گره در بلاک چین چیست؟ – توضیح نود Node به زبان ساده

با افزایش تعداد افرادی که از ارزهای دیجیتال استفاده می‌کنند، اهمیت شناخت آن‌ها از برخی از مبانی و زیرساخت‌های موجود در رمزارزها و بلاک چین بیشتر می‌شود. آشنایی با نحوه کارکرد بلاک چین و برخی از مفاهیم مهم در ارزهای دیجیتال باعث می‌شود تا کاربران رمزارزها تعامل بهتری با شبکه‌های غیرمتمرکز داشته باشند. یکی از اجزای مهم در تکنولوژی به‌کار رفته در ارزهای دیجیتال گره در بلاک چین است. در حالت کلی «گره» (Node) محلی است که به‌عنوان چهارراهی برای تبادل اطلاعات در نظر گرفته می‌شود. نود در بلاک چین به زبان ساده کامپیوتری است که با اتصال به شبکه بلاک چین کارهایی نظیر پردازش، ارسال و دریافت اطلاعات را انجام می‌دهد. در این مطلب سعی داریم درباره نود در بلاک چین توضیحاتی را ارائه کنیم.

گره در بلاک چین چیست ؟

گره در بلاک چین به کامپیوترهایی در شبکه گفته می‌‌شود که تراکنش‌ها در بلاک چین را پردازش می‌کنند و به‌عنوان مرکزی برای تبادل اطلاعات در دفتر کل توزیع شده هستند. بلاک چین نوعی دفتر کل توزیع شده است که اطلاعات شبکه در بلاک‌هایی متصل به‌هم وارد می‌شوند. وظیفه اصلی گره در بلاک چین بررسی و تأیید اطلاعات درون بلاک در زنجیره بلاک است.

اهمیت گره در بلاک چین

گره در بلاک چین نقشی حیاتی و مهم ایفا می‌کند و به‌عنوان ستون اصلی بلاک چین، امنیت و یکپارچگی در بلاک چین را حفظ می‌‌کند. بدون نودها شبکه نمی‌تواند به فعالیت خود ادامه دهد و اطلاعات در بلاک چین در معرض تخریب و دست‌کاری قرار می‌گیرد. وظیفه اصلی گره در بلاک چین، اعتبارسنجی تراکنش‌ها و معتبر نگه داشتن دفتر کل توزیع شده است.

اهمیت گره در بلاک چین و ذخیره‌سازی اطلاعات

نودهای کامل وظیفه دارند تا نسخه‌ای کامل و به‌روز شده از تمامی تراکنش‌های شبکه را ذخیره کنند. این موضوع باعث می‌شود تا تراکنش‌ها در بلاک چین از شفافیت بالایی برخوردار باشند و تمامی نودها به اطلاعات یکسانی دسترسی داشته باشند. بنابراین با توجه به این‌که تمامی اعضای شبکه اطلاعات کاملی از تراکنش‌ها در شبکه را در اختیار دارند، دست‌کاری در اطلاعات شبکه بسیار دشوار می‌شود.

اهمیت نودها در غیرمتمرکز بودن شبکه

یکی از مهم‌ترین عملکردهای گره در بلاک چین غیرمتمرکز نگه داشتن شبکه است. غیرمتمرکز بودن به این معنا است که شخص یا گروه خاصی کنترل شبکه را در اختیار ندارد. در واقع غیرمتمرکز بودن شبکه این موضوع را نشان می‌دهد که سیستم توسط نودهای شبکه در سراسر دنیا اداره می‌شود. این موضوع باعث می‌شود تا نقص یا عدم کارکرد صحیح یک نود در کارکرد شبکه مشکلی ایجاد نکند و شبکه از دست‌کاری در اطلاعات موجود در آن محافظت شود.

 وظایف گره‌ در بلاک چین چیست ؟

هنگامی که ماینرها بخواهند بلاکی را به زنجیره بلاک اضافه کنند، اطلاعات این بلاک بین تمامی نودهای شبکه توزیع می‌شود. در واقع نودهای شبکه وظیفه دارند اعتبار تراکنش‌های موجود در بلاک را تأیید یا رد کنند. به‌طور خلاصه گره در بلاک چین کارهای زیر را انجام می‌دهد.

• گره در بلاک چین اعتبار و عدم اعتبار اطلاعات ذخیره شده در بلاک را تأیید یا رد می‌‌کند.
• گره در بلاک چین اطلاعات هر بلاک را ذخیره می‌کند.
• تاریخچه‌ای از تراکنش‌های هر بلاک در اختیار دیگر نودهای شبکه نیز قرار می‌گیرد و نودهای دیگر خود را با اطلاعات جدید به‌روز می‌کنند.

نحوه عملکرد گره در بلاک چین چیست ؟

عملکرد گره در بلاک چین همانند سرورهایی است که یکپارچگی بلاک چین را به‌عنوان دفتر کل توزیع شده حفظ می‌کند و تراکنش‌های آن را تأیید و ذخیره‌سازی می‌کند. بلاک چین نوعی دفتر کل توزیع شده است که تاریخچه‌ای از تمامی تراکنش‌ها در شبکه خود ذخیره می‌کند. بلاک چین از بلاک‌هایی حاوی اطلاعات تراکنش‌ها در شبکه تشکیل شده است که تمامی این بلاک‌ها مورد تأیید نودهای آن قرار گرفته است.

