یکی از ویژگی های کلیدی که بلاک چین را به عنوان یک فناوری انقلابی مبتنی بر دفتر کل معرفی کرده است، توانایی شبکه برای عملکرد به صورت غیرمتمرکز است. در یک بلاک چین معمولی بدون مجوز عمومی، هیچ نقطه اختیاری یا یک سرور کلی وجود ندارد که اعمال بقیه شبکه را به آن دیکته کند. در عوض، شبکه‌های بلاک چین بر یک اجماع کلی تکیه می‌کنند که برای اعتبار و امنیت داده‌های نگهداری شده در شبکه بسیار مهم است. اجماع، الزام استانداردهایی است که هر بلوک در شبکه باید به آن پایبند باشد. این داده ها از طریق یک سری گره (Node) در شبکه نگهداری می شوند. در بلاک چین های محبوب مانند شبکه بیت کوین، معمولاً سه نوع گره در شبکه کار می کنند که عبارتند از: گره های کامل (Full Nodes)، گره های سبک (Light Nodes) و گره های ماینینگ (Mining Nodes). گره‌های کامل و سبک مسئولیت‌های مشابهی در نگهداری و حفظ امنیت بیشتر داده‌ها در یک شبکه دارند ولی گره‌های ماینینگ با ایجاد بلوک‌های جدید برای یک بلاک چین مرتبط هستند.
قبل از اینکه نقش گره‌ها را بررسی کنیم، مهم است بدانیم که بلاک چین اساساً یک دفتر کل باز تراکنش‌های داده است. هر کسی می تواند اطلاعات را مشاهده کند و انواع مختلف گره ها ممکن است به گسترش، نگهداری و/یا امنیت داده های نگهداری شده در شبکه کمک کنند. با کایاکوینکس همراه شوید تا بیشتر با گره ها و انواع آن آشنا شوید.
گره (Node) چیست؟
هر دستگاه متصل به بلاک چین را می توان به عنوان یک گره طبقه بندی کرد و نمونه هایی از آن عبارتند از: سرورها، رایانه ها، لپ تاپ ها، کیف پول های آنلاین یا دسکتاپ و تلفن های همراه. همه گره ها به نوعی به بلاک چین متصل هستند و به طور مداوم یکدیگر را با آخرین اطلاعات اضافه شده به بلاک چین، به روز می کنند. هر گره یک قسمت حیاتی برای زیرساخت یک بلاک چین محسوب می شود. آنها به عنوان ابزار اعتبار سنجی مضاعف برای دفتر عمل می کنند و به هر کسی اجازه می دهند تا تراکنش ها یا داده های انجام شده یا نگهداری شده در شبکه را به طور شفاف مشاهده کند. مزایای اصلی گره ها این است که اطمینان حاصل شود که داده های نگهداری شده در بلاک چین، معتبر، ایمن و قابل دسترسی برای طرف های مجاز است.
به عنوان مثال، یک کاربر 5 ETH دارد و می خواهد 2.5 ETH را به کیف پول دیگری منتقل کند. گره‌های کامل روی کیف پول ارسالی تأیید می‌کنند که کاربر، کوین هایی را برای ارسال در دسترس دارد. هنگامی که این مورد تأیید شد (توسط گره های کامل دریافت کننده)، ماینرها یک بلوک ایجاد می کنند و احتمالاً تراکنش را از طریق الگوریتم اثبات کار (PoW) تأیید می کنند.
نقش گره چیست؟
هدف گره ها حفظ قابلیت اطمینان داده های ذخیره شده در شبکه بلاک چین است. واقعیت این است که کل تاریخچه بلاک چین را می توان با یک گره کامل که آن را اجرا می کند ذخیره کرد. هر چه تعداد گره‌های بلاک چین بیشتر باشد، غیرمتمرکزتر شده و در نتیجه در برابر تهدیدهایی مانند خرابی سیستم یا قطع برق مقاوم‌تر می‌شود. هنگامی که تکه ای جدید از داده (بلوک) به یک بلاک چین اضافه می شود،یک گره، بلوک را به سایر گره های شبکه ارتباط می دهد. بر اساس اعتبار بلوک جدید و نوع گره، گره های کامل می توانند بلوک را رد یا قبول کنند. هنگامی که یک بلوک جدید توسط گره پذیرفته شد، اطلاعات در بالای بلوک های از قبل ایجاد شده، ذخیره می شود.
