نود (Node) چیست؟ همه چیز در مورد نُود یا گره در بلاک چین

تمرکززدایی کلیدواژه‌ای است که فناوری بلاک‌چین بیش از پیش بر سر زبان‌ها افتاده است. در واقع شبکه‌های بلاک‌چین آمده‌‌اند تا وابستگی نهادهای متمرکز برای فعالیت‌های مالی، ارتباطی و … را تا حد ممکن کاهش دهند. به‌عنوان مثال می‌توان به بیت کوین به‌عنوان ارز دیجیتال همتا به همتا (Peer to Peer) اشاره کرد که برای تراکنش‌های الکترونیک بدون نیاز به شخص ثالث، کاربرد دارد. 

سوال اساسی این است که در یک شبکه‌ی غیرمتمرکز، مدیریت فعالیت‌ها و تامین امنیت چگونه صورت می‌گیرد؟ اینجاست که پای مفهوم مهمی به‌نام نود (Node) یا گره به‌میان می‌آید. در شبکه‌های بلاک‌چین گوناگون، انواع مختلفی از نودها وجود دارند که وظایف خاصی بر عهده‌ی هر یک از آن‌هاست؛ بعضی صرفا در اجرای تراکنش‌ها ایفای نقش می‌کنند و برخی دیگر داده‌های شبکه را نیز ذخیره می‌نمایند. در این مطلب بررسی می‌کنیم که نود چیست و انواع آن در بلاک‌چین به چند دسته تقسیم می‌شوند. تا پایان این مطلب با ما همراه باشید. 

 

نود (Node) یا گره چیست؟ 

هر شبکه‌ی بلاک‌چین توسط چند نود یا گره اداره می‌شود. در برخی از بلاک‌چین‌ها مانند بیت کوین، هیچ محدودیتی در تعداد نودهای مجاز برای فعالیت در شبکه وجود ندارد. این در حالی است که برخی دیگر از بلاک‌چین‌ها مانند ریپل، تنها توسط تعداد مشخصی از گره‌ها اداره می‌شوند. 

نودها به‌عنوان ذی‌نفعان اصلی در یک شبکه بلاک‌چین شناخته می‌شوند که اجازه‌ی دسترسی به دفتر کل توزیع شده را دارند. معمولا گره‌ها با یکدیگر در ارتباط هستند و هر یک نیز وظایف خاصی را در شبکه دنبال می‌کنند. در عین حال، هر یک از گره‌ها یک شناسه‌ی منحصربه‌فرد دارند که آن‌ها را از سایرین در شبکه متمایز می‌کند. 

نود در بلاک‌چین
نود در بلاک‌چین

اصلی‌ترین وظیفه نودها در بلاک‌چین، اعتبارسنجی و تایید تراکنش‌هاست. نحوه‌ی اجرای این وظیفه بستگی به مکانیزم اجماع در یک شبکه‌ی بلاک‌چین دارد. به‌عنوان مثال در شبکه‌ی بیت کوین، ماینرها هستند که با استفاده از دستگاه‌های سخت افزاری، ضمن تایید تراکنش‌ها، آن‌ها را در قالب بلوک به زنجیره اصلی اضافه می‌کنند. این بلاک‌چین از الگوریتم اجماع اثبات کار (Proof of Work) استفاده می‌کند. 

در مقابل می‌توان به بلاک‌چین اتریوم اشاره کرد که از مکانیزم اجماع اثبات سهام (PoS) بهره می‌گیرد. در این شبکه، نودها برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها، نیازی به استفاده از دستگاه‌های سخت افزاری پیشرفته ندارند. بلکه تنها از طریق سپرده‌گذاری تعدادی ارز دیجیتال اتریوم، می‌توانند نقش خود را ایفا کنند. این فرآیند تحت عنوان استیکینگ (Staking) شناخته می‌شود. 

 

چرا نود در شبکه بلاک چین اهمیت دارد؟

به زبان ساده باید بگوییم که بار تمرکززدایی شبکه‌های بلاک‌چین را نودها بر دوش می‌کشند. اگر به‌هر دلیلی نودها در یک بلاک‌چین وظایف خود را به‌درستی ایفا نکنند، در این صورت امنیت شبکه با چالشی جدی روبه‌رو می‌شود. گره‌های آنلاین باید به‌صورت تمام وقت در شبکه حضور داشته، به‌روزرسانی داده‌ها را ذخیره کرده و با سراسر شبکه به اشتراک بگذارند. این در حالی است که گره‌های آفلاین تنها هر بار که آنلاین می‌شوند، باید آخرین نسخه دفتر کل توزیع شده را دانلود کنند. 