در واقع این بلاک‌های حاوی اطلاعات، بر روی نودها ذخیره می‌شوند. نحوه کار نودها به این ترتیب است که هنگامی که کاربری تراکنشی را در شبکه انجام می‌دهد، نود دریافت کننده تراکنش، آن را برای نودهای دیگر شبکه ارسال می‌کند. تراکنش مربوطه توسط نودهای دیگر شبکه بررسی می‌شود تا از داشتن اعتبار در موجودی ارسال کننده تراکنش اطمینان حاصل شود. هنگامی که اعتبارسنجی تراکنش موردنظر انجام شد، نود دریافت کننده آن را به بلاک جدید اضافه می‌کند که در نهایت این بلاک به زنجیره بلاک متصل می‌‌شود.

اهداف گره در بلاک چین

گره‌ها در بلاک چین سه هدف اصلی حفظ امنیت و نگهداری از اطلاعات بلاک چین، اعتبارسنجی و ایجاد دسترسی مطلوب به بلاک چین را به عهده دارند که در ادامه مطلب هر کدام از این موارد را شرح می‌دهیم.

حفظ و نگهداری از اطلاعات بلاک چین

یکی از اهداف اصلی گره در بلاک چین حفظ و ذخیره‌سازی اطلاعات به‌صورت رمزنگاری شده و همسان‌سازی کردن اطلاعات با دیگر نودهای شبکه برای افزایش امنیت در ذخیره‌سازی اطلاعات تراکنش‌های گذشته است. علاوه بر این هنگامی که تراکنش‌های داخل بلاک مورد تأیید قرار گرفت بلاک جدید به شبکه افزوده می‌شود تا شبکه بتواند با مقیاس‌پذیری مطلوبی به کار خود ادامه دهد.

اعتبارسنجی در بلاک چین

از اهداف اصلی دیگری که در بسترهای بلاک چینی بر عهده نودهای شبکه قرار دارد، اعتبارسنجی در بلاک چین است. هنگامی که گره در بلاک چین اعتبارسنجی اطلاعات بلاک‌ها را انجام می‌دهد از الگوریتم اجماع برای همگام‌سازی اطلاعات بین نودهای دیگر استفاده می‌کند. با به‌کارگیری مکانیزم اجماع در بلاک چین این اطمینان حاصل می‌شود که تراکنش‌های انجام شده به توافق و تأیید همه نودهای شبکه رسیده است. هنگامی که اجماع انجام می‌شود همگی نودها می‌توانند وضعیت به‌روز شده و درستی از شبکه را نشان دهند.

فراهم کردن دسترسی به بلاک چین

از دیگر اهداف مهم بلاک چین‌ها فراهم کردن دسترسی مطلوب به اطلاعات بلاک چین است. کاربرانی که از شبکه‌های غیرمتمرکز استفاده می‌کنند می‌توانند با استفاده از این امکانات به‌طور شفاف و دقیق به اطلاعات و تراکنش‌های انجام شده در بلاک چین مربوطه دسترسی داشته باشند. با توجه به این‌که یکی از مزایای مهمی که بلاک چین در اختیار کاربران قرار می‌دهد امکان رصد دقیق اطلاعات شبکه است، ایجاد دسترسی مطلوب برای کاربران شبکه‌های بلاک چینی یکی از اهداف مهم گره در بلاک چین است.

انواع گره در بلاک چین

گره در بلاک چین یکی از اجزای مهم در زیرساخت‌های بلاک چین است که وظیفه تأیید تراکنش‌ها و اضافه‌ کردن بلاک جدید به شبکه را بر عهده دارند. در ادامه این مطلب انواع متداولی از نودها را توضیح می‌دهیم.

نود کامل چیست ؟

«گره کامل» (Full Node) در بلاک چین یکی از مهم‌‌ترین انواع نود در بلاک چین است که کپی کاملی از تراکنش‌ها و اطلاعات دفتر کل توزیع شده را دارد. نودهای کامل در بلاک چین تاریخچه کاملی از تمامی تراکنش‌های موجود در بلاک چین را در خود دارند که این موضوع باعث می‌شود تا بتوانند تغییرات بلاک چین را بررسی و تراکنش‌های آن را به‌صورت مستقل تأیید کنند. نودهای کامل در بلاک چین به‌عنوان ستون اصلی بلاک چین درنظر گرفته می‌شوند و باعث می‌شوند تا یکپارچگی سیستم حفظ شود.

نودهای کامل در شبکه‌ای همتا به همتا با دیگر نودهای شبکه تعامل دارند که این موضوع باعث می‌شود تا نودهای شبکه خود را با آخرین تغییرات شبکه به‌روز نگه دارند. نودهای کامل تراکنش‌های شبکه را چک می‌کنند تا از دوبار خرج کردن در شبکه جلوگیری کنند و تراکنش‌های نامعتبر را قبل از اضافه شده به زنجیره بلاک شناسایی کنند. نودهای کامل معمولا توسط علاقه‌مندان به حوزه ارزهای دیجیتال، توسعه‌دهندگان بلاک چین و سازمان‌های فعال در حوزه ارزهای دیجیتال اداره می‌شوند.

به دلیل نیاز این گروه‌ها به سطوح بالای امنیتی و کنترل بر روی تراکنش‌های بلاک چینی، آن‌ها ترجیح می‌دهند تا با راه‌اندازی نودهای کامل در شبکه نیازهای خود را برطرف کنند. دو نوع مهم از نودهای کامل، نودهای ماینینگ و استیکینگ هستند که در ادامه آن‌‌ها را شرح می‌دهیم.