بنابراین نقش یک گره عبارتند از:
- اعتبارسنجی بلوک جدید
- ذخیره سازی تاریخچه تراکنش یک بلوک
- بروزرسانی گره های بلاک چین و حصول اطمینان از اینکه تمام گره های بلاک چین آخرین اطلاعات را در اختیار دارند
انواع مختلف گره ها (Node Types)
گره ها معمولاً به دو دسته تقسیم می شوند:
- گره های کامل (Full Nodes)
- گره های سبک (Light Nodes)
گره های کامل دربردارنده یک کپی از کل تاریخچه بلاک چین شامل تراکنش ها، برچسبهای زمانی (Timestamps) و تمام بلوک های ایجاد شده می باشند. به عنوان مثال، یک گره کامل بیت کوین، میزبان تمام اطلاعات مربوط به هر تراکنش از زمان شروع شبکه بیت کوین تا به امروز است. گره های سبک معمولاً کیف پول های دانلود شده هستند و به گره های کامل متصل می شوند تا اطلاعات ذخیره شده در بلاک چین را بیشتر تأیید کنند. اندازه آنها بسیار کوچکتر است و فقط اطلاعات مربوط به بخشی از تاریخچه بلاک چین را در اختیار دارند.
گره های کامل (Full Nodes)
یک گره کامل تمام اطلاعات ذخیره شده در یک بلاک چین را ذخیره کرده و مانند یک سرور اصلی در سراسر شبکه های بلاک چین غیرمتمرکز عمل می کند. هر بلوک در یک بلاک چین توسط تمام گره‌های آن شبکه، تأیید، اعتبارسنجی و ذخیره می‌شود. در شکل زیر می توانید مثالی از گره های کامل در بلاک چین غیرمتمرکز را مشاهده کنید.
در تصویر بالا، یک شبکه بلاک چین معمولی را مشاهده می کنیم که توسط شش گره کامل متصل شده است. هر گره کامل یک کپی از تمام تراکنش های بلاک چین را ذخیره می کند که به این معنی است که گره های کامل، دارای داده های بسیار حجیم هستند. به همین دلیل، به توان محاسباتی و انرژی پیشرفته تری نیاز دارند و در نتیجه گران هستند. تخمین زده می شود که شبکه بیت کوین بیش از ده هزار گره کامل عملیاتی دارد.
گره های کامل برای امنیت و اعتبار کلی یک شبکه بلاک چین ضروری به نظر می رسند و دارای مسئولیت های خاصی هستند که آنها را از انواع دیگر گره ها متمایز می کند. دو ویژگی متمایز کلیدی عبارتند از:
- اعتبارسنجی امضاها در هر تراکنش بلوکی: هنگامی که یک بلوک جدید به یک بلاک چین اضافه می شود، یک گره کامل هر امضای دیجیتال را برای اعتبار سنجی تراکنش بررسی می کند. امضای دیجیتال معمولاً کلید خصوصی است که فرستنده تراکنش برای تایید هر تراکنش از آن استفاده می کند.
- اجراکننده تصمیمات کلیدی قوانین اجماع: گره های کامل قدرت و اختیار تصمیم گیری برای رد تراکنش ها یا بلوک های جدید را دارند. دلایل رد تراکنش‌های تازه تشکیل‌شده می‌تواند شامل بلوک‌های با فرمت نادرست یا تکرار یک تراکنش (تراکنش‌های بالقوه جعلی) باشد.
گره‌های کامل اغلب توسط داوطلبان یا ذینفعان مرتبط اداره می‌شوند که گره‌های کاملی را برای تمرکززدایی بیشتر بلاک چین ها ایجاد می‌کنند. گره‌های کامل به کاربران اجازه می‌دهد تا تراکنش‌های دریافتی را به‌جای تکیه بر دیگران برای اعتبارسنجی آنها، تأیید کنند. بعید است کاربرانی که گره‌های کامل را روی بلاک چین‌های محبوب (مانند بیت‌کوین) کار می‌کنند، برای انجام این کار پاداش دریافت کنند (برخلاف گره‌های ماینر).
گره های سبک (Light Nodes)
گره‌های سبک هدفی مشابه با گره‌های کامل دارند، اما به‌جای نگه‌داشتن تاریخچه کامل یک بلاک چین، معمولاً هدر بلوک را نگه می‌دارند که به دنبال پشتیبانی و پرس‌وجو از اعتبار تراکنش‌های قبلی است. هدر بلوک خلاصه ای دقیق از یک بلوک خاص است و شامل اطلاعات مربوط به بلوک قبلی است که به آن متصل است. اطلاعات ذخیره شده در هدر بلوک عبارتند از: برچسب زمانی بلوک و یک شماره شناسایی منحصر به فرد (که به عنوان nonce نیز شناخته می شود).
