نود در بلاکچین چیست؟ معرفی کامل نودهای بلاکچینی و انواع آن

در گذشته که خبری از پلیس و سایر نیروهای تأمین کننده امنیت نبود، مردم شخصا مسئولیت این کار را بر عهده می‌گرفتند. به عنوان مثال در یک منطقه مردم به صورت دوره‌ای وظیفه تأمین امنیت را بر عهده می‌گرفتند. به این ترتیب فعالیت‌ها با کمک خود مردم انجام می‌شد. شاید بپرسید که ربط این مثال با مفهوم نود در ارز دیجیتال چیست؟ در پاسخ باید بگوییم که نودها یا گره‌ها در واقع بخشی از اعضای جامعه ارزهای دیجیتال هستند که وظیفه تأمین امنیت و تأیید تراکنش‌ها در شبکه را بر عهده دارند. در این مقاله قصد داریم تا درباره انواع Blockchain Nodes به بحث و بررسی بپردازیم. تا پایان با ما همراه باشید.

نود در ارز دیجیتال چیست؟

مهم‌ترین شاخصه فناوری بلاک‌چین چیست؟ اگر این سؤال را از کارشناسان متخصص در حوزه بلاک‌چین بپرسید، بدون تردید اکثر قریب به اتفاق آن‌ها در پاسخ به شما از مفهوم غیرمتمرکز بودن یاد خواهند کرد. به زبان ساده منظور از غیر متمرکز بودن آن است که زیر نظر هیچ سازمان و نهادی اداره نمی‌شود. بنابراین از پی این جمله سؤالات دیگری به وجود می‌آید؛ چرخه فعالیت‌ها در شبکه بلاک‌چین چگونه مدیریت می‌شود؟ امنیت داده‌ها و سرمایه کاربران به چه صورت تأمین می‌شود؟

اینجاست که پای مفهوم مهمی به نام گره در رمز ارزها به میان می‌آید. در هر شبکه بلاک‌چین تعدادی نود وجود دارد. البته نودها انواع مختلفی دارند که هر کدام نقش خاصی را نیز ایفا می‌کنند. با این وجود در حالت کلی نودها مسئولیت تأمین امنیت شبکه و تأیید تراکنش‌ها را بر عهده دارند. برای این منظور در هر شبکه سخت‌افزار خاصی تعریف می‌شود. هر یک از کاربران که مایل هستند به عنوان نود در شبکه بلاک‌چین فعالیت کند، باید سخت افزار مورد نظر را تدارک ببیند.

به این ترتیب یک نسخه کپی از تمام داده‌های شبکه بلاک‌چین در اختیار هر یک از نودها قرار می‌گیرد. نودها نیز ضمن ثبت و ضبط داده‌ها، کلیه اطلاعات را در اختیار اعضای جامعه رمز ارزها قرار می‌دهند. یک تراکنش در شبکه بلاک‌چین زمانی تأیید می‌شود که توسط نودها ثبت و ضبط شود. بنابراین یکی از اصلی‌ترین پایه‌های زیربنای بلاک‌چین را مفهومی به نام گره یا نود تشکیل می‌دهد. هر یک از گره‌ها در شبکه بلاک‌چین با برخورداری از شناسه منحصربه‌فرد از سایرین متمایز می‌گردد.

انواع نود در ارز دیجیتال چیست؟

تا به اینجا بررسی کردیم که نود در ارز دیجیتال چیست و چه وظایفی را بر عهده دارد. همان طور که در بالا اشاره کردیم، نودها در یک دسته خلاصه نمی‌شوند. بلکه دو دسته اصلی از گره‌ها در بلاک‌چین وجود دارد که هر یک از آن‌ها دارای زیرمجموعه‌هایی نیز هستند. در تصویر زیر شمای کلی از انواع نود در ارز دیجیتال قابل مشاهده است:

با توجه به دسته‌بندی که در بالا از نودها ارائه کردیم، در ادامه به تشریح هر یک از آن‌ها می‌پردازیم.

۱. گره‌های کامل (Full Nodes)

گره ‌های کامل که اصطلاحا با نام فول نود نیز شناخته می‌شوند، نقش سرور را برای یک شبکه بلاک‌چین غیر متمرکز ایفا می‌کنند. این گره‌ها ارتباط بین سایر انواع نودها را شکل می‌دهند و ضمن تأمین امنیت شبکه، کار تأیید تراکنش‌ها را نیز بر عهده دارند. یک نسخه از تمام داده‌های موجود در شبکه بلاک‌چین کپی شده و در اختیار هر یک از نودها کامل قرار می‌گیرد.