نودهای ماینر

«نودهای ماینر» (Miner Nodes) وظیفه تأیید تراکنش‌ها و افزودن بلاک جدید به زنجیره بلاک را برعهده دارند. این نودها قدرت پردازشی زیادی را برای حل پازل محاسباتی شبکه صرف می‌کنند تا بتوانند بلاک جدید را به شبکه اضافه کنند و پاداش خود را از شبکه دریافت کنند. ماینرها به تجهیزات سخت‌افزاری و نرم افزاری ویژه‌ای برای استخراج ارزهای دیجیتال نیاز دارند. ماینرها معمولا در استخرهای ماینینگ مورد بهره برداری قرار می‌گیرند.

افرادی نیز می‌توانند با تهیه امکانات لازم برای استخراج ارزهای دیجیتال از این راه کسب درآمد کنند. ماینرها از این جهت برای بلاک چین ضروری هستند که امکان پردازش و ذخیره اطلاعات در قالب بلاکی جدید را در زمانی مشخص و به‌طور ایمن برای شبکه فراهم می‌کنند.

نحوه عملکرد نودهای ماینر

نودهای ماینر سعی می‌کنند به شبکه ثابت کنند که برای تولید بلاک جدید در شبکه مقدار کار معینی را انجام داده‌اند. این فرآیند «اثبات کار» (Proof of Work) نام دارد. در این فرایند که مطابق با الگوریتم اجماع اثبات کار انجام می‌شود، ماینرها با استفاده از قدرت محاسباتی تجهیزات سخت‌افزاری خود نسبت به حل مسأله رمزنگاری شده اقدام می‌کنند.

هنگامی که ماینر موفق به پیدا کردن جواب مسأله می‌شود آن را به شبکه ارسال می‌کند تا مورد تأیید فول نودهای دیگر واقع شود. هنگامی که نودهای شبکه در تأیید اطلاعات ارسال شده از طرف ماینر به اجماع رسیدند، ماینر موردنظر این اجازه را پیدا می‌کند تا بتواند بلاک جدید را به شبکه اضافه کند و از طرف شبکه پاداش دریافت کند.

نودهای استیکینگ چیست ؟

نودهای «استیکینگ» (Staking) گره‌هایی در بلاک چین هستند که با استفاده از الگوریتم اجماع «اثبات سهام» (Proof of Stake) تراکنش‌ها را اعتبارسنجی می‌کنند. استیکینگ زمانی اتفاق می‌افتد که گره استیکینگ در بلاک چین مقداری ارز دیجیتال را به‌عنوان وثیقه در شبکه قفل می‌کند.

پس از انجام استیکینگ توسط این نودها، شبکه یکی از نودهای استیکینگ را به‌طور تصادفی برای پردازش تراکنش‌ها و ثبت آن‌ها در دفتر کل توزیع شده انتخاب می‌کند. نودهای استیکینگ نسبت به نودهای ماینر انرژی کمتری برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها صرف می‌کنند.

فول نودهای ساده شده چیست ؟

از دیگر انواع گره در بلاک چین «گره کامل ساده شده» (Pruned Full Node) است که تقریبا همان کارهای گره کامل را می‌تواند انجام دهد. اما فرقی که با نود کامل دارد این است که این نود یک کپی کامل از تمام شبکه را ندارد و در صورت نیاز باید از ابتدا اطلاعات موردنیاز خود را از شبکه ذخیره‌سازی کند. نحوه عملکرد این نود به این ترتیب است که اپراتور محدوده‌ای برای حجم تراکنش‌ها برای این گره در بلاک چین مشخص می‌کند و این نود آخرین تراکنش‌ها در همان محدوده حجمی را پردازش و بررسی می‌کند.

برای مثال اگر محدوده‌ای برابر با ۵۵۰ مگابایت برای این نود مشخص شود، این نود تمام بلاک‌های آخر موجود در این محدوده حجمی را ذخیره می‌کند. اما برای انجام این کار در ابتدا بلاک‌های ابتدایی را نیز بررسی و اعتبارسنجی می‌کند. بنابراین با وجود این‌که این نود نوعی ساده‌شده از گره کامل است اما می‌تواند تراکنش‌ها را اعتبارسنجی کند و در فرآیند اجماع شرکت کند.

گره‌های کامل ذخیره‌ساز

«گره‌های کامل ذخیره‌ساز» (Archival Full Node) تمامی قابلیت‌های موجود در گره کامل را دارا هستند. علاوه بر این فول نودهای ذخیره‌ساز این امکان را فراهم می‌کنند تا بتوان اطلاعات دقیق‌تری از شبکه بلاک چین را در آن‌ها ذخیره‌سازی کرد. به عبارت دیگر این نوع از گره‌های کامل اطلاعات جامع‌تری از پایگاه داده در بلاک چین را در خود دارند.

بنابراین برخی از اطلاعاتی که گره‌های کامل به آن‌‌ها دسترسی ندارند، از طریق نودهای کامل ذخیره‌ساز قابل ردیابی است. با توجه به این موضوع که این نوع از گره‌های کامل اطلاعات زیادی را از شبکه در خود ذخیره‌سازی می‌کنند، ظرفیت و حجم ذخیره‌سازی معین و محدودی برای آن‌ها تنظیم نمی‌شود.

گره‌های کامل ذخیره‌ساز همان گره‌هایی در بلاک چین هستند که افراد به‌عنوان یک نود کامل در ذهن تصور می‌کنند. این نودهای کامل نسخه‌ای کامل از تمامی تراکنش‌‌ها و فعالیت‌ها در شبکه را در خود دارند. این نودها همانند دیگر نودهای کامل نقش مهمی در اعتبارسنجی تراکنش‌های بلاک چین و فرآیند اجماع در بلاک چین دارند.

