نود یا گره چیست؟

محبوبیت رمزارزهایی مانند بیت کوین هر روز بیش از قبل می‌شود و تبعا علاقه افراد برای فهمیدن نحوه عملکرد سیستم آن‌ها نیز بیشتر می‌شود. قطعا در هر کجای دنیا که باشید برای کسب سود از افزایش قیمت بیت کوین نیازی به فهم عملکرد بلاکچین ندارید، اما برخورداری از یک دانش ابتدایی در مورد مفاهیم مربوطه احتمالا کمک بزرگی به شما می‌کند. یکی از مفاهیم رایج در فناوری بلاکچین‌ها نود (Node) و آشنایی با انواع نود های بلاکچینی (Blockchain Node) است. با صرافی سیمیا همراه باشید.

نود بلاکچینی (BlockChain Node) چیست؟

نود (Node) یکی از مولفه‌های لازم برای اجرای عملکرد اکثر ارزهای دیجیتال رایج مانند بیت کوین (Bitcoin) و دوج کوین (Dogecoin) است. همچنین نودها به عنوان یک دفتر کل غیرمتمرکز یک بخش حیاتی از شبکه بلاکچین هستند و برای رصد و ردیابی تراکنش ارزهای دیجیتال استفاده می‌شوند.

کلمه نود منحصر به صنعت رمزنگاری نیست و معمولا در علوم دیگری هم استفاده می‌شود. در تعریف غیرتخصصی، نود یک نقطه تقاطع یا اتصال در یک شبکه مخابراتی است. همچنین نود را می‌توان به هر سیستم یا تجهیزات فیزیکی متصل به یک شبکه تعبیر کرد که می‌تواند وظایف خاصی مانند ایجاد، دریافت یا ارسال داده را در یک کانال ارتباطی انجام دهد.

در دنیای کرپتوکارنسی‌ها یک نود رایانه‌ای است که به یک شبکه ارز دیجیتال متصل می‌شود و وظایف مشخصی مانند تولید، دریافت و انتقال داده را انجام می‌دهد. با توجه به هر پروتکل ممکن است تعریف متفاوتی از نود ارائه شود. به طور مثال یک شبکه ثابت ممکن است متشکل از یک دستگاه فکس، سه دستگاه لپ‌تاپ و یک فایل سرور باشد. در این حالت شبکه پنج نود دارد که هر کدام مک آدرس (Address MAC) منحصر به خودشان را برای شناسایی دارند.

نقش نود ها در شبکه‌های بلاک چینی چیست؟

در ابتدا باید بدانیم که نود چیست. به طور کلی، به هر مشارکت کننده در شبکه یک کوین نود گفته می‌شود. نود انواع متفاوتی دارد؛ اما هر کدام از آنها دارای ویژگی یکسانی هستند؛ برای میزبانی کردن یک نود و یا اتصال به آن، سخت افزار خاصی مورد نیاز است.

فناوری بلاک چین ذاتا غیرمتمرکز است، که این عدم تمرکز یکی از ویژگی‌های مهم آن است و آن را تا این حد برای عموم جذاب کرده است. این فناوری بر اساس اصول شبکه همتا به همتا است. در اکثر چنین شبکه‌هایی، سرورهای اختصاصی وجود ندارند و تنها یک قدرت موجود نیست؛ بلکه اجماع در میان کاربران حکمفرماست. از آنجا که همه این موارد برای امنیت و بی‌عیبی شبکه حیاتی هستند، عضو شدن در یک جامعه ارز دیجیتال معین نه تنها مهیج است، بلکه دارای مسئولیت نیز هست.

به عنوان مثال، در بیت کوین دو نوع نود وجود دارد. نود کامل (Full Node) که کپی بلاک چین را ذخیره می‌کند و امنیت و صحت داده‌ها را بر روی بلاک چین با اعتبارسنجی داده‌ها تضمین می‌کند. نوع دوم نود سبک (Lightweight Node) است، که به هر کاربر مشارکت کننده گفته می‌شود. این کاربران به منظور همزمان شدن با وضعیت فعلی شبکه باید به یک نود کامل متصل شوند تا قادر به مشارکت باشند.

در واقع می‌توان گفت نود های بلاکچینی همان سرمایه‌گذاران (Stakeholdrs) و دستگاه‌های متعلق به آن‌ها است. این دستگاه‌ها مجاز به رصد و ردیابی دفتر کل توزیع‌شده هستند و برای انجام وظایف مختلف شبکه به عنوان هاب‌های ارتباطی عمل می‌کنند.

مسئولیت اصلی یک نود بلاکچینی تایید قانونی بودن هر دسته تراکنش جدید است که با عنوان بلاک‌ شناخته می‌شوند. به‌علاوه، تخصیص یک شناسه معتبر به هر نود در شبکه باعث شناسایی آسان یک نود از سایر نودها می‌شود.

یک بلاکچین مبتنی بر گواه اثبات کار (PoW) مانند بیت کوین (BTC) یا بلاکچین مونرو (XMR) دارای ماینرهایی است که وظایف آن‌ها به شرح زیر است:

• نودهای کامل (Full Node) باید تمام تراکنش‌های بلاکچین را در دستگاه‌های خود ذخیره کنند. این نودها مسئولیت اعتبارسنجی بلاک‌ها و تراکنش‌ها را بر عهده دارند.
• نودهای سبک (Lightweight Node) در این شبکه‌ها ابزارهای ذخیره‌سازی با حجم کم هستند؛ زیرا برای تایید تراکنش‌ها فقط باید هدر بلاک‌ها را تایید کنند.