همانطور که در شکل فوق مشاهده می کنیم گره های سبک به گره های کامل (که معمولاً به عنوان گره های والد آنها نامیده می شود) متصل می شوند و امکان دسترسی به گره های سبک برای تأیید تراکنش هایی که در یک بلوک خاص گنجانده شده اند را فراهم می کنند. برخلاف گره‌های کامل، گره‌های سبک نسخه‌ای از یک بلاک چین را به‌طور کامل ذخیره نمی‌کنند و برای ارائه داده‌های معتبر به آنها کاملاً به گره‌های کامل متکی هستند.
استفاده از گره های سبک از یک بلاک چین برای تمرکززدایی بیشتر و رشد شبکه پشتیبانی می کند. از آنجایی که گره های سبک داده های کمتری را نسبت به گره های کامل نگهداری و پردازش می کنند، به منابع بسیار کمتری برای نگهداری و اجرا نیاز دارند. این امر به شبکه بلاک چین اجازه می دهد تا در مقایسه با گره های کامل، پایدارتر رشد کند. نمونه هایی از گره های سبک شامل کیف پول های دسکتاپ یا آنلاین است.
گره های ماینینگ (Mining Nodes)
گره های ماینینگ گره هایی هستند که بلوک هایی را برای بلاک چین تولید می کنند. ممکن است با اصطلاح ماینر بیت کوین آشنا باشید. ماینرها به عنوان گره ها طبقه بندی می شوند. نقش این ماینرها تکمیل عملی مانند یافتن یک nonce است که برای مشکل فعلی شبکه (معمولاً از طریق استفاده مضاعف از تجهیزات رایانه ای با کارایی بالا) راضی کننده است. در پاسخ به حل مشکلات رمزنگاری، ماینر معمولاً از طریق صدور رمزارز یا توکن ها پاداش دریافت می کند.
گره های ماینینگ تنها مسئول ایجاد بلوک هایی برای افزودن به بلاک چین هستند، آنها برخلاف گره های کامل، مسئول نگهداری یا اعتبار بلوک های آینده نیستند. گره های ماینینگ به کاربران این فرصت را می دهند که با دیگران کار کنند و نرخ دریافت پاداش را در یک دوره زمانی افزایش دهند. شایان ذکر است که فرآیند ماینینگ انرژی زیادی مصرف می کند و ماینرها معمولاً هزینه های راه اندازی بالایی را در خرید برق مورد نیاز کامپیوتر متحمل می شوند. اگر می خواهید با فرایند ماینینگ و نحوه کسب درآمد از طریق آن آشنا شوید اینجا کلیک کنید.
تفاوت های کلیدی بین گره های ماینینگ و گره های کامل
هنگام بحث در مورد نقش گره های کامل، اشاره کردیم که کاربرانی که گره های کامل را اجرا می کنند، پاداشی دریافت نمی کنند. در عوض، آنها برای حفظ و تمرکززدایی بیشتر بلاک چین تشویق می شوند. این برای کاربرانی که استخراج می‌کنند متفاوت است و معمولاً از طریق توکن‌های بومی (مانند بیت کوین) پاداش دریافت می کنند.
یکی دیگر از تفاوت های کلیدی بین استخراج و اجرای یک گره کامل این است که یک ماینر برای شناسایی معیارها (اجماع) برای تراکنش های معتبر باید یک گره کامل را اجرا کند. بدون این اطلاعات، یک ماینر نمی‌تواند بلوک‌های صحیح را به شبکه اضافه کند و پاداش دریافت کند. از طرف دیگر، یک گره کامل نیازی به ماینر ندارد. یک دستگاه (مانند یک کامپیوتر یا سرور) توانایی ذخیره و دریافت داده ها را بدون امکان پیشنهاد بلوک های جدید دارد.
جمع بندی
در این مقاله نقش هایی را که انواع مختلف گره ها به عنوان بخشی از زیرساخت اصلی یک بلاک چین بازی می کنند، بررسی کرده ایم. گره ها توانایی اعتبارسنجی یک بلاک چین و پیروی از معیارهای سختگیرانه برای پیوستن به بلوک های جدید را دارند. گره ها برای تراکنش های ایمن و قابل اعتماد در بلاک چین، بسیار مهم هستند. جدول زیر ویژگی‌های اصلی انواع گره‌هایی را که مورد بحث قرار دادیم و ویژگی‌های کلیدی که آنها را به بخشی ضروری از شبکه بلاک چین تبدیل می‌کند، نشان می‌دهد.