فرق گره‌های کامل ذخیره‌ساز با فول نود ساده شده چیست ؟

با توجه به توضیحاتی که درباره نودهای کامل ذخیره‌ساز و نودهای کامل ساده شده بیان شد، تفاوت اصلی بین این دو نوع نود در میزان فضای هارد مورد نیاز برای ذخیره‌سازی اطلاعات بلاک چین در آن‌ها است. نود کامل ساده شده با توجه به محدوده حجمی که برای آن مشخص شده است تنها بلاک‌های اخری که در این محدوده قرار می‌گیرند را در خود ذخیره می‌کند و مابقی را حذف می‌کند. در حالی که نود کامل ذخیره‌ساز تمامی اطلاعات موجود در بلاک‌چین را در خود ذخیره می‌کند.

نود مرجع چیست ؟

«نود مرجع» (Authority Nodes) نوعی گره در بلاک چین است که توسط گروه‌ یا سازمانی انتخاب می‌شود تا بتواند شبکه‌ بلاک چین را به نوعی کنترل کند. از این نودهای مرجع برای تأیید گره‌های دیگر در بلاک چین استفاده می‌شود. برای مثال برای تأیید نودهای جدیدی که وارد شبکه می‌شوند از این نودهای مرجع استفاده می‌شود.

علاوه بر این نودهای مرجع دسترسی دیگر نودهای شبکه را به برخی از اطلاعات شبکه مدیریت می‌کنند. برای مثال اگر یکی از نودهای عادی شبکه بخواهد به سطحی از اطلاعات در بلاک چین دسترسی داشته باشد، نود مرجع تحت شرایط خاصی این دسترسی را برای نود فراهم می‌کند. این نودها در شبکه‌هایی که به‌طور کامل غیرمتمرکز نیستند همانند شبکه‌های مبتنی بر «الگوریتم گواه اثبات سهام نیابتی» (Delegated Proof of Stake | DPoS) و «الگوریتم گواه اثبات اعتبار» (Proof of Authority | PoA)، استفاده می‌شوند.

نحوه انتخاب نودهای مرجع در شبکه

شبکه‌های بلاک چینی که از الگوریتم‌های اجماع اثبات سهام نیابتی و گواه اثبات اعتبار استفاده می‌کنند، به تعداد معینی از نودهای مرجع نیاز دارند که این گره‌ها در بلاک چین توسط اعضای جامعه شبکه یا گروه توسعه‌دهنده‌ پروژه به‌صورت رای‌گیری انتخاب می‌شوند. در برخی از مواقع نیز تعداد نودهای مرجع و افرادی که این نودها را اداره می‌کنند توسط گروه توسعه ‌دهنده پروژه تعیین می‌شوند. نودهای دیگر شبکه بر اساس اطلاعاتی که نودهای مرجع در اختیار آن‌ها قرار می‌دهند، در این شبکه‌های بلاک چینی فعالیت می‌کنند.

نودهای مرجع و تمرکزگرایی

با توجه به این‌که نودهای مرجع به‌صورت محدود توسط افرادی با رای‌گیری انتخاب می‌شوند، بنابراین شبکه‌هایی که از این نودها برای پردازش اطلاعات استفاده می‌کنند به‌طور کامل غیرمتمرکز نیستند. در این شبکه‌ها غیرمتمرکز بودن بلاک چین تا حدودی از میان می‌رود که این موضوع با هدف اصلی شبکه‌های بلاک چینی برای ایجاد بستری غیرمتمرکز مطابقت ندارد. سرعت بالای تراکنش‌ها در این شبکه‌ها ممکن است افرادی را برای انجام تراکنش‌ها به‌سوی خود جلب کند. ولی باید در نظر داشت این شبکه‌ها ایجاد ساختارهای کنترلی موجود در نهادهای متمرکز را امکان‌پذیر می‌کنند.

مستر نود چیست ؟

«مستر نود» (Masternode) در حالت کلی قدرتمندتر از نودهای معمولی هستند و در بلاک چین‌های زیادی استفاده می‌شوند. علاوه بر کارهای متداولی که گره در بلاک چین انجام می‌دهد همانند تأیید و ذخیره‌سازی تراکنش‌ها، مستر نودها برخی از کارهای دیگری را نیز در بلاک چین انجام می‌دهند. کارهایی از قبیل انجام عملیات مربوط به رای گیری، اجرای پروتکل‌ها و اجرای برخی از قوانین ویژه مربوط به بلاک چین.

مسترنودها همواره در دسترس هستند و به میزان «رم» (RAM) بیشتری نسبت به نودهای دیگر نیاز دارند. برای مقایسه می‌توان مسترنودها را همانند سرورهای بزرگی در شبکه تصور کرد. راه‌اندازی مسترنودها نسبت به نودهای دیگر به انرژی، فضای ذخیره‌سازی و حافظه بیشتری نیاز دارد. با وجود این‌که مسترنودها همانند نودهای کامل قادر نیستند بلاک جدیدی به شبکه اضافه کنند ولی نقش مهمی در کارکرد و امنیت شبکه دارند.