عملکرد نود ها در شبکه چگونه است؟

زمانی که یک ماینر می‌خواهد بلاک جدیدی از تراکنش‌ها را به بلاکچین اضافه کند، یک بلاک تمام نودهای شبکه را منتشر می‌کند. ممکن است نودها بر اساس وضعیت قانونی بودن یک بلاک از لحاظ اعتبار امضاها و تراکنش‌ها این بلاک را قبول یا رد کنند. زمانی که یک نود بلاک جدیدی از تراکنش‌ها را قبول می‌کند، این بلاک را در صدر بلاک‌های موجود ذخیره می‌کند. به طور خلاصه، نودها وظایف زیر را انجام می‌دهند:

• نودها مشخص می‌کنند که آیا هر بلاک متشکل از تراکنش‌ها قانونی است یا خیر و مسئول رد یا پذیرش این بلاک هستند.
• نودها بلاک‌های تراکنش را ذخیره و تاریخچه تراکنش‌ها را نگهداری می‌کنند.
• در صورتی که برخی از نودها به همگام‌سازی با بلاکچین نیاز داشته باشند، تعدادی از نودها تاریخچه تراکنش‌ها را منتشر و به نودهای دیگر ارسال می‌کنند. به عبارت ساده‌تر نودها وظیفه به‌روز‌رسانی تاریخچه تراکنش‌ها را برعهده دارند.

اجماع در شبکه غیرمتمرکز

حتما تاکنون به این فکر کرده‌اید که اصطلاح اجماع در جهان کریپتو چیست. اصطلاح اجماع در فضای کریپتو به مجموعه قوانینی گفته می‌شود که یک شبکه بلاک چین بر مبنای آن عمل کرده و اعتبار اطلاعات نوشته شده در بلاک‌ها و یا کاری که انجام می‌شود را تایید می‌کند.

همچنان که قبلا گفته شد، ارزهای دیجیتال در یک شبکه غیرمتمرکز همتا به همتا فعالیت دارند. می‌توان تصور کرد که توافق بر سر موضوعی توسط گروه زیادی از افراد، منجر به پیچیدگی‌هایی می‌شود. در اینجاست که الگوریتم‌های اجماع وارد عمل می‌شوند، که رایج‌ترین آنها گواه اثبات کار (Proof of work) و گواه اثبات سهام (Proof of stake) هستند.

هر کدام از این الگوریتم‌ها را اگر برای یک کوین انتخاب کنیم، در یک عامل حیاتی مشترک هستند و آن اتکا بر نود های بلاک چینی کامل برای اجرای قوانین و اعتبار بخشیدن به تراکنش‌هاست. در حالی که اجماع باید توسط نوع معینی از نودها حاصل شود، زیبایی شبکه همتا به همتا در این است که هر کس می‌تواند به یک نود کامل تبدیل شود و بنابراین سطوح بالاتری از استقلال و عدم تمرکز فراهم می‌آید.

قبلا مثالی در مورد بیت کوین زده شد که کاربران قادرند کل بلاک چین را رایگان دانلود کنند و بلاک‌ها را اعتبارسنجی کنند؛ بنابراین همزمان که نسخه‌های بیشتر و بیشتری از دفتر کل ایجاد می‌شود و برای ارجاع مورد استفاده قرار می‌گیرد، امنیت هم افزایش پیدا می‌کند.

بیت کوین یکی از بالاترین سطوح غیرمتمرکزسازی را در مقایسه با EOS ارائه می‌دهد، که در مورد EOS برای تبدیل شدن به اعتبارسنج، لازم است از تعداد معینی از کاربران رای آورد و موقعیت‌های موجود محدود هستند. این امر راه را برای فساد و دستکاری در شبکه باز می‌کند.

رایج‌ترین تهدید برای بلاک چین حمله ۵۱ درصد است که در آن حالت، بیش از نصف قدرت شبکه در انحصار یک نهاد قرار می‌گیرد (ممکن است آن نهاد یک فرد و یا اجتماعی از کاربران باشد).

این نهاد مشخص می‌تواند قوانین اجماع را تغییر دهد و این منجر به انحصار می‌شود و هر فردی مجبور خواهد بود که از قوانین جدید تبعیت کند یا پروژه را رها کند.

در حالی که اجرای سخت گیرانه در عملکرد روزانه بلاک چین یک واقعیت است، اما برای تکامل شبکه لازم است که نظرات مختلف در میان اعضای جامعه به رای گذاشته شود و به این ترتیب موفقیت بلندمدت فراهم می‌شود.

نحوه ایمن سازی بلاکچین توسط نود ها

قابلیت در دسترس بودن یک نود بلاکچینی نیز یکی از شاخصه‌های طبقه‌بندی نودها است. به طور مثال یک نود آنلاین نودی است که باید همیشه و به صورت آنلاین، به‌روز‌رسانی‌ها را به سراسر شبکه ارسال کند.      

