برای درک نقش یک نود یا گره در بلاکچین، ابتدا باید در مورد ماهیت بلاکچین صحبت کنیم. به عبارت ساده، بلاکچین ها دفترهایی غیرمتمرکز، تغییرناپذیر و به اشتراک گذاشته شده در یک شبکه همتا به همتا هستند. بلاکچین ها به عنوان یک پایگاه داده عمل می‌کنند، داده‌های تراکنش به طور دائمی در بلاک‌ها ثبت، ذخیره و رمزگذاری می‌شوند. دستگاه‌های فیزیکی و الکترونیکی (معمولاً یک رایانه) که کپی‌هایی از زنجیره‌هایی را که یک شبکه را به هم متصل می‌کنند، نگه می‌دارند و بلاک چین را بصورت عملیاتی اجرا می‌کنند، گره یا نود (node) نامیده می‌شوند.
هیچ راهی برای دست کم گرفتن اهمیت تمرکززدایی به عنوان یکی از عناصری که ارزهای دیجیتال را به جایگزینی برای سیستم مالی اصلی تبدیل کرده است، وجود ندارد. بیت کوین و اکثر شبکه‌های دیگر توسط یک نهاد کنترل نمی‌شوند، در عوض، کنترل به اعضای جامعه در سراسر یک شبکه، توزیع شده است. نقش آنها اطمینان از اجرای روان شبکه است.
این تأیید کننده‌ها تأیید می‌کنند که هیچ کس از شبکه برای تقلب استفاده نمی‌کند. همچنین به تأیید اینکه تراکنش‌ها قابل برگشت نیستند کمک می‌کند. آنها این کار را با ارائه قدرت محاسباتی رایانه‌های خود انجام می‌دهند. شبکه‌های بلاک چین قدیمی‌تر، مانند شبکه‌هایی که بیت‌کوین استفاده می‌کنند، با استفاده از مکانیسم اثبات کار عمل می‌کنند که قدرت محاسباتی برای تأیید تراکنش‌ها، ضرب کوین‌های جدید و ارائه پاداش استفاده می‌کند.
گره یا نود در بلاکچین چیست؟
گره بلاکچین به یک دستگاه اشاره دارد که در اجرای نرم افزار پروتکل یک شبکه غیرمتمرکز شرکت می‌کند. به جای یک موجودیت مرکزی، گره‌ها با هم کار می‌کنند تا زیرساخت حاکم بر یک بلاکچین را تشکیل دهند. وظیفه اصلی آنها حفظ اجماع یک دفتر کل عمومی است که با اعتبارسنجی تراکنش و نظارت بر فعالیت‌ها برای اطمینان از امنیت سیستم انجام می‌شود.
روترها، مودم‌ها، سوئیچ‌ها، هاب‌ها، سرورها و چاپگرها و اساساً هر چیزی که دارای آدرس IP باشد، می‌تواند به عنوان یک گره عمل کند. گره‌ها شامل یک کپی کامل از کل بلاکچین هستند. به این ترتیب، به عنوان یک سیستم دفتر کل عمل می‌کند. هر شخص علاقه مند می‌تواند اطلاعات تراکنش‌های شبکه را از هر نقطه‌ای از تاریخچه آن تأیید کند. در نهایت، آنها به ایجاد اجماع در میان کاربران بلاکچین کمک می‌کنند. گره‌ها نقطه‌ای از شبکه هستند که در آن اطلاعات ایجاد، دریافت و ارسال می‌شود.
انواع گره‌ها به معماری و طراحی یک پروتکل بلاکچین خاص بستگی دارد و عملکردهای متفاوتی در حفظ عملیات اکوسیستم بلاکچین دارند. حضور گره یا نود ها بخشی از یک پروتکل داوطلبانه است و هر گره می‌تواند در هر زمان از شبکه خارج شود.
