرا کنیم؟اپراتور نود در هر بلاک چین خاص دارای چندین سیستم مورد نیاز است. اطمینان از داشتن تنظیمات مناسب گره برای عملکرد کامل نود شما و همگام سازی آن با شبکه ای که می خواهید از آن استفاده کنید بسیار مهم است. برای بررسی نیازهای سخت افزاری و نرم افزاری و همچنین راهنما های راه اندازی ، می توانید به وب سایت های مربوط به هر بلاک چین مراجعه کنید.جمع بندینود ها برای عملکرد شبکه بلاک چین ضروری هستند، زیرا امنیت و شفافیت بلاک چین را تضمین می کنند و از قابل اعتماد بودن داده ها اطمینان حاصل می کنند. بیشتر شبکه های بلاک چین از روش هایی برای ایجاد انگیزه در کاربران برای اجرای نود های کامل استفاده می کنند، که بیشتر از طریق کارمزدهای پولی مانند ماینینگ یا استیکینگ است. صرف نظر از مشوق ها، کاربرانی نیز هستند که داوطلبانه گره های کامل خود را راه اندازی می کنند فقط به این دلیل که به آینده پروژه ایمان دارند و می خواهند تا آنجا که می توانند از آن پشتیبانی و محافظت کنند.با این حال، به یاد داشته باشید که اجرای یک گره کامل باعث ایجاد هزینه ها و مشقات مختلف نیز می شود. و اگر چه راهنما های آنلاین زیادی برای راه اندازی آن ها در دسترس است، اما روند تنظیم آنها برای کسانی که با بلاک چین و برنامه نویسی آشنا نیستند، می تواند بسیار فنی باشد. در واقع، همه چیز به این بستگی دارد که شما چقدر وقت و پول دارید که در این کار سرمایه گذاری کنید.