در طرف مقابل نودهای آفلاین (Offline Node) هر بار که به شبکه متصل می‌شوند باید آخرین نسخه دفتر کل را دانلود کنند تا با سایر نودها همگام شوند. به این فرایند همگام‌سازی با بلاکچین گفته می‌شود.

به طور بالقوه یک نود می‌تواند یک بلاکچین کامل را راه‌اندازی کند، اما از آنجایی که روی یک دستگاه‌ واحد قرار دارد در مقابل مواردی همچون قطع برق، هکرها و نقایص سیستمی آسیب‌پذیر است. هر چه یک بلاکچین نودهای کامل‌تری داشته باشد، در چنین اتفاقاتی عملکرد بهتر و مقاومت بیشتری نشان می‌دهد.

درصورتیکه داده در دستگاه‌های متعددی پراکنده باشد، آنوقت یک نود فاسد به سختی می‌تواند همه اطلاعات بلاکچین را یکباره از بین ببرد. حتی اگر تعداد قابل توجهی از نودها به خاطر یک فاجعه جهانی از دسترس خارج و آفلاین شوند، یک نود مجزا این پتانسیل را دارد که یک بلاکچین کامل را در حال اجرا نگه‌دارد.

اگر همه نودها از کار بیفتند، وجود تنها یک نود با کل تاریخچه بلاکچین کافی است تا از تمام داده‌ها نسخه پشتیبان بگیرد و دسترسی به داده‌ها را برگرداند.

مقایسه نود با ماینر (Node vs. Miner)

یک ماینر برای انتخاب تراکنش‌های قانونی و ایجاد یک بلاک جدید باید همیشه یک نود کامل را اجرا کند. از آنجایی که ماینر به کل تاریخچه بلاکچین دسترسی ندارد، بر اساس تاریخچه تراکنش فعلی بلاکچین نمی‌تواند تشخیص دهد که کدام یک از تراکنش‌ها قانونی هستند. به عبارت دیگر نمی‌تواند بفهمد که آیا کل موجودی‌های تراکنش‌ها برای انجام تراکنش‌های پیشنهادی کافی هستند یا خیر. در نتیجه یک ماینر همیشه یک نود کامل است.

از سوی دیگر لزومی وجود ندارد که نود یک ماینر باشد. یک دستگاه می‌تواند با دریافت، ذخیره و ارسال همه داده‌های تراکنش و بدون ایجاد بلاک‌های تراکنش جدید یک نود کامل را اجرا کند که این پروسه شبیه به عملکرد یک سرور است. در این سناریو دستگاه شبیه به یک نقطه عبور راهنما عمل می‌کند. یک ماینر هم همین کار را انجام می‌دهد با این تفاوت که سعی می‌کند بلاک‌های جدیدی از تراکنش‌ها را ایجاد کند.

انواع نود های بلاک چینی

به طور خلاصه دو نوع نود های بلاک چینی اصلی وجود دارد: نود کامل (Full Nodes) و نود سبک (Lightweight Nodes). نود های بلاک چینی کامل شامل یک کپی از تاریخچه بلاک چین هستند که شامل همه بلاک‌های ایجاد شده است.

نود های بلاک چینی سبک یا نودهای تایید پرداخت ساده که به اختصار SPV نامیده می‌شوند، همگی کیف پول‌هایی هستند که فقط هدر بلاک‌ها را دانلود می‌کنند و در فضای هارد درایو برای کاربران صرفه جویی می‌کنند. اجازه دهید زیرمجموعه‌های مختلف را به تفصیل مورد بحث قرار دهیم. نودهای بلاکچینی را می‌توان بر اساس عملکردهایشان در دسته‌های زیر طبقه‌بندی 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)

در ادامه به معرفی و بررسی انواع نودها می‌پردازیم:

نود های بلاک چینی کامل (Full Nodes)

نود های بلاک چینی کامل در یک شبکه متمرکز به عنوان سرور عمل می‌کنند. وظایف اصلی آنها شامل حفظ اجماع بین نود های بلاک چینی دیگر و تایید تراکنش‌هاست. آنها همچنین یک کپی از بلاک چین را ذخیره می‌کنند؛ بنابراین ایمن‌تر می‌شوند و عملکردهای سفارشی مانند ارسال آنی و تراکنش‌های خصوصی را مقدور می‌سازند.

زمانی که برای آینده یک شبکه تصمیم گیری می‌شود، این نود های بلاک چینی کامل هستند که در مورد پیشنهادها رای می‌دهند و اگر بیش از ۵۱ درصد آنها توافق نکنند، پیشنهاد اجرا نخواهد شد.

در بعضی از موارد این امر می تواند منجر به هارد فورک شود که در آن، جامعه نمی‌توانند بر روی تغییر معینی توافق کنند و بنابراین راه خود را از هم جدا می‌کنند و دو زنجیره را ایجاد می‌کنند. معروف‌ترین مثال از این اتفاق همان فورک بیت کوین کش است.

این نهاد مشخص می‌تواند قوانین اجماع را تغییر دهد و این منجر به انحصار می‌شود و هر فردی مجبور خواهد بود که از قوانین جدید تبعیت کند یا پروژه را رها کند.

در حالی که اجرای سخت گیرانه در عملکرد روزانه بلاک چین یک واقعیت است، اما برای تکامل شبکه لازم است که نظرات مختلف در میان اعضای جامعه به رای گذاشته شود و به این ترتیب موفقیت بلندمدت فراهم می‌شود.