نود سبک چیست ؟

«نود سبک» (Light Node) نوعی بسیار سبک از فول نود است که برای دستگاه‌هایی که فضای ذخیره‌سازی و قدرت پردازشی کمی دارند استفاده می‌شود. نودهای سبک نیازی به دانلود کل بلاک چین ندارند و تنها قسمتی از بلاک چین مورد نیاز برای تراکنش‌های مربوطه را دانلود می‌کنند.

نودهای سبک برای گرفتن تأیید تراکنش‌ها و اعتبارسنجی بلاک‌ها به نودهای کامل وابسته هستند. نودهای سبک برای این‌که بتوانند اطلاعات موردنیاز برای تأیید تراکنش‌های خود را به‌دست بیاورند با نودهای کامل در ارتباط هستند. نودهای سبک نسبت به نودهای کامل سریع‌تر هستند اما به دلیل این‌که برای اعتبارسنجی وابسته به نودهای کامل هستند، بنابراین امنیت کمتری دارند.

سوپر نود چیست ؟

«سوپر نود» (Super Node) نقش مهمی در شبکه‌های بلاک چینی ایفا می‌کند. این موضوع به این دلیل است که سوپر نودها کاربردهایی فراتر از کاربردها و قابلیت‌های دیگر نودهای شبکه دارند و پشتیبانی ویژه‌ای را از شبکه بلاک چینی فراهم می‌کنند. از این نودها معمولا در موارد خاصی که از لحاظ پشتیبانی و نحوه عملکردی برای بلاک چین بسیار اهمیت دارد، در شبکه بلاک چین استفاده می‌شود.

برای مثال شبکه ممکن است از سوپر نودها برای به‌روزرسانی‌های شبکه استفاده کند که نقشی مهم در ارتقای شبکه دارد. برخلاف نودهای کامل و نودهای سبک، سوپر نودها به‌طور گسترده در شبکه استفاده نمی‌شوند و وظایف و نقش آن‌ها در انواع شبکه‌ها متفاوت است. با توجه به قابلیت‌های ویژه‌ای که سوپر نودها دارند، این نوع از گره در بلاک چین می‌تواند نقشی مهم در کارکرد و موفقیت بلاک چین داشته باشد.

همکاری نودها در بلاک چین

هر گره در بلاک چین به عنوان عضوی مستقل در بلاک چین است که با دیگر نودهای شبکه در بستری همتا به همتا ارتباط دارد. وظیفه اصلی نودها تأیید تراکنش‌ها و افزودن بلاک به زنجیره بلوک است. هنگامی که کاربر تراکنشی را انجام می‌دهد، تراکنش مربوطه در شبکه توزیع می‌شود و تمامی نودهای شبکه یک کپی از آن را دریافت می‌کنند.

نودهای کامل به‌طور مستقل اعتبار تراکنش مذکور را بررسی می‌کنند. برای مثال هنگامی که تراکنشی انجام می‌شود باید میزان اعتبار یا موجودی آدرس کیف پول فرستنده بررسی شود. علاوه بر این امضای دیجیتال فرستنده تراکنش و مطابقت آن با پروتکل‌های موجود در شبکه نیز مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.

همکاری نودها در به‌روزرسانی گره در بلاک چین

هنگامی‌که نود کامل تراکنش مربوطه را تأیید کرد آن را به دفتر کل توزیع شده اضافه می‌کند. در این هنگام نودهای دیگر شبکه نیز اطلاعات بلاک جدید را از نود کامل برای تأیید و بررسی درخواست می‌کنند. هر نود یک کپی از بلاک چین را در اختیار دارد و زمانی که بلاک جدیدی به زنجیره بلاک اضافه می‌شود، اطلاعات خود را به‌روزرسانی می‌کند. در واقع نودهای شبکه برای این‌که خود را با آخرین به‌روزرسانی‌ها هماهنگ کنند همواره با هم در ارتباط هستند.

همکاری نودها برای امنیت بلاک چین

گره‌ها در بلاک چین نقش مهمی در تأمین امنیت شبکه دارند. برای مثال نودهای کامل در بلاک چین به‌طور مجزا تراکنش‌های داخل بلاک را اعتبارسنجی می‌کنند که این موضوع از خرابکاری یا دست‌کاری در اطلاعات بلاک چین جلوگیری می‌کند. در این میان اگر نودها اثری از تراکنش‌های نامعتبر همانند دوبار خرج کردن مشاهده کنند، تراکنش مربوطه را غیرمعتبر معرفی می‌کنند.

نقش ماینرها در امنیت بلاک چین

نودهای ماینر نیز نقش مهمی در ایجاد امنیت در بلاک چین دارند. ماینرها وظیفه دارند تا بلاک جدید را به زنجیره بلاک اضافه کنند. برای این‌کار باید قدرت محاسباتی زیادی را برای حل مسأله محاسباتی به‌کار ببرند تا با حل آن از طرف شبکه پاداش دریافت کنند. هنگامی‌که ماینر بلاک جدید را تولید می‌کند آن را در اختیار نودهای دیگر شبکه قرار می‌دهد.

نودهای کامل نیز قبل از این‌که بلاک جدید را به کپی موجود از زنجیره بلاک اضافه کنند آن را بررسی و اعتبارسنجی می‌کنند. این موضوع باعث ایجاد امنیت در بلاک چین می‌شود و توزیع پاداش در بلاک چین را عادلانه می‌کند.