بسیاری از تصمیمات در شبکه بلاک‌چین به صورت غیرمتمرکز و از مجرای رأی‌گیری اتخاذ می‌شوند. گره‌های کامل در رأی‌گیری‌ها نقش تعیین کننده‌ای دارند. معمولا از اگر بیش از ۵۱ درصد از نودها موافق تصمیمی نباشند، هیچ‌گاه تصویب نمی‌شود. نمونه‌ای از این اتفاق در هاردفورک بیت کوین رخ داد. به دلیل عدم موافقت نودها با تغییرات ناشی از هاردفورک، شبکه‌ای جداگانه با نام بیت کوین کش شکل گرفت و عملا راه آن از بیت کوین جدا شد.

۲. نودهای تعدیل یافته (Pruned Full Node)

در ادامه بحث نود در ارز دیجیتال چیست، نوبت به معرفی یکی از زیرمجموعه‌های نود کامل می‌رسد. برای ذخیره داده‌های موجود در بلوک‌های زنجیره، نیاز به ظرفیت بالای فضای ذخیره‌سازی وجود دارد. ذخیره داده‌ها نیز عمدتا در هارد دیسک‌ها رخ می‌دهد. در بسیاری از شبکه‌های بلاک‌چین سقف معینی برای ذخیره‌سازی اطلاعات در هارد دیسک توسط نود‌ها تعیین می‌شود. به این ترتیب بعد از تکمیل شدن ظرفیت، به ترتیب از قدیمی‌ترین داده‌ها شروع به حذف می‌کنند.

البته هدرها (سرشاخه‌ها) و مکان آن‌ها در زنجیره حفظ می‌شود. به این نودها اصطلاحا گره‌های تعدیل یافته می‌گویند. این گره‌ها می‌توانند در فرآیند تأیید تراکنش‌ها شرکت کنند.

۳. نودهای بایگانی (Archival Full Node)

یکی دیگر از انواع نودهای کامل، تحت عنوان گره بایگانی یا آرشیوی شناخته می‌شود. این نودها یک نسخه کامل از شبکه بلاک‌چین را در سرور خود ذخیره می‌کنند. بنابراین تنها تفاوت آن‌ها با نودهای تعدیل یافته، ظرفیت ذخیره داده‌های بلاک‌چین است. گره‌های آرشیوی به چند دسته تقسیم می‌شوند که در ادامه آن‌ها را معرفی می‌کنیم. برخی از این گره‌ها امکان اضافه کردن بلاک جدید به شبکه را دارند و برخی دیگر صرفا ذخیره‌سازی داده انجام می‌دهند.

۴. مسترنود (Master nodes)

بحث نود در بلاک‌چین چیست را با معرفی مسترنود پی می‌گیریم. این نودها با هدف حفظ سابقه معاملات و اعتبارسنجی آن‌ها فعالیت می‌کنند. بنابراین امکان اضافه کردن بلوک‌های جدید به زنجیره را ندارند. مسترنودها نیز مانند سایر نودهای فعال در شبکه برای تأمین ایمنی بلاک‌چین مؤثر هستند و در ازای آن پاداش دریافت می‌کنند. برای ایجاد مسترنود در هر شبکه بلاک‌چین باید مقدار مشخصی از توکن اختصاصی آن شبکه را خریداری کرده و به عنوان وثیقه گرو بگذارید. یک مسترنود باید در ۲۴ ساعت شبانه از هفت روز هفته آنلاین باشد.

۵. ماینر‌ها (Miner Nodes)

احتمالا با مفهوم ماینر آشنایی دارید. ماینرها در واقع نودهایی هستند که مجموعه اقدامات لازم برای ایجاد یک بلوک جدید در شبکه را انجام می‌دهند. ماینرها از الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW) برای این منظور استفاده می‌کنند. آن‌ها باید در عین حال یک گره کامل آرشیوی نیز باشند تا بتوانند از وضعیت فعلی بلاک‌چین برای فعالیت‌های بعدی خود استفاده کنند.

سخت‌افزارهای مختلفی اعم از CPU، GPU و ASIC برای فعالیت به عنوان ماینر وجود دارد که بسته به سختی شبکه می‌توان از آن‌ها بهره برد. مجموعه ماینرها بر سر تشکیل یک بلاک در شبکه با هم رقابت می‌کنند. ماینری که قبل از دیگران موفق به کشف هش رمزنگاری بلاک شود، اجازه ایجاد آن را دریافت می‌کند. ماینرها در ازای فعالیت خود پاداش مشخصی که از قبل تعیین شده است را دریافت می‌نمایند.

۶. نودهای سهام‌گذاری (Staking Nodes)

در ادامه بحث نود در بلاک‌چین چیست، نوبت به معرفی نودهای استیکینگ می‌رسد.