نحوه ایمن سازی بلاکچین توسط نودها

قابلیت در دسترس بودن یک نود بلاکچینی نیز یکی از شاخصه‌های طبقه‌بندی نودها است. به طور مثال یک نود آنلاین نودی است که باید همیشه و به صورت آنلاین، به‌روز‌رسانی‌ها را به سراسر شبکه ارسال کند.      

در طرف مقابل نود های آفلاین (Offline Node) هر بار که به شبکه متصل می‌شوند باید آخرین نسخه دفتر کل را دانلود کنند تا با سایر نودها همگام شوند. به این فرایند همگام‌سازی با بلاکچین گفته می‌شود.

به طور بالقوه یک نود می‌تواند یک بلاکچین کامل را راه‌اندازی کند، اما از آنجایی که روی یک دستگاه‌ واحد قرار دارد در مقابل مواردی همچون قطع برق، هکرها و نقایص سیستمی آسیب‌پذیر است. هر چه یک بلاکچین نودهای کامل‌تری داشته باشد، در چنین اتفاقاتی عملکرد بهتر و مقاومت بیشتری نشان می‌دهد.

درصورتیکه داده در دستگاه‌های متعددی پراکنده باشد، آنوقت یک نود فاسد به سختی می‌تواند همه اطلاعات بلاکچین را یکباره از بین ببرد. حتی اگر تعداد قابل توجهی از نودها به خاطر یک فاجعه جهانی از دسترس خارج و آفلاین شوند، یک نود مجزا این پتانسیل را دارد که یک بلاکچین کامل را در حال اجرا نگه‌دارد.

اگر همه نودها از کار بیفتند، وجود تنها یک نود با کل تاریخچه بلاکچین کافی است تا از تمام داده‌ها نسخه پشتیبان بگیرد و دسترسی به داده‌ها را برگرداند.

مقایسه نود با ماینر (Node vs. Miner)

یک ماینر برای انتخاب تراکنش‌های قانونی و ایجاد یک بلاک جدید باید همیشه یک نود کامل را اجرا کند. از آنجایی که ماینر به کل تاریخچه بلاکچین دسترسی ندارد، بر اساس تاریخچه تراکنش فعلی بلاکچین نمی‌تواند تشخیص دهد که کدام یک از تراکنش‌ها قانونی هستند. به عبارت دیگر نمی‌تواند بفهمد که آیا کل موجودی‌های تراکنش‌ها برای انجام تراکنش‌های پیشنهادی کافی هستند یا خیر. در نتیجه یک ماینر همیشه یک نود کامل است.

از سوی دیگر لزومی وجود ندارد که نود یک ماینر باشد. یک دستگاه می‌تواند با دریافت، ذخیره و ارسال همه داده‌های تراکنش و بدون ایجاد بلاک‌های تراکنش جدید یک نود کامل را اجرا کند که این پروسه شبیه به عملکرد یک سرور است. در این سناریو دستگاه شبیه به یک نقطه عبور راهنما عمل می‌کند. یک ماینر هم همین کار را انجام می‌دهد با این تفاوت که سعی می‌کند بلاک‌های جدیدی از تراکنش‌ها را ایجاد کند.

انواع نود های بلاک چینی

به طور خلاصه دو نوع نود های بلاک چینی اصلی وجود دارد: نود کامل (Full Nodes) و نود سبک (Lightweight Nodes). نود های بلاک چینی کامل شامل یک کپی از تاریخچه بلاک چین هستند که شامل همه بلاک‌های ایجاد شده است.

نود های بلاک چینی سبک یا نودهای تایید پرداخت ساده که به اختصار SPV نامیده می‌شوند، همگی کیف پول‌هایی هستند که فقط هدر بلاک‌ها را دانلود می‌کنند و در فضای هارد درایو برای کاربران صرفه جویی می‌کنند. اجازه دهید زیرمجموعه‌های مختلف را به تفصیل مورد بحث قرار دهیم. نودهای بلاکچینی را می‌توان بر اساس عملکردهایشان در دسته‌های زیر طبقه‌بندی 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)

در ادامه به معرفی و بررسی انواع نودها می‌پردازیم:

نود های بلاک چینی کامل (Full Nodes)

نود های بلاک چینی کامل در یک شبکه متمرکز به عنوان سرور عمل می‌کنند. وظایف اصلی آنها شامل حفظ اجماع بین نود های بلاک چینی دیگر و تایید تراکنش‌هاست. آنها همچنین یک کپی از بلاک چین را ذخیره می‌کنند؛ بنابراین ایمن‌تر می‌شوند و عملکردهای سفارشی مانند ارسال آنی و تراکنش‌های خصوصی را مقدور می‌سازند.

زمانی که برای آینده یک شبکه تصمیم گیری می‌شود، این نود های بلاک چینی کامل هستند که در مورد پیشنهادها رای می‌دهند و اگر بیش از ۵۱ درصد آنها توافق نکنند، پیشنهاد اجرا نخواهد شد.

در بعضی از موارد این امر می تواند منجر به هارد فورک شود که در آن، جامعه نمی‌توانند بر روی تغییر معینی توافق کنند و بنابراین راه خود را از هم جدا می‌کنند و دو زنجیره را ایجاد می‌کنند. معروف‌ترین مثال از این اتفاق همان فورک بیت کوین کش است.

نود های بلاک چینی تعدیل یافته (Pruned Full Nodes)

یکی از انواع نود کامل است. ویژگی خاصی که در اینجا مطرح است، این است که این نود دانلود بلاک‌ها را از ابتدا شروع می‌کند و زمانی که به محدوده مشخصی برسد، قدیمی‌ترین بلاک‌ها را حذف می‌کند و فقط هدرها و موقعیت زنجیره را باقی می‌گذارد.

به عنوان مثال اگر محدوده اندازه ۵۵۰ مگابایت تعیین شود، همه بلاک‌های اخیر که می‌توانند با فضای هارد درایو متناسب شوند، ذخیره خواهند شد؛ اما به منظور دستیابی به چنین حالتی، باید اول تمام بلاک چین مورد بررسی قرار بگیرد تا همه بلاک‌های قبلی اعتبارسنجی شوند. نود های بلاک چینی تعدیل یافته، به عنوان نود کامل تلقی می‌شوند؛ بنابراین می‌توانند تراکنش‌ها را تایید کنند و در اجماع درگیر شوند.

نود کامل آرشیوی (Archival Full Nodes)

اکثر مردم وقتی از نود کامل صحبت می‌کنند، همین نودهای کامل آرشیوی مد نظرشان است. آنها یک سرور را تجسم می‌کنند که میزبان کل بلاک چین در پایگاه داده‌اش است.

همانطور که قبلا گفته شد، وظیفه اصلی نود کامل، حفظ اجماع و اعتبارسنجی بلاک‌هاست. تفاوت نود تعدیل یافته و نود آرشیوی، به مقدار فضایی بر می‌گردد که از هارد درایو سرور یا کامپیوتر شخصی شما اشغال می‌کنند. نود های بلاک چینی آرشیوی را می‌توان به چندین زیرمجموعه تقسیم کرد؛ نودهایی که می‌توانند بلاک‌ها را به بلاک چین اضافه کنند و نودهایی که قادر به انجام این کار نیستند.

نود های بلاک چینی که می‌توانند بلاک اضافه کنند

اجازه دهید با پوشش دادن مشارکت کنندگان اصلی در بلاک چین شروع کنیم، یعنی نود های بلاک چینی که می‌توانند به آن بلاک اضافه کنند. آنها بستگی به قوانین اجماعی دارند که در حال اجراست و حداقل یک نود کامل آرشیوی برای عملکرد لازم دارند.

نود های استخراج (Mining Nodes)

ماینرها در واقع نود های بلاک چینی هستند که هدفشان اثبات به پایان رساندن کار مورد نیاز برای ایجاد یک بلاک است و این ماینرها می‌توانند نود کامل و یا نود سبک باشند. به همین خاطر است که این اجماع گواه اثبات کار (POW) نامیده می‌شود. همانطور که قبلا اشاره شد، ماینرها یا باید خودشان نود کامل آرشیوی باشند و یا داده‌ها را از نود های بلاک چینی کامل دیگر بر روی شبکه دریافت کنند تا وضعیت کنونی بلاک چین و پارامترهای لازم برای بلاک بعدی را بدانند.

مشارکت کنندگان در این فرآیند، مولفه‌های سخت افزاری مانند CPU، کارت گرافیک یا دستگاه ASIC را مورد استفاده قرار می‌دهند تا یک مساله رمزنگاری را حل کنند. اولین فردی که این وظیفه را تکمیل کند، نتایج را به شبکه گزارش می‌دهد و بنابراین می‌تواند توسط نود های بلاک چینی کامل تایید شود؛ زمانی که اجماع صورت گرفت، فرد مذکور این حق را خواهد داشت که یک بلاک به بلاک چین موجود اضافه کند. در عوض این کار، به ماینرها یک پاداش از پیش مشخصی داده می‌شود و کارمزد تراکنش برای آن بلاک از آنها اخذ نمی‌شود.

این مقدار پاداش تعیین شده کوین بیس (coinbase) یا یک تراکنش coinbase نامیده می‌شود. در نظر داشته باشید که این اولین تراکنش بلاک است و بدون کارمزد است؛ زیرا خود ماینر آن را خلق کرده و در آن درگیر شده است.

سرمایه گذاران (stakers) یا نود های بلاک چینی سرمایه گذار (staking nodes)

این نوع سرمایه گذاری را می‌توان با داشتن سپرده پول کلاسیک سنتی مقایسه کرد. در این حالت، فرد کوین می‌خرد و آنها را نگه می‌دارد. این فرد در عوض، مقداری سود به عنوان پاداش دریافت می‌کند.

اگرچه مکانیسم گواه اثبات سهام (POS) سناریوهای مختلفی دارد، اما ویژگی اساسی این مکانیزم این است که به دست آوردن پول را می‌توان با شرکت کردن در یک قرعه کشی مقایسه کرد. این نوع سرمایه گذاری یک نوع بازی شانسی است که موانع کمی برای ورود به آن موجود است، اما در مقایسه با ماینینگ، قطعیت کمتری دارد و گاها نیز گیج کننده است.

هدف نهایی این است که بر اساس یک سری قوانین از پیش تعیین شده و تا حدودی نیز بر اساس شانس، تعیین شود که چه کسی بلاک بعدی را ایجاد خواهد کرد و پاداش دریافت می‌کند.