هر چه تعداد گره‌های فعال در یک شبکه‌ی بلاک‌چین بیشتر باشد، تمرکززدایی در آن بیشتر عملیاتی می‌شود. پراکندگی بیشتر نودها باعث می‌شود تا آسیب‌پذیری شبکه‌های بلاک‌چینی در برابر حملات هکری کاهش پیدا کند. چرا که هکرها برای دسترسی به اطلاعات شبکه و اعمال تغییر در آن‌ها مجبور خواهند شد تعداد بیشتری از سیستم‌ها را به‌طور همزمان هک کنند و این موضوع کار را برای آن‌ها دشوارتر می‌سازد. 

 

وظایف نود چیست؟ 

تامین امنیت بلاک‌چین، تأیید و اعتبارسنجی تراکنش‌ها، مهم‌ترین وظیفه نودها در شبکه‌ است. برای ایفای این نقش، گره‌ها اقدامات مختلفی را در شبکه‌ها انجام می‌دهند. البته باید توجه داشته باشید که الزاما یک نود به‌طور کامل همه‌ی وظایف زیر را انجام نمی‌دهد. بلکه در بعضی از شبکه‌ها شاهد تفکیک وظایف بین گره‌های مختلف هستیم. از وظایف نود‌ها می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم: 

  • به‌روش‌های مختلف داده‌های شبکه را پردازش می‌کنند. 
  • ارتباط بین دستگاه‌های مختلف متصل به شبکه را تسهیل می‌کنند. 
  • داده‌های شبکه را ذخیره و مدیریت می‌کنند. 
  • درباره‌ی نحوه اداره‌ی شبکه بلاک‌چین در قالب رای‌گیری تصمیم‌گیری می‌کنند. 
  • مسیر انتقال داده‌ها در شبکه را مشخص می‌کنند. 
  • امنیت شبکه را تامین می‌کنند. 
  • وضعیت و عملکرد سیستم را مانیتور می‌کنند. 
  • رابط‌هایی (API) را برای تعامل کاربران با یکدیگر فراهم می‌کنند. 
انواع نود در بلاک‌چین
انواع نود در بلاک‌چین

انواع نود چیست؟ 

انواع نود در بلاک‌چین را می‌توان در گروه‌های مختلف دسته‌بندی کرد. واقعیت است که بسته به معماری شبکه‌های بلاک‌چین، ممکن است وظایف و شرایط خاصی برای نودهای در نظر گرفته شود. در یک دسته‌بندی کلی، انواع نود در بلاک‌چین را می‌توان به گروه‌های زیر تقسیم‌بندی کرد: 

 

1. نود کامل (Full Node) 

مهم‌ترین گره‌ها در هر شبکه‌ی بلاک‌چین، نودهای کامل هستند. این گره‌ها همواره یک نسخه‌ی کامل از دفتر کل توزیع شده را ذخیره می‌کنند. به‌همین دلیل به‌صورت لحظه‌ای تاریخچه کامل اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها را در اختیار دارند. نکته مهم این است که هر نود کامل به‌صورت مستقل از سایر اعضا فعالیت می‌کند و در عین حال باید هماهنگی کامل با سایر نودها داشته باشد تا یکپارچگی شبکه به‌خوبی حفظ شود. 

قبل از اضافه کردن یک بلوک جدید به زنجیره، نودهای کامل داده‌های مرتبط با تراکنش‌های موجود در آن را بررسی می‌کنند تا از صحت آن‌ها مطمئن شوند. معمولا هر بلوک در صورت تایید تعداد مشخصی از نودهای کامل به زنجیره اضافه می‌شود. معمولا توسعه دهندگان شبکه‌های بلاک‌چین، بازیگران بزرگ ارزهای دیجیتال و سازمان‌های فعال در زمینه‌ی امنیت سایبری به‌عنوان نود کامل در شبکه‌ها فعالیت می‌کنند.

هر گونه تغییر و تحول در معماری شبکه بلاک‌چین باید با تایید بیش از نیمی از نودهای کامل صورت بگیرد. دقت داشته باشید که اگر این اتفاق رخ دهد، تغییرات در یک شبکه به‌صورت سافت فورک (Soft Fork)  و بدون نیاز به ایجاد بلاک‌چین جدید اعمال می‌شود. در غیر این صورت نیاز به اجرای هارد فورک (Hard Fork) و ایجاد بلاک‌چین جدید برای اعمال تغییر وجود دارد. 

انواع نودهای کامل در یک شبکه بلاک‌چین خود به چند دسته تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از: 

  • نود تعدیل یافته (Pruned Full Node)

به مرور زمان، ظرفیت اختصاص یافته برای ذخیره‌ی اطلاعات در یک شبکه تکمیل می‌شود؛ به‌همین دلیل برای ایجاد فضای ذخیره‌سازی کافی، تنها اطلاعات سرشاخه‌ها در هر بلوک حفظ شده و سایر داده‌ها به‌ترتیب از قدیمی به جدید حذف می‌گردند. این وظیفه در اختیار برخی از نودهای کامل تحت عنوان گره تعدیل یافته قرار دارد. 