این نودها در شبکه‌های بلاک‌چینی کاربرد دارند که از الگوریتم اجماع اثبات سهام استفاده می‌کنند. برای فعالیت به عنوان نود سهام‌گذاری باید تعدادی از توکن‌های اختصاصی شبکه را خریداری کنید. سپس آن‌ها را به عنوان وثیقه در شبکه گرو بگذارید. هر چه تعداد سکه‌های وثیقه‌گذاری بالاتر باشد، شانس شما برای موفقیت در ایجاد بلاک‌های افزایش می‌یابد.

برخلاف ماینرها که نیاز به فراهم کردن زیرساخت‌ بعضا گران‌قیمتی دارند، نودهای استیکینگ صرفا باید کیف پول دیجیتال خود را از توکن مد نظر شارژ کنند و به صورت آنلاین به شبکه بلاک‌چین متصل نگه دارند.

۷. نودهای مرجع (Autority Nodes)

در برخی از شبکه‌های بلاک‌چین هیچ محدودیتی در خصوص تعداد نودهای فعال در شبکه وجود ندارد. هر کسی می‌تواند با فراهم آوردن زیرساخت مورد نظر به عنوان نود در شبکه بدون نیاز به اجازه دیگران فعالیت کند؛ اما در برخی از شبکه‌های بلاک‌چین باید همواره تعداد مشخصی نود فعالیت داشته باشند. در چنین شرایطی نیاز به نود مرجع وجود دارد. این نودها تمام وظایفی که نودهای کامل بر عهده دارند را انجام می‌دهند. انتخاب نودهای مرجع در شبکه بلاک‌چین عمدتا با مکانیزم رأی‌گیری صورت می‌گیرد.

۸. نودهای سبک (Lightweight Nodes)

آخرین گرهی که در بحث انواع نود در ارز دیجیتال چیست، معرفی می‌کنیم، نود سبک است. این گره‌ها با نام Simple Payment Verification یا SPV نیز شناخته می‌شوند. این نوع گره‌ها با تکیه بر داده‌های گره‌های کامل، برای ارائه اطلاعات لازم به بلاک‌چین ارتباط برقرار می‌کنند. این نودها به هیچ عنوان یک نسخه کپی از زنجیره بلاک‌چین را ذخیره نمی‌کنند. بلکه صرفا وضعیت فعلی آخرین بلوک در زنجیره را رصد کرده و تراکنش‌ها را برای پردازش توزیع می‌نمایند.

اجرای گره‌های SPV نیازی به زیرساخت خاصی ندارد؛ اما این نودها در تأمین امنیت شبکه عملکرد چندان موفقی از خود به جای نمی‌گذارند. ایده پشت آنها ایجاد ارتباط بین کاربران خارج از بلاک چین است.

با اجرای فورک چه اتفاق برای نودها می‌افتد؟

تا اینجا بررسی کردیم که انواع نود در ارز دیجیتال چیست. در ادامه لازم است به یک سؤال مهم در این خصوص پاسخ دهیم. با اجرای فورک در شبکه بلاک‌چین چه اتفاقی برای نودها می‌افتد. درباره اینکه فورک چیست در مقاله جداگانه‌ای به طو مفصل صحبت کرده‌ایم که می‌توانید به آن مراجعه کنید. به زبان ساده فورک را می‌توان به معنای تغییراتی در نظر گرفت که در شبکه بلاک‌چین اعمال می‌شود.

ایجاد تغییرات در یک شبکه بلاک‌چین از مسیر رأی‌گیری عبور می‌کند. اگر حداقل ۵۱ درصد از نودها بر سر اجرای تغییرات توافق نکنند، پیشنهاد رد می‌شود. با این وجود اگر بخشی از اعضای جامعه بخواهد به هر قیمتی تغییر مورد نظر را اجرایی کند، تکلیف چیست؟ در اینجا پای دو مفهوم هاردفورک و سافت فورک به میان می‌آید که در ادامه بررسی می‌کنیم.

هاردفورک (Hard Fork)

هارد فورک به تغییراتی گفته می‌شود که در الگوریتم اجماع شبکه رخ می‌دهد. با اجرای هارد فورک عملا نسخه به‌روزرسانی شده‌ای از شبکه بلاک‌چین عرضه می‌شود که تغییراتی در الگوریتم اجماع آن اعمال می‌شود. هر یک از نودها که به‌روزرسانی انجام شده را بپذیرد، باید زیرساخت‌های خود را نیز آپدیت کند. در غیر این صورت نمی‌تواند در فرآیند تأیید تراکنش‌های شبکه بلاک‌چین مشارکت کند. در برخی موارد ماند شبکه بیت کوین و بیت کوین کش، بعد از اعمال هاردفورک عملا گروهی از نودها جدا شده و دو شبکه مجزا به وجود می‌آیند.

سافت فورک (Soft Fork)

سافت فورک به مجموعه تغییراتی گفته می‌شود که مربوط به الگوریتم اجماع شبکه نیستند. در این حالت نودها مجبور به اعمال به‌روزرسانی برای فعالیت در شبکه نیستند. به عنوان مثال می‌توان به اضافه شدن ویژگی Segregated Witness به بیت کوین اشاره کرد. در حال حاضر می‌توان با یا بدون استفاده از این ویژگی تراکنش‌ها را روی بلاک‌چین بیت کوین انجام داد. هنگامی که ۹۵ درصد از مشتریان در شبکه به نسخه‌ای که Segregated Witness را پشتیبانی می‌کند، آپدیت شوند، الگوریتم اجماع به صورت خودکار تغییر می‌کند. به این ترتیب هر گونه تراکنش قدیمی در شبکه رد می‌شود.

سؤالات متداول

۱. آیا هر یک از اعضای جامعه ارزهای دیجیتال امکان قرارگرفتن در جایگاه نود را دارند؟

در حالت کلی برای پاسخ به این سؤال باید از کلمه بله استفاده کنیم. با این توضیح که در برخی از شبکه‌های بلاک‌چین مانند بیت کوین، هیچ محدودیتی برای تعداد نودها در نظر گرفته نشده است. بنابراین هر کاربر می‌تواند نقش نود را در شبکه ایفا کند؛ اما در شبکه‌ای مانند ایاس (EOS) تعداد نقش‌های نود محدود است. بنابراین داوطلبان برای تصدی آن‌ها از دل رأی‌گیری انتخاب می‌شوند.

۲. منظور از اجماع در شبکه بلاک‌چین چیست؟

بدیهی است که هر جامعه‌ای برای پیشبرد اهداف و برنامه‌ها نیاز به وجود مجموعه‌ای از قوانین و مقررات است. اهمیت وجود قوانین در شبکه‌های بلاک‌چین به دلیل ماهیت غیر متمرکز آن‌ها به مراتب بیشتر است؛ چرا که دستیابی به توافق در بین انبوهی از کاربران بدون وجود چارچوب‌های مشخص عملا امکان‌پذیر نیست. به مجموعه قوانین و مقرراتی که در هر شبکه بلاک‌چین مبنای فعالیت‌ها قرار می‌گیرند، قوانین اجماع گفته می‌شود. کلیه کسانی که در نقش نود یا به عنوان اعضای جامعه یک ارز دیجیتال فعالیت می‌کنند، باید این قوانین را رعایت کنند. الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) دو مورد از معروف‌ترین الگوریتم‌ها هستند که به ترتیب برای بلاک‌چین بیت کوین و اتریوم استفاده می‌شوند.

۳. آیا اجرای مسترنود بهتر از فول نود است؟

اجرای فول نود در یک شبکه نیازمند تدارک دیدن زیرساخت‌هایی است که بعضا هزینه زیادی را در بر داشته و از عهده بسیاری از کاربران خارج است. بنابراین اگر قصد کسب سود از محل فعالیت به عنوان نود با هزینه کم را دارید، اجرای مسترنود قطعا راه‌حل بهتری است.

۴. چگونه می‌توان یک نود کامل را اجرا کرد؟

برای این منظور ابتدا باید یک بلاک‌چین را انتخاب کرده و سپس سخت افزار یا نرم افزار مورد نیاز آن را تدارک ببینید. سه روش مختلف برای اجرای یک نود کامل وجود دارد که عبارت‌اند از:

• میزبانی یک گره در شبکه ابری
• اجرای یک گره در دستگاه محلی به شرط در اختیار داشتن فضای دیسک و رم زیاد
• استفاده از راه‌حل گره در جعبه یا ساختن آن

کلام پایانی

در این مقاله بررسی کردیم که نود در ارز دیجیتال چیست. کاربران به دلایل مختلفی از جمله تأمین امنیت شبکه یا کسب درآمد علاقه دارند که به عنوان گره کامل نقش ایفا کنند. طبیعی است که گره‌های کامل حریم خصوصی بیشتری را فراهم می‌کنند. سعی کردیم بخش عمده‌ای از مطالبی را که به عنوان یک کاربر بازار رمز ارزها باید در خصوص مفهوم نود بدانید را بررسی کنیم. با این وجود اگر قصد داریم در نقش یک نود فعالیت کنید، باید حتما مطالعات تخصصی بیشتری در این زمینه داشته باشید.