عواملی که شانس فرد را برای دریافت پاداش بالا می‌برند، شامل سن کوین (مدت زمانی که فرد مالک کوین‌ها بوده است)، تعداد کوین‌هایی که فرد دارد و نسبت این کوین‌ها با کوین‌های موجود در شبکه می‌شوند.

در این نوع سرمایه گذاری (staking)، احتیاج به ماشین آلات گران قیمت نیست؛ بلکه فرد باید تنها کیف پول کریپتوی خود را همیشه باز نگه دارد، که این کار با ابزاری مانند Raspberry Pi نیز می‌تواند انجام گیرد. برای این که قادر به سرمایه گذاری باشید، لازم است که به یک نود آرشیوی کامل تبدیل شوید؛ یعنی کیف پول هسته کوین مورد نظر را دانلود کنید و کل بلاک چین را بر روی ابزارتان نگه دارید.

نود های بلاک چینی مرجع (Authority Nodes)

همگی نود های بلاک چینی که تا این لحظه مورد بررسی قرار گرفته‌اند، قادرند به یک شبکه ملحق شوند و وظایفشان را بدون این که از کسی اجازه بگیرند، انجام دهند. این ماهیت غیرمتمرکز، اساس بلاک چین است.

متاسفانه چند اشکال به نسبت این رویکرد وجود دارد و راه حل رفع کردن این اشکالات، استفاده از سطوحی از تمرکز است، تا بتوان به مزایایی مانند افزایش سرعت دست یافت. در این حالت، الگوریتم‌های اجماع شامل گواه اثبات سهام نیابتی (DPos)، تحمل خطای بیزانس عملی (PBFT)، گواه اثبات اعتبار (Proof of Authority) و غیره هستند.

شبکه‌هایی که از چنین الگوریتم‌هایی استفاده می‌کنند، لازم است که یک مقدار ثابت از نود های بلاک چینی مرجع را تعیین کنند. این که این نودها چه تعداد باشند و یا چه کسانی باشند، با رای گیری توسط اجتماع تعیین می‌شود و یا تیم توسعه آن را تعریف می‌کند.

وظیفه این نود های بلاک چینی مانند نودهای کامل است؛ که به ایجاد و اعتبارسنجی بلاک‌ها بپردازند، در حالی که همزمان با این کار، اطلاعات را نیز به کاربران داخل شبکه برسانند.

همه مشارکت کنندگانی که به عنوان نود مرجع تعیین نشده‌اند، به مدیریت نود های بلاک چینی سبک خواهند پرداخت که این نودها برای توانایی عملکرد بر روی بلاک چین متکی بر داده‌های گزارش شده هستند.

سوپر نودها (Super Nodes)

سوپرها نودهای طبقه‌ای کمتر شناخته شده در دنیای بلاکچین‌ها هستند. این دسته از نودها برای برخی امور تخصصی طراحی‌شده‌اند. به طور مثال یک بلاکچین می‌تواند از سوپرنودها برای حفظ مقررات شبکه یا اجرای یک به‌روز‌رسانی استفاده کند.  

مسترنودها (Masternodes)

مسترنودها در مقایسه با نود های بلاک چینی کامل، خود قادر به اضافه کردن بلاک‌ها به بلاک چین نیستند؛ تنها هدف آنها این است که سابقه‌ای از تراکنش‌ها را نگه دارند و آنها را اعتبارسنجی کنند. این افراد چه ماینر باشند و چه سرمایه‌گذار، کسانی هستند که بلاک‌ها را بر روی بلاک چین می‌نویسند.

به طور کلی مستر نودها نسبت به نودها معمولی قوی‌تر هستند. این دسته از نودها علاوه بر وظایفی همچون اعتبارسنجی، نگهداری و ارسال تراکنش‌ها ممکن است بر حسب ماهیت خود به رویدادهای دیگر بلاکچین از قبیل مدیریت رویدادهای رای‌گیری، اجرای پروتکل و اعمال قوانین بلاکچین مربوطه کمک کنند.

مسترنودها معمولا همیشه (هر ۲۴ ساعت و هر روز هفته) در دسترس هستند و نسبت به نودهای معمولی حافظه رم (RAM) بیشتری دارند. ممکن است یک مستر نود با یک سرور بسیار بزرگ قیاس شود. از آنجایی که هاست (میزبانی) یک مستر نود به منابع بسیار زیادی (انرژی، زمان اجرا، عملیات نگهداری و تعمیر، فضای ذخیره‌سازی و حافظه) نیاز دارد، معمولا استقبال چندانی از آن نمی‌شود.

یک مزیت دیگر مسترنود این است که فرد نه تنها به ایمن کردن شبکه کمک می‌کند، بلکه برای سرویس‌هایی که ارائه می‌دهد، مقداری پاداش نیز دریافت می‌کند. برای ایجاد یک مسترنود لازم است که فرد مقداری وجه را به عنوان وثیقه نگه دارد. این فرد باید همیشه آنلاین باشد و بهتر است بر روی یک سرور خصوصی مجازی (VPS) کار میزبانی خود را انجام دهد.