همکاری نودهای سبک در بلاک چین

علاوه بر نقش نودهای کامل در اعتبارسنجی تراکنش‌ها و تولید بلاک جدید، گره‌های سبک در بلاک چین نیز می‌توانند باعث تسهیل در انجام تراکنش‌های همتا به همتا شوند. برای مثال نودهای سبک که به قدرت پردازشی و فضای ذخیره‌سازی کمی نیاز دارند به‌راحتی در گوشی‌های هوشمند قابل استفاده هستند. نودهای سبک در واقع کیف پول‌هایی هستند که تنها اطلاعات هدر بلاک‌ها را ذخیره می‌کنند. گره سبک در بلاک چین اطلاعات موردنیاز را با ارتباط با نود کامل به‌دست می‌آورد و می‌تواند تراکنش‌های مربوطه را با سرعت بیشتری تأیید کند.

همکاری نودها در اعتبارسنجی تراکنش‌ها

هنگامی که تراکنشی در بلاک چین انجام می‌شود، در میان کل نودهای شبکه توزیع می‌شود. هر نود با توجه به الگوریتم پیچیده‌ای اعتبارسنجی تراکنش مربوطه را انجام می‌دهد و زمانی که اجماع بین گره‌ها در بلاک چین انجام شد، تراکنش در بلاک چین ذخیره می‌شود.

ارتباط الگوریتم اجماع و گره در بلاک چین

«الگوریتم اجماع» (Consensus Algorithms) قوانینی است که نودهای شبکه مطابق با آن اعتبارسنجی تراکنش‌ها و پردازش اطلاعات در شبکه را انجام می‌دهند. با توجه به تعداد زیاد نودها در شبکه‌های غیرمتمرکز و همتا به همتا، رسیدن به توافق بین گره‌ها در بلاک چین پیچیدگی زیادی دارد. برای حل این مشکل بلاک چین از الگوریتم اجماع برای رسیدن به توافق بین نودهای شبکه استفاده می‌کند. با بهره‌گیری از الگوریتم اجماع در بلاک چین نحوه تأیید تراکنش‌ها و افزودن آن‌ها به شبکه معین می‌شود.

انواع الگوریتم‌های اجماع

انواع متنوعی از الگوریتم اجماع در بلاک چین وجود دارد ولی دو نوع مهم آن عبارتند از «الگوریتم اجماع اثبات کار» ( Proof of Work) و «الگوریتم اجماع اثبات سهام» (Proof of Stake).

الگوریتم اجماع اثبات کار

در الگوریتم اجماع اثبات کار نودهای شبکه با استفاده از قدرت پردازشی تجهیزات خود در رقابتی برای حل پازل محاسباتی در شبکه شرکت می‌کنند. اولین نودی که بتواند جواب پازل محاسباتی را پیدا کند می‌تواند بلاک جدید را به شبکه اضافه کند و از شبکه پاداش دریافت کند. در واقع نود ماینر شبکه در الگوریتم اجماع اثبات کار با امتحان کردن عددهایی تصادفی به‌نام «نانس» (Nonce) در هش بلاک سعی می‌کند تا به شرایط هش مورد تأیید شبکه برسد.

الگوریتم اجماع اثبات سهام

گره در بلاک چین‌های مبتنی بر الگوریتم اجماع اثبات سهام از طرف شبکه برای اعتبارسنجی بلاک‌ها و تولید بلاک جدید انتخاب می‌شوند. شرط اصلی انتخاب نود در این شبکه‌ها سپرده‌گذاری رمزارز موردنظر در شبکه است. نودهایی که مقدار بیشتری از رمزارز بومی شبکه را استیک می‌کنند از شانس بیشتری برای انتخاب شدن و در نهایت دریافت پاداش شبکه برخوردار هستند.

نقش گره در بلاک چین در مکانیزم اجماع

گره در بلاک چین نقش مهمی در اجرای الگوریتم اجماع در بلاک چین دارد. «مکانیزم اجماع» (Consensus Mechanism) مجموعه‌ای از قوانین است که نحوه تأیید تراکنش‌ها و اضافه شدن آن‌ها به بلاک چین را مشخص می‌کند. گره در بلاک چین وظیفه دارد تا مطابق با الگوریتم اجماع در بلاک چین تراکنش‌ها را بررسی و تأیید کند و آن‌ها را مطابق با مکانیزم اجماع به شبکه اضافه کند.

مزایای راه اندازی گره در بلاک چین چیست ؟

با توجه به این‌که گره در بلاک چین نقش مهمی در کارکرد شبکه دارد، شبکه برای خدماتی که نودها به بلاک چین می‌دهد برای آن‌ها پاداش درنظر گرفته است. اما به‌غیر از پاداش، راه‌اندازی گره در بلاک چین مزایایی دارد که در ادامه آن‌ها را شرح می‌دهیم.

• افزایش امنیت شبکه: راه‌اندازی نود در شبکه باعث افزایش امنیت در بلاک چین می‌شود. با توجه ‌به‌ این‌که گره‌ها در بلاک چین وظیفه اعتبارسنجی تراکنش‌ها در شبکه را به‌عهده دارند بنابراین با افزایش تعداد نودهای شبکه امنیت شبکه بالا می‌رود.
• افزایش غیرمتمرکز بودن شبکه: هراندازه تعداد نودهای یک شبکه بیشتر باشند، شبکه غیرمتمرکزتر می‌شود. بنابراین با افزایش تعداد گره در بلاک چین پردازش اطلاعات بین نودهای بیشتری پخش می‌شود که این موضوع باعث می‌شود قدرت بیشتری دراختیار اعضای شبکه قرار داده شود و از انحصارطلبی جلوگیری شود.
• کنترل بیشتر بر روی تراکنش‌ها: راه‌اندازی گره در بلاک چین این امکان را به نود مربوطه می‌دهد تا برای اعتبارسنجی و توزیع اطلاعات تراکنش بین نودهای دیگر مستقل‌تر عمل کند.
• شفافیت در بررسی سابقه تراکنش‌ها: راه‌اندازی گره در بلاک چین دسترسی شفافی را از سابقه تراکنش‌های شبکه در اختیار نود قرار می‌دهد و به نود این امکان را می‌دهد تا بتواند راحت‌تر و سریع‌تر سابقه موردنظر خود را جستجو کند.
• بهره‌مندی از مشوق‌های شبکه: با توجه به این‌که نودهای شبکه تراکنش‌ها را اعتبارسنجی می‌کنند، برای این کار با روش‌های گوناگونی همانند پاداش تولید بلاک جدید، کارمزد تراکنش‌ها و اعطای برخی از اعتبارات مورد تشویق قرار می‌گیرند.

چالش‌های راه‌اندازی گره در بلاک چین

راه‌اندازی گره در بلاک چین با چالش‌هایی همراه است که در ادامه سعی می‌کنیم برخی از این چالش‌ها را توضیح دهیم.

• هزینه تجهیزات موردنیاز: راه‌اندازی هر نودی به نوبه خود نیاز به فراهم آوردن تجهیزات مربوطه دارد. این تجهیزات با توجه به شبکه‌ای که نود موردنظر راه‌اندازی می‌شود معمولا متفاوت است.
• پیچیدگی‌های تکنیکی: راه‌اندازی گره در بلاک چین دارای پیچیدگی‌هایی است که معمولا افرادی که از سطح مشخصی از اطلاعات مربوط به شبکه‌‌های بلاک چینی برخوردار نیستند در برخورد با این پیچیدگی‌ها با مشکل روبرو می‌شوند.
• ریسک‌های امنیتی: از چالش‌های دیگری که در راه‌اندازی گره در بلاک چین وجود دارد، وجود ریسک‌های امنیتی همانند هک شدن سیستم است که باید نسبت به حفاظت از نود در برابر این حملات اقدامات لازم را انجام داد.
• ناپایداری در شبکه: ناپایداری شبکه از دیگر چالش‌هایی است که نودهای شبکه با آن مواجه هستند و می‌تواند بر روی عملکرد نود در بلاک چین تأثیرگذار باشد.

برای راه‌اندازی نود چه چیزهایی نیاز دارید ؟

در ادامه این مطلب برخی از مواردی که برای راه‌اندازی گره در بلاک چین به آن‌ها نیاز دارید را توضیح می‌دهیم.

• منابع سخت‌افزاری: برای راه‌اندازی گره در بلاک چین از منابع سخت‌افزاری همانند کامپیوتری که قدرت پردازشی، منابع ذخیره‌سازی و حافظه‌ای کافی دارد می‌توان برای پردازش و اعتبارسنجی اطلاعات به‌عنوان نود شبکه استفاده کرد.
• اتصال به اینترنت: برای راه‌اندازی گره در بلاک چین به اتصال اینترنت پایدار نیاز است تا نود شبکه بتواند با گره‌‌های دیگر در بلاک چین ارتباط داشته باشد و اطلاعات به‌روز شده‌ای را با آن‌ها به اشتراک قرار دهد.
• نرم‌افزار موردنیاز شبکه: علاوه بر تهیه تجهیزات سخت‌افزاری لازم و تدارک دیدن اتصال اینترنتی پایدار برای راه‌اندازی نود در بلاک چین نیاز دارید تا با توجه به شبکه بلاک چینی مربوطه از نرم‌افزار مخصوص آن شبکه نیز برای اتصال به شبکه استفاده کنید.
•  اطلاعات تخصصی کافی: بعد از این‌که تجهیزات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری لازم برای راه‌اندازی نود در بلاک چین را فراهم کردید، می‌توانید نود را راه‌اندازی کنید اما نکته‌ای که وجود دارد این است که برای این‌کار باید سطح مطلوبی از اطلاعات برای راه‌اندازی و برطرف کردن مشکلات احتمالی در نود را دارا باشید.

مراحل راه‌اندازی گره در بلاک چین

برای راه‌اندازی گره در بلاک چین بعد از تهیه تجهیزات لازم باید اقداماتی را انجام دهید که در ادامه این مطلب اقدامات لازم برای راه‌اندازی گره در بلاک چین را در چند مرحله شرح می‌‌دهیم.

• انتخاب شبکه بلاک چین: اولین گام انتخاب شبکه‌ای است که می‌خواهید نود آن شوید. پس از انتخاب شبکه موردنظر، نرم‌افزار مربوطه را دانلود کنید.
• نصب نرم‌افزار مربوط به شبکه: بعد از دانلود نرم‌افزار شبکه مربوطه، مطابق با دستورالعمل، نرم‌افزار مربوطه را نصب کنید.
• هماهنگ سازی نود با شبکه: بعد از نصب نرم‌افزار شبکه باید با دانلود بلاک چین موردنظر با نودهای دیگر شبکه هماهنگ‌ سازی انجام دهید.
• پیکربندی نود شبکه: انجام برخی از تنظیمات نود در بلاک چین اقدام بعدی برای راه اندازی نود در شبکه است که در قالب پیکربندی گره در بلاک چین انجام می‌شود.
• راه‌اندازی نود: بعد از این‌که پیکربندی نود بلاک چین انجام شد، کاربر می‌تواند گره در بلاک چین را راه‌اندازی کند و تراکنش‌ها را در شبکه تأیید کند.