  • نود بایگانی (Archival Full Node)

نودهای بایگانی یا آرشیوی همان‌طور که از نامشان مشخص است، وظیفه‌ی ذخیره سازی کامل اطلاعات یک شبکه‌ی بلاک‌چینی را بر عهده دارند. این نودها ظرفیت ذخیره‌سازی به‌مراتب بیشتری در مقایسه با گره‌های تعدیل یافته را در اختیار شبکه بلاک‌چین قرار می‌دهند.

  • نود مرجع (Authority Nodes)

همان‌طور که اشاره کردیم، در برخی از شبکه‌های بلاک‌چینی تنها تعداد مشخصی نود برای تایید و اعتبارسنجی تراکنش‌ها مشارکت می‌کنند. این گره‌ها از طریق مکانیزم رای‌گیری بین تمام نودهای فعال در شبکه انتخاب می‌شوند و اصطلاحا به آن‌ها نود مرجع گفته می‌گویند. 

  • نود سهام‌گذاری (Staking Nodes)

در بلاک‌چین‌هایی که از الگوریتم اجماع اثبات سهام برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها بهره می‌گیرند، نودهای سهام‌گذاری فعالیت می‌کنند. این نودها تعداد مشخصی از توکن‌های خود را به‌عنوان وثیقه در بلاک‌چین قفل می‌کنند. مثلا در شبکه‌ی اتریوم، هر نود سهام‌گذار باید حداقل 32 رمزارز اتریوم را سپرده‌گذاری کند. معمولا هر چه تعداد توکن‌های سپرده‌گذاری شده بیشتر باشد، نود سهام‌گذاری شانس بیشتری برای انجام وظایف خود دارد. 

  • مستر نود (Masternodes)

مستر نود نیز هدف اعتبارسنجی تراکنش‌ها و حفظ سابقه معاملات در شبکه را بر عهده دارد. در عین باید توجه داشته باشید که مستر نود تحت هیچ شرایطی امکان اضافه کردن بلوک‌های جدید به زنجیره را ندارند. حضور دائمی مستر نود در یک شبکه برای تامین امنیت آن ضروری است. 

 

2. نود ماینر (Miner Node) 

 حتما این سوال را مطرح می‌کنید که تفاوت نود و ماینر چیست؟ ماینرها در هر شبکه بلاک‌چین نوعی نود هستند. در مفهوم عام، نودها در یک شبکه‌ی بلاک‌چین همتا به همتا برای ذخیره‌سازی داده‌ها مشارکت می‌کنند. این در حالی است که ماینرها وظیفه تایید تراکنش‌ها و ایجاد بلوک‌های جدید در شبکه را بر عهده دارند. 

نودها برای اتصال به شبکه‌ی بلاک‌چین تنها نیاز به نصب نرم افزار و اتصال پایدار به اینترنت را دارند، اما ماینرها باید دستگاه‌های سخت افزاری را تهیه کنند که توان پردازشی بالایی برای حل مسائل پیچیده ریاضی داشته باشند. بنابراین ماینرها باید تنها نقش نود کامل را ایفا کنند. 

نود ماینر شبکه بیت کوین
نود ماینر شبکه بیت کوین

ماینرها به دلیل استفاده از دستگاه‌های سخت افزاری پیچیده، مصرف برق بالایی دارند. این در حالی است که نودها با چنین چالشی روبه‌رو نیستند. انگیزه‌ی مالی نودها برای فعالیت در شبکه چندان زیاد نیست. این در حالی است که ماینرها به‌صورت مستقیم با هدف دریافت پاداش استخراج در شبکه فعالیت می‌کنند. اساسا ماینرها سرمایه‌گذاری بالایی برای خرید دستگاه‌های استخراج انجام می‌دهند. به‌همین دلیل تنها در صورتی که پاداش دریافتی پاسخ‌گوی هزینه‌های اولیه و جاری آن‌ها (مصرف انرژی) باشد، به فعالیت خود در شبکه ادامه می‌دهند. 

البته باید تاکید کنیم که برخی از بلاک‌چین‌ها مانند دوج کوین امکان استخراج ارز دیجیتال بدون نیاز به دستگاه‌های سخت افزاری پیشرفته و گران قیمت را فراهم می‌کنند و می‌توانید با استفاده از یک رایانه معمولی هم به‌عنوان ماینر در این شبکه فعالیت کنید. 