نود سبک (Light Node)

دومین نوع رایج نود در بلاکچین، Light Node است. هدف این نودها انطباق سریع‌تر تراکنش‌ها و فعالیت‌های روزمره است. به همین دلیل نودهای سبک با نام نودهای تایید ساده پرداخت (SPV) شناخته می‌شوند. طراحی این نودها به گونه‌ای است که به جای دانلود و ذخیره کل بلاکچین فقط اطلاعات لازم مانند هدربلاک‌ها را ذخیره می‌کنند. در نتیجه در زمان و فضای ذخیره‌سازی کاربر صرفه‌جویی می‌شود.

این نوع نودها که متکی بر نود های بلاک چینی کامل هستند، تا اطلاعات ضروری را دریافت کنند، با بلاک چین ارتباط برقرار می‌کنند. از آنجا که این نود های بلاک چینی یک کپی از زنجیره را ذخیره نمی‌کنند، فقط به جستجوی وضعیت فعلی می‌پردازند تا بدانند که کدام بلاک آخری است و سپس تراکنش‌ها را برای پردازش انتقال می‌دهند. با در نظر گرفتن موارد بیان شده، واضح است که نود SPV به منابع زیادی نیاز ندارد؛ اما امنیت را فدای راحتی و سهولت می‌کند.

نود های بلاک چینی لایتنینگ (Lightning Nodes)

نود های بلاک چینی لایتنینگ مفهوم خیلی جالبی است؛ آنها نه موانع نود های بلاک چینی کامل را دارند و نه موانع نود های بلاک چینی سبک را.

ایده زیربنای آنها، ایجاد یک ارتباط بین کاربران در خارج از بلاک چین است. با این شیوه، بار روی شبکه تقلیل می‌یابد، زمان انتقال به طور برجسته‌ای کم می‌شود و قابلیت استفاده از کوین‌ها افزایش پیدا می‌کند. در شبکه لاتنینگ کارمزد تراکنش‌ها بسیار پایین است و به طور کلی تقریبا معادل ۱۰ تا ۲۰ ساتوشی است.

شیوه کار آن به این صورت است که یک کانال پرداختی مجزا بین طرفین باز می‌کند. به عنوان مثال، یک مغازه شیرینی‌پزی و فردی به نام باب را در نظر بگیرید. باب و این مغازه یک جعبه امن برای نگهداری پول‌ها را درست می‌کنند (آدرس چند امضایی) و هر دوی آنها کلید این جعبه را دارند.

باب پول خود را در آن جعبه قرار می‌دهد و از آن برای خرید شیرینی از مغازه استفاده می‌کند. هر تراکنش توسط طرفین مورد توافق قرار می‌گیرد و به صورت فوری انجام می‌شود؛ زمانی که او به اندازه کافی شیرینی خریده باشد و یا پولش تمام شده باشد، او یا مغازه می‌توانند به این ارتباط خاتمه دهند. شبکه لایتنینگ هم مانند این مثال عمل می‌کند.

در این شیوه، به جای انتظار برای تایید هر تراکنش و پر کردن شبکه با داده‌های اضافی، طرفین می‌توانند با همدیگر معامله کنند و بار بلاک چین را کم کنند. علاوه بر این، اگر فرد دیگری بخواهد که با همان طرف معامله کند، شبکه لایتنینگ در جستجوی مسیری با کمترین تعداد واسطه و پایین‌ترین کارمزدهای انتقال است؛ بنابراین زمان انتظار کاهش پیدا می‌کند.

بعد از فورک چه اتفاقی برای یک نود خواهد افتاد؟

تا اینجا با انواع نود های بلاک چینی و عملکرد آنها آشنا شدیم. حال باید بدانیم که این نود های بلاک چینی چگونه به اجماع و فورک‌ها مربوط می‌شوند.

قبلا بیان شد که اگر حداقل توافق ۵۱ درصد بین نود های بلاک چینی کامل ایجاد نشود، تغییر پیشنهادی شبکه رد خواهد شد؛ اما اگر هنوز افراد زیادی از جامعه آن کوین بخواهند که تغییر پیشنهادی را بپذیرند، چه اتفاقی روی خواهد داد؟ در اینجاست که فورک‌ها مطرح می‌شوند.

در این حالت، یک توسعه دهنده تصمیم به ایجاد کلاینت جدیدی می‌گیرد که از کد منبع کوین استفاده می‌کند و تغییر پیشنهادی را اعمال می‌کند. کاربرانی که مایلند در آن مسیر پیش بروند، نسخه جدید را دانلود می‌کنند و تصمیم می‌گیرند که از زنجیره فورک یافته پشتیبانی کنند.

هارد فورک (Hard Fork)

به طور خلاصه، هارد فورک تغییری در الگوریتم اجماع شبکه است. هر گونه تغییری که با نسخه قبلی کلاینت سازگار نباشد، هارد فورک نامیده می‌شود.

فورک کردن چیست؟‌ همه چیز درباره هاردفورک و سافت فورک

وقتی که پارامترهای اجماع در اثر هارد فورک تغییر کنند، احتمال تغییر پاداش بلاک، زمان بلاک، انتقال از گواه اثبات کار به گواه اثبات سهام، پیاده سازی مسترنودها و غیره می‌رود.