استفاده از الگوریتم اجماع
از آنجایی که نهاد مرکزی برای تأیید تراکنش‌ها در بلاک چین غیرمتمرکز وجود ندارد، این کار از طریق اعتبار سنجی گره‌ها انجام می‌شود. الگوریتم اجماع تمام اطلاعات ارائه شده توسط گره‌ها را می‌گیرد و اطمینان حاصل می‌کند که آنها به توافق مشترکی رسیده‌اند. این امر امنیت و قابلیت اطمینان تراکنش‌های شبکه را تضمین می‌کند.
بلاک‌ها قسمت بزرگی از داده‌ها هستند که به بلاکچین اضافه می‌شوند. ماینرها تراکنش‌ها را یکی یکی تأیید نمی‌کنند. در عوض، بلاک‌ها حاوی اطلاعات تعداد زیادی از این تراکنش‌ها هستند. پس از تأیید اطلاعات، بلاک‌ها به محل اصلی خود باز می‌گردند. یک بلاک بسته می‌شود و زمانی که تمام داده‌های مربوط به یک تراکنش تأیید شد، می‌توان بلاکی دیگر را اضافه کرد.
گره‌ها تضمین می‌کنند که اطلاعات ثبت شده در بلوک تنها نسخه واقعی رویدادها است. اما کاربران ارزهای دیجیتال چگونه برای مشارکت تشویق می‌شوند؟ بسیاری از کاربران کریپتو به عنوان ماینر در بلاکچین‌های عمومی عمل می‌کنند. ماینرها مسئول کمک به ایجاد «هش» تراکنش هستند. این شناسه‌ای است که مشابه شماره روی رسید کار می‌کند. برای تولید آن، ماینرها باید یک مسئله پیچیده ریاضی را حل کنند.
هش ماینینگ چیست؟
هدف ماینینگ تأیید تراکنش‌ها در سریع‌ترین زمان ممکن است. به همین دلیل، تعداد بیشتر ماینرها و قدرت محاسباتی بیشتر به شبکه کمک می‌کند تا سریعتر پاسخ دریافت کند. گره‌های ماینینگ همان ویژگی‌های گره‌های کامل را دارند یا اطلاعات خود را از گره‌های دیگر دریافت می‌کنند و برای کار اضافی که انجام می‌دهند که در ادامه به توضیح آن خواهیم پرداخت، پاداش‌های رمزنگاری دریافت می‌کنند. اکثر ماینرها در شبکه از ASIC (Application Specific Integrated Circuits) یا کامپیوترهای تخصصی که برای محاسبه هش در سریع‌ترین زمان ممکن طراحی شده‌اند استفاده می‌کنند.
محاسبه هش بیشتر در هر ثانیه با احتمال بیشتری برای یافتن پاسخ مورد نیاز برای استخراج یک بلاک است. همانطور که گفته شد داشتن نرخ هش بالاتر به این معنی است که می‌توانید تعداد هش های بیشتری را در ثانیه محاسبه کنید. ماینرها یک بلاک از داده را می‌گیرند و از آن به عنوان ورودی خود برای تابع هش که با آن کار می‌کنند استفاده می‌کنند. زمانی که مقدار هش کمتر از سختی شبکه باشد، ماینر برنده جایزه می‌شود. اگر این هش نباشد، ماینر به محاسبه هش های بیشتر ادامه می‌دهد.
هنگامی که تراکنش تأیید شد، به بلاکچین اضافه می‌شود. بخشی از ارز دیجیتال تازه استخراج شده به عنوان پاداش به ماینر می‌رسد.
پیشنهاد ویژه: آموزش ارز دیجیتال
چرا بلاکچین به نود یا گره نیاز دارد؟
به جای یک مرجع مرکزی، بلاکچین توسط پیوندی از گره‌ها و هر دستگاهی که آنها را به یک شبکه آن متصل می‌کند، کنترل می‌شود. کنترل روی یک پلتفرم در میان یک گروه منتخب از گره‌ها کنترل می‌شود که برای تحقق مکانیسم‌های حاکمیتی، مانند احراز هویت تراکنش‌ها و اجرای پروتکل‌های تصمیم‌گیری، به هم می‌پیوندند.