 

3. نود سبک (Light Node) 

گره‌های سبک در مقایسه با نودهای کامل مسئولیت کمتری در شبکه‌های بلاک‌چین بر عهده دارند. امکان اجرای نود سبک در یک دستگاه سخت افزاری معمولی مانند کامپیوتر خانگی یا موبایل هوشمند وجود دارد. این گره‌ها وظیفه‌ای برای بارگیری کامل دفتر کل توزیع شده ندارند. 

تنها بخش کوچکی از اطلاعات مربوط به معاملات در بلوک سرشاخه (Header) یک زنجیره را ذخیره می‌کنند. به‌همین دلیل برای انجام وظیفه خود در اعتبارسنجی تراکنش‌ها و تایید بلوک‌ها، کاملا وابسته به گره‌های کامل هستند. هر چند این گره‌ها وظایف خود را سریع‌تر انجام می‌دهند؛ اما در تامین امنیت شبکه بدون حضور نود کامل ناکام می‌مانند. حضور نودهای سبک به مقیاس‌پذیری بیشتر بلاک‌چین‌ها کمک می‌کند. 

 

4. سوپر نود (Super Node)

سوپر نودها نوع خاصی از گره‌ها در شبکه‌ی بلاک‌چین هستند که وظیفه‌ی برقراری ارتباط بین نودهای مختلف را بر عهده دارند. زمانی که یک نود در یک شبکه‌ای قصد برقراری ارتباط با نود دیگر را داشته باشد، جابه‌جایی اطلاعات بین آن‌ها از طریق سوپر نودها صورت می‌گیرد. حضور تمام وقت سوپر نود در یک شبکه ضروری است تا در مواقع لازم، آماده‌ی انجام وظیفه باشد. 

Blockchain Node
Blockchain Node

چطور نود (Node) یا گره شویم؟ 

تا اینجا بررسی کردیم که نود چیست و به چند دسته تقسیم می‌شود. بسته به اینکه قصد ایفای نقش کدام نود را در شبکه دارید، باید مقدمات و امکانات خاصی را فراهم کنید. این امکانات عبارت‌اند از: 

  • منابع سخت‌افزاری (یک کامپیوتر معمولی تا دستگاه‌های ایسیک پیشرفته) 
  • اتصال به شبکه (اتصال پایدار و دائمی اینترنتی به شبکه‌ی بلاک‌چین) 
  • منابع نرم افزاری (استفاده از نرم افزار اختصاصی برای پیوستن به شبکه‌ی بلاک‌چین) 
  • دانش فنی (آشنایی کافی با مفاهیم بلاک‌چین و فناوری‌های مرتبط با آن‌) 

 

حال برای راه‌اندازی و اجرای یک گره در بلاک‌چین باید مراحل زیر را پشت سر بگذارید: 

  1. ابتدا باید یک شبکه بلاک‌چین را در بین گزینه‌های موجود برای فعالیت انتخاب کنید. 
  2. نرم افزار اختصاصی شبکه بلاک‌چین را دانلود کنید. 
  3. دستورالعمل‌های اعلام شده برای راه‌اندازی نرم افزار را اجرا کنید.
  4. دفتر کل توزیع شده بلاک‌چین را دانلود کنید تا با سایر نودها همگام شوید. 
  5. پیکربندی سیستم سخت افزاری و نرم افزاری خود را برای پیوستن به شبکه انجام دهید. 
  6. اعتبارسنجی تراکنش‌ها را آغاز کنید. 

 

کلام پایانی 

در این مقاله از بلاگ آی تی بی بررسی کردیم که نود چیست، انواع آن به چند دسته تقسیم می‌شود و چه وظایفی را در شبکه بلاک‌چین بر عهده دارد. بدون حضور نودها، یک شبکه‌ی بلاک‌چین نمی‌تواند به فعالیت خود ادامه دهد. همچنین اگر نودها وظایف خود را به‌درستی انجام ندهد، بلاک‌چین‌ها در برابر حملات هکری به‌شدت آسیب پذیر می‌شوند. 

روی‌هم‌رفته باید توجه داشته باشید که فعالیت به‌عنوان نود در کنار دریافت پاداش، مسئولیت‌های سنگینی به همراه دارد، ضمن اینکه نیاز به دانش فنی بالایی هم دارد. بنابراین بدون تدارک دیدن مقدمات لازم برای این منظور، برای فعالیت به‌عنوان نود در بلاک‌چین اقدام نکنید. 

 

سوالات متداول 

  1. نود (Node) در بلاک‌چین چیست؟ 

نود‌ها در بلاک‌چین، در فرآیند تایید تراکنش‌ها، تامین امنیت شبکه و ذخیره سازی اطلاعات فعالیت می‌کنند. 

 

  1. چند نوع نود (Node) داریم؟ 

انواع نودها به چهار دسته کامل، سبک، ماینر و سوپرنود تقسیم می‌شوند. 

 

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا