نود یا گره در بلاک چین چیست؟ آموزش جامع با گره‌ها در بلاک چین

گره‌ها و مسترنودها اخیراً موضوعی است که به طور رو به افزایشی در بلاک چین مورد بحث قرار گرفته است. زیرا گره ها جزء حیاتی زیرساخت بلاک چین هستند. بدون گره ها، داده‌های یک بلاک چین قابل دسترسی نخواهد بود. در این مقاله به توضیح مفهوم گره و انواع آنها می‌پردازیم.

گره چیست؟

بیایید با توضیح اینکه گره بلاک چین چیست شروع کنیم. به طور کلی، هر شرکت کننده در شبکه یک کوین، یک گره است. انواع مختلفی وجود دارد، اما هر یک از آنها دارای یک ویژگی خاص هستند و برای میزبانی یا اتصال به یکی به سخت افزار خاصی نیاز دارید.

فناوری بلاک چین به طور طبیعی غیرمتمرکز است که یکی از ویژگی‌های کلیدی بوده که آن را برای عموم مردم بسیار جذاب کرده است. این بر اساس اصول یک شبکه P2P (Peer to Peer) است. در اکثر شبکه‌ها، هیچ سرور اختصاصی وجود ندارد، نه یک مرجع، بلکه یک اجماع بین کاربران وجود دارد. از آنجایی که همه آنها برای امنیت و یکپارچگی شبکه حیاتی هستند، عضویت در یک جامعه خاص ارز دیجیتال نه تنها هیجان انگیز است، بلکه یک مسئولیت نیز هست.

به عنوان مثال بلاک چین بیت کوین را در نظر بگیرید. شما دو نوع گره دارید. گره‌های کاملی که یک بلاک چین کپی را ذخیره می‌کنند و در نتیجه امنیت و صحت داده‌های روی بلاک چین را با اعتبارسنجی داده‌ها تضمین می‌کنند. نوع دوم یک گره سبک است. هر کاربر شرکت می کند، باید به یک گره کامل متصل شود تا بتواند با وضعیت فعلی شبکه همگام شود و بتواند مشارکت کند.

اجماع در یک شبکه غیرمتمرکز

در قسمت قبل به اجماع اشاره کردیم. ممکن است تعجب کنید که از نظر رمزگذاری به چه چیزی مربوط می شود. قوانینی که بر اساس آن یک شبکه بلاک چین عمل می کند و اعتبار اطلاعات نوشته شده در بلوک ها و/یا کارهای انجام شده را تایید می کند، “اجماع” نامیده می شود.

همانطور که قبلاً پوشش داده‌ایم، ارزهای دیجیتال بر روی یک شبکه غیرمتمرکز P2P کار می کنند. همانطور که می توانید تصور کنید، توافق بر سر موضوعی با تعداد زیادی از افراد، قطعاً به عوارضی منجر می شود. اینجاست که الگوریتم های اجماع وارد عمل می شوند. رایج ترین آنها اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) هستند. مهم نیست که کدام یک برای یک ارز مورد نظر انتخاب شده است، هر دو یک عامل مشترک مهم دارند و آن تکیه بر گره های کامل برای اجرای قوانین و اعتبار سنجی تراکنش ها است. در حالی که اجماع باید توسط نوع خاصی از گره ها حاصل شود، زیبایی یک شبکه P2P این است که هر کسی می تواند به یک گره کامل تبدیل شود و بنابراین به سطوح بالاتری از استقلال و عدم تمرکز دست یابد.

من قبلاً مثالی با استفاده از بیت کوین آورده‌ام که در آن کاربران می‌توانند کل بلاک چین را دانلود کنند و بلاک‌ها را تأیید نمایند، بنابراین امنیت را افزایش می‌دهند، زیرا کپی‌های بیشتری از دفتر کل ایجاد می‌شود و برای مرجع استفاده می‌شود. رمزارز اصلی یکی از بالاترین سطوح عدم تمرکز را در مقایسه با EOS  ارائه می‌کند، جایی که برای تبدیل شدن به یک اعتبارسنجی باید توسط تعدادی از کاربران رای داده شود و موقعیت‌های موجود محدود است.