گره‌ها یک شبکه را تعدیل می‌کنند. آنها مطمئن می‌شوند که کاربران طبق قوانین رفتار می‌کنند. بدون نودها (node)، بلاکچین ها اساساً عملکرد صحیح خود را از دست می‌دهند.
همه توکن ها و قراردادهای هوشمند در گره‌ها وجود دارند و هر وب‌سایت، کیف پول یا برنامه غیرمتمرکز که از بلاکچین استفاده می‌کند، تنها با ارسال درخواست به یک گره فعال متصل به شبکه، می‌تواند بلاکچین را از طریق تراکنش‌ها بخواند یا در آن اطلاعات اضافه کند.
هر چه تعداد گره‌های یک بلاک چین بیشتر باشد، غیرمتمرکزتر خواهد بود در واقع از جنبه فنی، تعداد سالمی از گره‌ها که در مکان‌های منحصربه‌فرد پراکنده شده‌اند، برای تمرکززدایی ضروری است. تعداد بالای گره‌ها، انعطاف پذیری را در شبکه تضمین می‌کند و در عین حال نفوذ به شبکه را سخت‌تر می‌کند.
نودهای بلاکچین چگونه کار می‌کنند؟
از نظر عملیاتی، سه هدف اصلی برای یک گره وجود دارد:
نگهداری، اعتبار سنجی و دسترسی.
گره‌ها نگهبانان یک بلاکچین هستند. آنها تمام نسخه‌های دفتر کل را همگام نگه می‌دارند و داده‌های رمزگذاری‌شده تراکنش‌های گذشته را ذخیره می‌کنند و در عین حال بلاک‌های جدیدی را برای رشد مقیاس‌پذیری ایجاد می‌کنند. نودها به صورت الگوریتمی برای اجرای تراکنش‌ها بر اساس اجماع اکثریت برنامه ریزی شده‌اند. به طور خلاصه، گره‌های همتا پیشنهادات را می‌پذیرند یا رد می‌کنند و آن‌هایی که احراز هویت می‌شوند به بلاکچین اضافه می‌شوند، کپی می‌شوند و در سراسر شبکه توزیع می‌شوند و پیشنهادات تأیید نشده از بین می‌روند.
مکانیسم‌های اجماع تضمین می‌کنند که همه گره‌ها همگام هستند. بلاک‌های جدید پردازش می‌شوند و تمام نسخه‌های دفتر کل، فوراً به روز می‌شوند. در نهایت، گره‌ها عامل ذخیره سازی یک بلاکچین هستند. بنابراین، هر زمانی که یک کاربر درون شبکه اطلاعاتی را بازیابی می‌کند، با یک گره یا نود (node) در تعامل است. آنها کاملاً شفاف و در دسترس برای همه کاربران هستند.
۱۰ نوع گره بلاک چین
گره‌های بلاکچین بر اساس عملکردهایی که انجام می‌دهند گروه بندی می‌شوند. با وجود تفاوت‌هایشان، همه گره‌ها در جهت حفظ یکپارچگی شبکه کار می‌کنند توسعه دهندگان هنگام ساختن یک پلتفرم بلاکچین و گره‌هایی که آن را کنترل می‌کنند، دو عامل را در نظر می‌گیرند؛ اول، یک پروتکل بلاکچین می‌تواند تعداد زیادی گره نیاز داشته باشد که هر کدام نقش‌های مکمل را در اکوسیستم شبکه ایفا می‌کنند.