امنیت و حریم خصوصی در نودها

ناشناس بودن و حفظ حریم خصوصی گره در بلاک چین از اهمیت بالایی در بلاک چین برخوردار است و باعث افزایش امنیت در بلاک چین مربوطه می‌شود. نودهایی که ناشناس نیستند خود را در معرض حملات خرابکارانه قرار می‌دهند و امنیت شبکه را به‌‌ خطر می‌اندازند. گره‌ها در بلاک چین از اصلی‌ترین اعضای شبکه هستند و ارتباط و هماهنگی میان آن‌ها باعث ایجاد شبکه بلاک چین می‌شود. لازم به ذکر است در هنگام استفاده از اینترنت، ردپای دیجیتالی از ما باقی می‌ماند که قابل ردیابی است. این موضوع میزان اهمیت حفظ حریم خصوصی و ناشناس بودن گره در بلاک چین را برای محافظت از اطلاعات خصوصی کاربران شبکه نشان می‌دهد.

ریسک‌های امنیتی گره در بلاک چین

با توجه به این‌که افراد زیادی ممکن است نسبت به راه‌اندازی گره در بلاک چین تمایل داشته باشند، بنابراین بهتر است قبل از اقدام به راه‌اندازی نود در بلاک چین به ریسک‌های موجود در این کار توجه کنند. ریسک‌های راه‌اندازی گره در بلاک چین را در ادامه شرح می‌دهیم.

• حملات بدافزارها: نودی که از لحاظ امنیتی محافظت نشده است در معرض خطر حمله بدافزارها قرار می‌‌گیرد. بدافزارهایی که طراحی شده‌اند می‌توانند با نفوذ در نود شبکه اقدام به سرقت اطلاعات مهمی همانند کلید‌های خصوصی کنند که موجب ضررهای مالی زیادی می‌شود.
• حملات DDoS: این گونه حملات با افزایش حجم ترافیک بر روی نود، باعث می‌شوند تا نود موردنظر از کار بیفتد و در نهایت منجر به اختلال در شبکه مربوطه شود.
• حملات سیبل: «حملات سیبل» (Sybil Attacks) یکی از حملاتی است که در‌ آن شخص خراب‌‌کار با راه‌اندازی مجموعه‌ای از نودها سعی دارد تا کنترل شبکه را در اختیار خود بگیرد.

راهکارهایی برای حفظ امنیت نودها

برای حفظ امنیت نودها و جلوگیری از حملات احتمالی به آن می‌توان راهکارهای زیر را استفاده کرد.

•  استفاده از دیوارهای امنیتی: استفاده از «دیوارهای امنیتی» (Firewall) باعث می‌شود تا از دسترسی‌های غیرمجاز به گره در بلاک چین جلوگیری شود. استفاده از دیوارهای امنیتی مانع نفوذ عوامل خرابکار به درون گره در بلاک چین می‌شود.
• استفاده از آنتی ویروس: استفاده از آنتی ویروس‌ها باعث می‌شود تا بدافزارهای موجود در نود شناسایی شوند و از فعالیت مخرب آن‌ها جلوگیری شود.
• به‌روزرسانی نرم‌افزار: نرم‌افزارهای مورد استفاده در نود را همواره باید به‌روزرسانی کرد. عدم به‌روزرسانی گره در بلاک چین باعث می‌شود همگام‌سازی‌های ضروری نود با شبکه انجام نشود و نود از شبکه عقب بماند. این موضوع باعث ضررهای مالی برای نود مربوطه می‌شود.
• انتخاب رمز عبوری مناسب و ایمن: انتخاب رمزعبوری مناسب و منحصربه‌فرد از مشکلات امنیتی زیادی جلوگیری می‌کند.
• استفاده از VPN: استفاده از VPN باعث می‌شود تا حریم خصوصی گره در بلاک چین حفظ شود و از حملات DDoS جلوگیری شود.

جمع بندی

در ابتدای این مطلب گره در بلاک چین را تعریف کردیم و اهمیت آن را از دیدگاه‌های متنوعی همانند ذخیره‌سازی اطلاعات و غیرمتمرکز بودن شبکه بررسی کردیم. سپس وظایف گره در بلاک چین و نحوه عملکرد آن را توضیح دادیم. در ادامه اهداف گره در بلاک چین را در سه بخش نگهداری از اطلاعات بلاک چین، اعتبارسنجی در بلاک چین و فراهم کردن دسترسی به بلاک چین بیان کردیم. گره در بلاک چین انواعی دارد که آن‌ها را توضیح دادیم. بنابراین به توضیح نودهای کامل پرداختیم و از نودهای کامل، ماینرها و نودهای استیکینگ را شرح دادیم. مستر نودها، نودهای سبک و سوپر نودها از انواع دیگر گره در بلاک چین هستند که پس از توضیح نودهای کامل آن‌ها را شرح دادیم.

همکاری نودها در بلاک چین را توضیح دادیم و ارتباط الگوریتم اجماع و گره در بلاک چین را بیان کردیم. با توجه به این‌که ممکن است افرادی تمایل به راه‌اندازی نود داشته باشند، در ادامه این مطلب مزایای راه‌اندازی گره در بلاک چین و چالش‌های آن را توضیح دادیم. سپس مراحل راه‌اندازی نود در بلاک چین را شرح دادیم. در پایان نیز درباره امنیت و حریم خصوصی در نودها توضیحاتی دادیم.