رایج ترین تهدید برای یک بلاک چین، حمله 51 درصدی است، جایی که بیش از نیمی از «قدرت» شبکه در یک موجودیت متمرکز شده است این به نهاد مذکور اجازه می‌دهد تا قواعد اجماع را همانطور که صلاح می‌داند تغییر دهد، که می‌تواند منجر به یک انحصار شود که در آن همه یا مجبور به ادامه قوانین جدید، هارد فورک (در ادامه توضیح داده شده) می‌شوند یا یک پروژه را رها می‌کنند. در حالی که اجرای دقیق در طول عملیات روزانه بلاک چین داده می شود، برای تکامل شبکه، تغییرات باید توسط جامعه رای داده شود و در نتیجه به موفقیت بلندمدت دست یابد.

انواع گره‌های بلاک چین

به طور خلاصه، دو نوع اصلی گره وجود دارد: گره های کامل و گره های سبک. اصطلاح دیگر برای توصیف گره ها کلاینت هایی هستند که توابع کیف پول را تامین می کنند. کامل شامل یک کپی از تاریخچه بلاک چین، از جمله تمام بلوک های ایجاد شده است. گره های سبک یا گره های Simple Payment Verification همگی کیف پول هایی هستند که فقط هدر بلوک ها را دانلود می کنند و فضای هارد دیسک را برای کاربران ذخیره می کنند. اجازه دهید انواع مختلف فرعی را با جزئیات بررسی کنیم.

گره‌های کامل

گره های کامل به عنوان یک سرور در یک شبکه غیرمتمرکز عمل می کنند. وظایف اصلی آنها شامل حفظ توافق بین سایر گره ها و تأیید تراکنش ها است. آنها همچنین یک نسخه از بلاک چین را ذخیره می کنند، بنابراین ایمن تر هستند و عملکردهای سفارشی مانند ارسال فوری و تراکنش های خصوصی را فعال می کنند.

هنگام تصمیم گیری برای آینده یک شبکه، گره های کامل آنهایی هستند که به پیشنهادات رای می دهند. اگر بیش از 51٪ از آنها با این پیشنهاد موافق نباشند، از آن صرف نظر می شود. در برخی موارد، این می تواند منجر به هارد فورک شود که در آن جامعه نمی تواند در مورد یک تغییر خاص توافق کند و بنابراین راه های جداگانه خود را طی می کند و دو زنجیره ایجاد می کند. شناخته شده ترین نمونه از این اتفاق، فورک بیت کوین کش است.

گره کامل هرس شده

یک نوع آن گره کامل هرس شده است. ویژگی خاص در اینجا این است که دانلود بلوک ها را از ابتدا شروع می کند و پس از رسیدن به حد تعیین شده، قدیمی ترین آنها را حذف می کند و فقط هدرها و جای زنجیره آنها را حفظ می کند. به عنوان مثال، اگر محدودیت اندازه را 550 مگابایت تعیین کنید، تمام آخرین بلوک‌هایی را که می‌توانند در فضای هارد دیسک قرار بگیرند را ذخیره می‌کنید، اما برای رسیدن به آن حالت، ابتدا باید کل بلاک چین را طی کنید تا همه آنها را تأیید کنید.

گره‌های هرس شده به عنوان گره‌های کامل در نظر گرفته می‌شوند و بنابراین می‌توانند تراکنش‌ها را تأیید کنند و در اجماع شرکت کنند.

گره کامل بایگانی

گره های کامل بایگانی همان چیزی است که بیشتر مردم هنگام صحبت در مورد گره های کامل به آن اشاره می کنند. آنها سروری را تصور می کنند که بلاک چین کامل را در پایگاه داده خود میزبانی می کند. همانطور که قبلاً در بالا با شما به اشتراک گذاشتم، وظیفه اصلی آنها حفظ اجماع و اعتبارسنجی بلوک ها است. تفاوت بین گره هرس شده و بایگانی میزان فضای هارد دیسکی است که روی سرور یا کامپیوتر شما اشغال می کنند.

گره های بایگانی را می توان به چند زیرگروه تقسیم کرد: آنهایی که می توانند بلوک هایی را به زنجیره بلوکی اضافه کنند و آنهایی که قادر نیستند.