برای مثال، یک شبکه عمومی هفت گره ممکن است شامل چهار کامپیوتر، یک روتر، یک چاپگر و یک دستگاه راه دور باشد. این پیکربندی با نیازهای خاص یک بلاکچین مرتبط خواهد بود. علاوه بر این، گره‌ها ممکن است بر اساس سطح درگیری آنها در یک پروتکل متفاوت باشد. برخی ممکن است تمام سابقه بلاک‌ها را تأیید کنند در حالی که برخی دیگر فقط در بخشی از فضای ذخیره سازی قرار می‌گیرند. به عبارت دیگر، همه گره‌ها به طور مساوی ایجاد نمی‌شوند.
- Full nodes یا نود کامل
- Pruned full nodes یا نودهای کامل تعدیل یافته
- Archival Full Nodes یا نود کامل آرشیوی
- Mining Nodes یا نود های استخراج
- Staking nodes یا نودهای سرمایه گذار
- Authority Nodes یا نود های بلاک چینی مرجع
- Super Nodes یا سوپر نودها
- Master nodes یا مسترنودها
- Lightning Nodes یا نودهای لایتنینگ
Full nodes یا نود کامل
گره‌های کامل سرورهای یک شبکه غیرمتمرکز هستند. آنها تاریخچه تراکنش‌های زنجیره بلاکی را حفظ می‌کنند، داده‌ها را همگام سازی می‌کنند، ذخیره می‌کنند، کپی می‌کنند و توزیع می‌کنند و در عین حال بلاک‌های جدید را نیز اعتبار سنجی می‌کنند. آنها به طور مداوم پایبندی به قوانین را تنظیم می‌کنند و یک پایگاه داده قابل اعتماد ایجاد می‌کنند که صادقانه باقی می‌ماند.
دو نوع گره کامل وجود دارد: تعدیل شده و آرشیوی.
Pruned full nodes یا نودهای کامل تعدیل یافته
در بسیاری از شبکه‌های بلاکچین سقف معینی برای ذخیره‌سازی اطلاعات توسط نودها وجود دارد. این گره، یک بلاکچین را به طور کامل دانلود می‌کند و تمام ابرداده ها (به منظور حفظ توالی) را تا زمانی که به محدوده مشخصی برسد از قدیمی‌ترین بلاک‌های خود را حذف می‌کند و فقط هدرهای هر بلاک و موقعیت آنها در زنجیره را باقی می‌گذارد. همانطور که گفته شد این نود کامل است بنابراین می‌توانند تراکنش‌ها را تأیید کنند و در اجماع شبکه نیز شرکت کند.
Archival Full Nodes یا نود کامل آرشیوی
گره‌های کامل آرشیوی، کل دفتر کل بلاکچین را ذخیره می‌کنند و تمام تراکنش‌ها را ثبت می‌کنند. این دسته از نودها رایج‌ترین انواع گره‌ها هستند و می‌توان آنها را در چهار گروه دسته بندی کرد: authority nodes، miner nodes، staking nodes و master nodes. تفاوت نود تعدیل یافته و نود آرشیوی، به مقدار فضایی است که از هارد درایو سرور یا کامپیوتر شخصی شما اشغال می‌کنند.
Mining Nodes یا نودهای استخراج
یک ماینر با استخراج بلاک‌ها، بلاکچین را کنترل می‌کند و به خاطر این کار به آنها ارز شبکه پاداش داده می‌شود. استخراج بیت‌کوین فرآیندی است که طی آن بیت‌کوین‌های جدید وارد گردش بازار می‌شوند. ماینرها یا خودشان نود کامل آرشیوی هستند و یا داده‌ها را از نود های کامل دیگر بر روی شبکه دریافت کنند تا از شرایط بلاکچین آگاه شوند.