زمانی که هارد فورک راه اندازی شد، هر نود در شبکه که خودش را با نسخه جدید نرم افزار آپدیت نکرده باشد، از طریق اجماع رد خواهد شد. معمولا به همین دلیل است که توسعه دهنده‌ها و جامعه‌ها از تغییرات عمده اجتناب می‌کنند؛ زیرا افرادی از قافله خارج خواهند شد و مرحله انتقال ممکن است امنیت شبکه را به خطر بیاندازد.

سافت فورک (Soft Fork)

روش دیگری برای معرفی تغییرات به شبکه، سافت فورک است. در این حالت بر عکس هارد فورک، قانونی اجباری برای کاربران موجود نیست که نود های بلاک چینی خود را به روز رسانی کنند.

یک مثال از سافت فورک، اضافه کردن ویژگی سگویت یا Segregated Witness به بیت کوین است. تا به امروز، تراکنش‌ها بر روی شبکه بیت کوین، چه با حضور این ویژگی و چه بدون حضور آن قابل انجام است.

زمانی که ۹۵ درصد از کلاینت‌های شبکه به نسخه پشتیبان SegWit به روز رسانی شوند، اجماع به طور خودکار تغییر می‌کند و تراکنش‌های قدیمی فاقد آن را رد خواهد کرد. در این حالت، انتقال نرم‌تر است و کاربران را مجبور نمی‌کند که فورا به روز رسانی انجام دهند.

سرورهای خصوصی مجازی (VPS) و کاربرد آنها در نود های بلاک چینی

استفاده از VPS بستگی به نظر خودتان دارد. اگر تصمیم دارید که یک مسترنود را مدیریت کنید یا یک نود لایتنینگ و یا نود سرمایه گذاری را مدیریت کنید، VPS می‌تواند سودمند باشد؛ زیرا کارمزد کمی را در عوض محافظت در برابر حملات DDoS پرداخت می‌کنید. در این حالت لازم نیست هیچ سخت افزار خاصی داشته باشید و یا در مورد قابلیت‌های پهنای باندتان نگرانی داشته باشید.

از طرف دیگر، در صورتی که اقدامات امنیتی کامل را به عمل نیاورید، با ریسک هک شدن سرور و دزدیده شدن وجوه خود مواجه خواهید شد که البته این زمانی اتفاق می‌افتد که کوین‌های خود را در آن کیف پول‌ها نگه داشته باشید.

این‌ها مواردی کلی هستند و برای تصمیم در مورد استفاده و یا عدم استفاده از VPS باید بیشتر تحقیق کنید.

پرسش و پاسخ (FAQ)

• آیا مسترنود از نود کامل بهتر است؟
  مسترنودها و نود های بلاک چینی کامل همانطور که در مقاله نیز بحث شد، عملکرد مشابهی دارند. اگر هدف شما کسب سود است، راه اندازی مسترنود مناسب شماست.
• آیا می‌توان از میزبانی یک نود بلاک چینی سود کرد؟
  بله، اما بستگی به نوع نود دارد. در مورد مسترنودها، به شما در عوض سرویس‌هایتان پول پرداخت می‌شود؛ اما باید به سرمایه اولیه‌ای که برای ایجاد مسترنود لازم دارید نیز توجه کنید. گزینه دیگری برای کسب سود، نود سرمایه گذاری است که برای شما یک درآمد خودکار به همراه خواهد داشت.
• چرا باید یک نود کامل را میزبانی کرد؟
  اگر شما مشتاق به پشتیبانی از شبکه یک کوین خاص هستید و یا صرفا برای دریافت اطلاعات خود مایل نیستید که متکی بر یک نود کامل باشید، شما می‌توانید نود کامل خود را میزبانی کنید و یک کپی از بلاک چین را ذخیره کنید. اگرچه این کار ایمن‌تر است، اما زمان بیشتری نیز می‌گیرد.
• بر روی یک ابزار مجزا چه تعداد نود را می توان مدیریت کرد؟
  بستگی به قابلیت‌های سخت افزار شما دارد؛ ممکن است تنها یک نمونه از کیف پول به طور همزمان مدیریت شود که در این حالت لازم است از ماشین‌های مجازی (virtual machines) استفاده کنید. اگر تصمیم به استفاده از VPS بگیرید، باید مطمئن شوید که بیش از ۸۰ تا ۸۵ درصد منابع موجود را مورد استفاده قرار ندهید؛ چون ممکن است با حذف، محدودیت و اقدامات دیگری از جانب فراهم کننده VPS مواجه شوید.

جمع‌ بندی

نقش نود های بلاکچینی معادل نقش سرورها در فضای اینترنت است. درک مفهوم و چگونگی عملکرد انواع نود های بلاکچینی برای یک توسعه‌دهنده یا کسب‌وکارها اهمیت ویژه‌ای دارد. شرکت‌ها می‌توانند با استفاده از این دانش برنامه‌های غیرمتمرکز و مقرون به‌صرفه‌ای را در یک بلاکچین بسازند. به علاوه، نودها باعث می‌شوند تمام شرکت‌کنندگان در یک شبکه بلاکچین صادقانه عمل کنند و یکپارچگی داده‌ها تضمین شود. گرچه بسیاری از شبکه‌ها با استفاده از انگیزه‌های پولی کاربران را به اجرای نود کامل تشویق می‌کنند؛ اما برخی دیگر نیز با اعتقاد به آینده درخشان پروژه در اجرای نود شبکه شرکت می‌کنند.