مسترنودها

در مقایسه با گره‌های کامل، مسترنودها خودشان نمی‌توانند بلوک‌هایی را به بلاک چین اضافه کنند. تنها هدف آنها حفظ سابقه معاملات و اعتبارسنجی آنها  است. چه ماینرها و چه سهامداران، آنها هستند که بلاک ها را روی بلاک چین می نویسند. با این حال، یک مزیت اضافی این است که با اجرای مسترنود، نه تنها شبکه را ایمن می‌کنید، بلکه می‌توانید سهمی از پاداش خدمات خود را به دست آورید.

برای ایجاد مسترنود، باید مقدار مشخصی از وجوه را به عنوان وثیقه قفل کنید. انتظار می رود شما 24/7 آنلاین باشید و میزبانی روی یک سرور خصوصی مجازی عمل خوبی در نظر گرفته می شود. اگر می‌خواهید در مورد نحوه راه‌اندازی مسترنود خود یا بهترین کوین‌های مسترنود بیشتر بدانید، می‌توانید masternodes.com را بررسی کنید.

گره های سبک (SPV)

نوع دیگری از گره های بلاک چین که در عملیات رمزنگاری روزانه استفاده می شود، گره سبک یا تایید پرداخت ساده (SPV) است. احتمالاً قبلاً با آن برخورد کرده اید، اما به احتمال زیاد با تعریف “کیف پول سبک” آشنا هستید.

این نوع گره ها با تکیه بر گره‌های کامل برای ارائه اطلاعات لازم با بلاک چین ارتباط برقرار می کنند. از آنجایی که آنها یک کپی از زنجیره را ذخیره نمی کنند، آنها فقط وضعیت فعلی را که آخرین بلوک آن است پرس و جو می کنند و تراکنش ها را برای پردازش پخش می کنند.

با در نظر گرفتن ویژگی های فوق، واضح است که اجرای گره SPV به منابع زیادی نیاز ندارد، اما امنیت را به خاطر راحتی قربانی می کند.

گره های لایتنینگ

گره های لایتنینگ مفهوم بسیار جالبی هستند. آن‌ها با محدودیت‌های نه گره‌های کامل و نه گره‌های سبک مطابقت دارند. ایده پشت آنها ایجاد ارتباط بین کاربران خارج از بلاک چین است. به این ترتیب، بار روی شبکه کاهش می یابد، زمان انتقال به طور قابل توجهی کوتاه می شود و قابلیت استفاده از سکه های کریپتو افزایش می یابد. کارمزدهای تراکنش در شبکه لایتنینگ واقعاً کم است (به طور کلی تقریباً 10 تا 20 ساتوشی).

روش کار با باز کردن یک کانال پرداخت جداگانه بین نهادها است. به عنوان مثال یک شیرینی فروشی و فردی را در نظر بگیرید. آن فرد و مغازه چیزی شبیه صندوق امانات (آدرس چند امضایی) می سازند که هر دو کلید جداگانه دارند. شخص وجوه خود را سپرده گذاری می کند و از آنها برای پرداخت هزینه شیرینی استفاده می کند. هر تراکنش توسط هر دو طرف توافق می شود و تقریباً بلافاصله اتفاق می افتد. هنگامی که او به اندازه کافی شیرینی داشت یا به سادگی پولش تمام شد، او یا مغازه می تواند اتصال را ببندد، آخرین ترازنامه را بگیرد و آن را در شبکه پخش کند.

به این ترتیب، به جای اینکه منتظر بمانند تا هر تراکنش تایید شود و شبکه را با داده های هدر دهنده فضا پر کنند، طرفین می توانند بین یکدیگر تعامل داشته باشند و بار روی بلاک چین را کاهش دهند. علاوه بر این، اگر شخص دیگری بخواهد با همان طرف معامله کند، شبکه لایتنینگ مسیری را با کمترین تعداد واسطه و کمترین هزینه انتقال جستجو می کند، بنابراین زمان انتظار را کاهش می دهد.

به این ترتیب، به جای اینکه منتظر بمانند تا هر تراکنش تایید شود و شبکه را با داده های هدر دهنده فضا پر کنند، طرفین می توانند بین یکدیگر تعامل داشته باشند و بار روی بلاک چین را کاهش دهند. علاوه بر این، اگر شخص دیگری بخواهد با همان طرف معامله کند، شبکه لایتنینگ مسیری را با کمترین تعداد واسطه و کمترین هزینه انتقال جستجو می کند، بنابراین زمان انتظار را کاهش می دهد.

گره ها چگونه کار می کنند؟

هنگامی که یک ماینر سعی می کند بلوک جدیدی از تراکنش ها را به بلاک چین اضافه کند، بلوک را به تمام گره های شبکه پخش می کند. بر اساس مشروعیت بلوک (اعتبار امضا و تراکنش)، گره ها می توانند بلوک را بپذیرند یا رد کنند. هنگامی که یک گره بلوک جدیدی از تراکنش ها را می پذیرد، آن را در بالای بقیه بلوک هایی که قبلاً ذخیره کرده است ذخیره و ذخیره می کند. به طور خلاصه، این چیزی است که گره ها انجام می دهند:

• گره‌ها بررسی می کنند که آیا یک بلوک از تراکنش ها معتبر است و آن را می پذیرند یا رد می کنند.
• گره‌ها بلوک های تراکنش ها را ذخیره می کنند (ذخیره تاریخچه تراکنش های بلاک چین).

گره ها این تاریخچه تراکنش را به گره های دیگری که ممکن است نیاز به همگام سازی با بلاک چین داشته باشند (نیاز به به روز رسانی در تاریخچه تراکنش دارند) پخش می کنند.

تفاوت بین ماینر و گره

یک ماینر همیشه باید یک گره کامل را اجرا کند تا تراکنش های معتبر را برای تشکیل یک بلوک جدید انتخاب کند. بدون گره کامل، نمی‌تواند تعیین کند که چه تراکنش‌های پیشنهادی با توجه به تاریخچه تراکنش‌های بلاک چین معتبر هستند (معروف به اینکه تمام موجودی‌های موجود در تراکنش‌ها برای انجام تراکنش‌های پیشنهادی کافی باشد)، زیرا به تاریخچه کامل بلاکچین دسترسی ندارد. بنابراین، ماینر همیشه یک گره کامل نیز هست. با این حال، یک گره لزوماً به طور همزمان یک ماینر نیست. یک دستگاه می‌تواند یک گره کامل را با دریافت، ذخیره و پخش تمام داده‌های تراکنش (مانند یک سرور) بدون ایجاد بلوک‌های جدیدی از تراکنش‌ها اجرا کند. در این مورد بیشتر شبیه یک نقطه عبور با دایرکتوری عمل می کند، در حالی که یک ماینر یکسان است اما همزمان سعی می کند بلوک های جدیدی از تراکنش ها را نیز ایجاد کند.

سخن پایانی

گره ها می توانند آنلاین یا آفلاین باشند. گره های آنلاین تمام آخرین بلوک های تراکنش ها را از و به گره های دیگر دریافت، ذخیره و پخش می کنند، در حالی که گره های آفلاین این کار را نمی کنند. هنگامی که یک گره آفلاین دوباره آنلاین می شود، باید ابتدا با دانلود تمام بلوک هایی که از زمان آفلاین شدن گره به بلاک چین اضافه شده اند، به بقیه بلاک چین برسد. این فرآیند اغلب به عنوان همگام سازی با بلاک چین شناخته می شود.

کل بلاک چین از نظر تئوری می‌تواند روی یک گره اجرا شود، اما از آنجایی که تنها در یک دستگاه ذخیره می‌شود، در برابر مواردی مانند قطع برق، هکرها یا خرابی‌های سیستمی بسیار آسیب‌پذیر خواهد بود. هرچه یک بلاک چین گره های کامل بیشتری داشته باشد، مقاومت آن در برابر چنین فجایع بهتری است. هنگامی که داده های بلاک چین در بسیاری از دستگاه ها پخش می شود، برای یک نهاد فاسد بسیار سخت خواهد بود که همه این داده ها را به یکباره پاک کند. حتی اگر تعداد زیادی از گره ها به طور ناگهانی آفلاین شوند و به دلیل یک بحران جهانی غیرقابل دسترسی شوند، یک گره از نظر تئوری می تواند کل بلاک چین را عملیاتی نگه دارد. و حتی اگر همه گره‌ها آفلاین شوند، فقط یک گره با تاریخچه بلاک چین کامل نیاز دارد تا دوباره آنلاین شود تا همه داده‌ها دوباره در دسترس باشند.