استخراج فرآیندی است که جزء حیاتی نگهداری و توسعه دفتر کل بلاکچین است. اگر استخرهای ماینینگ به دلایلی فعالیت‌های استخراج خود را تعطیل کنند، شبکه نمی‌تواند بکار خود ادامه دهد. عملیات استخراج یا ماینینگ با استفاده از سخت‌افزارهای پیچیده‌ای انجام می‌شود که یک مسئله ریاضی بسیار پیچیده را حل می‌کند. اولین ماینری که جواب مسئله را پیدا می‌کند، بلاک را استخراج کرده و جایزه خود را به صورت بیت‌کوین (ارز شبکه) دریافت می‌کند. نکته قابل توجه این است که یک ماینر قطعاً یک گره است، اما یک نود یا گره الزامی ندارد که ماینر باشد و می‌تواند وظایف دیگر را به عهده بگیرد.
Staking nodes یا نودهای سرمایه گذار
این گره‌ها در فرآیند احراز هویت خود از روشی به نام ‘staking’ استفاده می‌کنند. با استفاده از وجوه قفل شده به عنوان وثیقه، یک مدل اجماع اثبات سهام به طور تصادفی قدرت احراز هویت را برای شرکت‌کنندگانی که معیارهایی از پیش تعیین‌شده را برآورده کرده‌اند، مانند مقدار معینی مشارکت در پروتکل یا ورود به سیستم در تعداد معینی از ساعت‌ها به شبکه، تعیین می‌کند.
Authority Nodes یا نود های بلاک چینی مرجع
گره‌های مرجع برای بلاک چین های متمرکز استفاده می‌شوند. صاحبان این شبکه‌ها در مورد اعتبار سنجی تراکنش‌ها تصمیم می‌گیرند. برای مثال، در سیستم Delegated Proof of Stake، کاربران شبکه رأی می‌دهند که چه کسی می‌تواند بلاک را تأیید کند. با این حال، از نظر فنی، گره‌های اتوریتی یا مرجع همان ویژگی‌های گره‌های کامل را دارند.
Super Nodes یا سوپر نودها
این نوع از نود ها نادرترین گروه گره‌ها هستند، سوپر نودها بر حسب تقاضا برای انجام وظایف تخصصی، مانند اجرای تغییرات پروتکل یا حفظ پروتکل‌ها ایجاد می‌شوند.
Master nodes یا مسترنودها
مسترنودها شبیه گره‌های کامل هستند، اما قادر به اضافه کردن بلاک به شبکه نیستند و فقط برای تأیید و ثبت اطلاعات تراکنش‌ها خدمت می‌کنند. در این حالت، مانند ماینرها، پاداش‌هایی را دریافت می‌کنند که در توکن بومی شبکه دریافت می‌شود. برای ایجاد مسترنود در هر شبکه بلاکچین باید مقدار مشخصی از توکن بومی شبکه را به عنوان وثیقه در شبکه قرار دهید. این نوع گره باید در ۲۴ ساعت شبانه از هفت روز هفته آنلاین باشد.
Light Node یا نود سبک
این گره‌ها پس از محبوبیت استفاده از گره‌های آرشیوی، برای پردازش سریع و ساده تراکنش‌ها و فعالیت‌های روزانه طراحی شده‌اند. آنها فقط به داده‌های ضروری مجهز هستند و برای عملکرد به گره‌های کامل وابسته هستند، زیرا آنها بلاک چین کامل را دانلود نمی‌کنند. گره‌های سبک تنها با دانلود اطلاعات انتخابی در فضای ذخیره سازی صرفه جویی می کنندگره های سبک بدون گره‌های آرشیوی غیرقابل استفاده هستند.
Lightning Nodes یا نودهای لایتنینگ
برای مقابله با تراکم شبکه، گره‌های لایتنینگ تراکنش‌های خارج از زنجیره را خارج از شبکه انجام می‌دهند. پس از پردازش، تراکنش‌ها به بلاک چین اصلی اضافه می‌شوند. این راه‌حل، تبادلات آنی و کم‌هزینه را در حالی که بار شبکه را کاهش می‌دهد، انجام می‌دهد. گره‌های لایتنینگ با اتصال کاربران از داخل و خارج بلاکچین به تسهیل تراکنش‌های خارج از زنجیره کمک می‌کنند. معاملاتی که به این روش انجام می‌شود، سریع، ارزان و ایمن هستند. نود های لایتنینگ کمک زیادی به کاهش هزینه‌های استفاده از شبکه‌هایی مانند بیت کوین کرده‌اند.
چرا باید به راه اندازی یک گره یا نود فکر کنید؟
اجرای یک گره، در درجه اول، نقش کلیدی در حفظ عملکرد روان شبکه بلاکچین دارد. برخلاف ماینرها، همه نوع گره‌ها پاداش مالی دریافت نمی‌کنند. با این حال، این بدان معنا نیست که خود عمل مزیتی هم برای فرد و هم برای جامعه ندارد.
اول از همه، اجرای گره شخصی، سطح امنیت تراکنش‌هایتان را افزایش می‌دهد. این امر به شما کمک می‌کند تا استقلال بسیار بیشتری داشته باشید. هیچ الزامی برای درخواست تجدید نظر از خدمات یک سرویس شخص ثالث وجود ندارد. و البته، این به معنای کنترل بسیار بیشتر بر پول شما نسبت به سیستم مالی کلاسیک است. علاوه بر این، شما در حفظ امنیت شبکه بلاک چین کمک خواهید کرد. بیت کوین به سادگی بدون افرادی که این کار را انجام می‌دهند وجود نخواهد داشت. نه تنها این، بلکه شما قادر خواهید بود در فرآیند حکومتداری شرکت کنید.
این بدان معناست که شما در مورد به‌روزرسانی‌های سیستم می‌توانید تصمیم گیرنده باشید و در صورت فورک بلاکچین، شما مستحق دریافت مبلغی از رمزنگاری در شبکه جدید خواهید بود که با موجودی موجود شما مطابقت دارد. در نهایت، در حالی که ممکن است نیاز به بهبود دانش فنی خود داشته باشید، باید بدانید اجرای یک گره کاملاً مقرون به صرفه است.
برخلاف وظیفه ماینر کریپتو، هیچ الزامی برای ابررایانه‌های گران قیمت وجود ندارد. یک کامپیوتر مقرون به صرفه، یک اتصال اینترنتی قوی، و تمایل به یادگیری برخی از جنبه‌های فنی مورد نیاز است. قدرت محاسباتی تنها یک الزام برای انتشار کوین‌های جدید نیست. هر چه میزان توان محاسباتی بیشتر باشد، سطح امنیت شبکه بالاتر خواهد بود. این امر احتمال هک شبکه را خنثی می‌کند. همچنین با حفظ دیدگاه اصلی ساتوشی ناکاموتو برای یک شبکه واقعاً غیرمتمرکز عمل می‌کند.
جمع بندی
گره‌ها برای عملکرد یک شبکه بلاک چین بسیار مهم هستند زیرا یکپارچگی داده‌ها را تضمین می‌کنند. اکثر شبکه‌های بلاکچین از انگیزه‌های پولی مانند ماینینگ یا استیکینگ برای ایجاد انگیزه در کاربران برای کارکرد کامل گره‌ها استفاده می‌کنند. با این حال، صرف‌نظر از انگیزه‌ها، کاربران با راه اندازی گره‌ها آنها را در اختیار شبکه قرار می‌دهند زیرا به آینده یک پروژه اعتقاد دارند و می‌خواهند تا حد امکان به آن کمک کرده و آن را حفظ کنند. با این حال، به خاطر داشته باشید که اجرای یک گره کامل هزینه‌ها و خطراتی را به همراه دارد و در حالی که راهنمای آنلاین وجود دارد، برای افرادی که با بلاکچین و برنامه نویسی آشنا نیستند ممکن است بسیار پیچیده به نظر برسد.
