نقش نودها (nodes) در بلاکچین؛ ستون فقرات امنیت و اجماع شبکه

نقش نودها (nodes) در بلاکچین؛ ستون فقرات امنیت و اجماع شبکه

نود بلاک چین به هر دستگاهی گفته می‌شود که نرم‌افزار پروتکل یک بلاک چین را اجرا کرده و به شبکه آن متصل است. نودها نقش مدیران شبکه را ایفا می‌کنند و زیرساخت اصلی یک شبکه غیرمتمرکز را می‌سازند. در واقع، می‌توان آن‌ها را ذی‌نفعان مستقیم بلاک چین دانست. وظیفه اصلی نودها حفظ اجماع (Consensus) دفتر کل عمومی بلاک چین است؛ با این تفاوت که این وظیفه بسته به نوع نود می‌تواند متفاوت باشد.

نود بلاک چین چیست؟

نود بلاک چین به ترکیبی از یک دستگاه و نقش مشارکتی آن در اجرای نرم‌افزار پروتکل یک شبکه غیرمتمرکز گفته می‌شود. در نبود یک نهاد مرکزی، نودها به‌صورت جمعی زیرساخت حاکمیتی بلاک چین را شکل می‌دهند. مهم‌ترین مسئولیت آن‌ها حفظ اجماع بر سر دفتر کل عمومی شبکه است.

تقریباً هر دستگاهی که دارای آدرس IP باشد، می‌تواند به‌عنوان نود عمل کند؛ از جمله روترها، مودم‌ها، سوئیچ‌ها، هاب‌ها، سرورها و حتی پرینترها.

تفاوت بلاک چین با دیتابیس چیست؟

نقش نودها (nodes) در بلاک چین چیست؟

برای درک نقش نود در بلاک چین، ابتدا باید خود بلاک چین را بهتر بشناسیم. بلاک چین به زبان ساده یک دفتر کل دیجیتال، غیرمتمرکز و تغییرناپذیر است که در یک شبکه همتا به همتا (Peer-to-Peer) به اشتراک گذاشته می‌شود. داده‌های تراکنش به‌صورت دائمی ثبت، ذخیره و رمزنگاری شده و در قالب «بلاک»‌هایی که به یکدیگر زنجیروار متصل هستند، نگهداری می‌شوند.

دستگاه‌های فیزیکی و الکترونیکی، معمولاً کامپیوترها، که نسخه‌هایی از این زنجیره را ذخیره کرده و شبکه را فعال نگه می‌دارند، نود نامیده می‌شوند.

به گفته تیل وندلر، هم‌بنیان‌گذار پلتفرم بلاک چینی Peaq، در ساده‌ترین تعریف، نود فقط یک دستگاه است که نرم‌افزار یک بلاک چین مشخص را اجرا می‌کند.

هاوینگ بیت کوین(BTC) چیست؟ – آینده صنعت ماینینگ بعد از هاوینگ 2028

استانیسلاو ژدانویچ، توسعه‌دهنده بلاک چین در MetaLamp، اتصال نود به شبکه را مشابه استفاده از اینترنت می‌داند. همان‌طور که مرورگر با شناخت پروتکل‌های وب امکان تعامل با سایت‌ها را فراهم می‌کند، نود نیز با شناخت پروتکل شبکه بلاک چین می‌تواند با سایر نودها تعامل داشته باشد.

او تأکید می‌کند که مشارکت در پروتکل کاملاً داوطلبانه است. هیچ تعهد دائمی وجود ندارد و هر نود می‌تواند در هر زمانی از شبکه خارج شود.

نودهای بلاک چین چگونه کار می‌کنند؟

از نظر عملیاتی، نودها سه وظیفه اصلی بر عهده دارند: نگهداری شبکه، اعتبارسنجی و دسترس‌پذیری.

نگهداری بلاک چین

نودها حافظان بلاک چین هستند. آن‌ها نسخه‌های مختلف دفتر کل را همگام نگه می‌دارند، داده‌های رمزنگاری‌شده تراکنش‌های گذشته را ذخیره می‌کنند و بلاک‌های جدید را برای رشد شبکه دریافت می‌نمایند.

اعتبارسنجی تراکنش‌ها و پیشنهادها

نودها به‌صورت الگوریتمی برنامه‌ریزی شده‌اند تا بر اساس اجماع اکثریت، تراکنش‌ها را اجرا یا رد کنند. پیشنهادهای تأییدشده به بلاک چین افزوده شده و در سراسر شبکه توزیع می‌شوند، در حالی که پیشنهادهای نامعتبر حذف می‌گردند. سازوکارهای اجماع تضمین می‌کنند که همه نودها وضعیت یکسانی از شبکه داشته باشند.

ذخیره داده‌ها و شفافیت

نودها مخازن ذخیره‌سازی داده‌های بلاک چین هستند. هر کاربری که درون شبکه به اطلاعات دسترسی پیدا می‌کند، در واقع با یک نود تعامل دارد. این داده‌ها شفاف و در دسترس عموم هستند.

به‌عنوان نمونه، وندلر به شبکه پولکادات (Polkadot) اشاره می‌کند؛ یک بلاک چین متن‌باز لایه صفر که به‌عنوان زیرساختی برای بلاک چین‌های لایه یک یا پاراچین‌ها عمل می‌کند.

انواع بلاک چین ها

در پولکادات، نودهای خاصی به نام Collator وجود دارند که هماهنگی میان پاراچین‌ها و زنجیره اصلی (Relay Chain) را بر عهده دارند و ارتباط بین پاراچین‌ها را تسهیل می‌کنند. این نودها به‌طور هم‌زمان یک فول نود از پاراچین مربوطه و یک فول نود از زنجیره اصلی را اجرا می‌کنند.

پولکادات انواع مختلفی از نودها را در خود جای داده است. نودهای Collator نقش پیام‌رسان را دارند، نودهای Validator اجماع را پشتیبانی کرده و صحت تراکنش‌ها را تضمین می‌کنند، و نودهای Archival کل تاریخچه تراکنش‌ها را ذخیره می‌کنند. بدون نودهای آرشیوی، سایر نودها قادر به انجام وظایف خود نخواهند بود.

وندلر تأکید می‌کند که قابلیت تعامل‌پذیری (Interoperability) پولکادات یکی از مهم‌ترین مزایای آن برای فضای وب 3 است، زیرا امکان استفاده هم‌زمان از صدها برنامه غیرمتمرکز در شبکه‌های مختلف را فراهم می‌کند.

چرا نودهای بلاکچین ضروری هستند؟

بلاک چین فاقد نهاد مرکزی است، بنابراین کنترل شبکه به‌صورت دموکراتیک میان نودها توزیع می‌شود. نودها با همکاری یکدیگر وظایفی مانند تأیید تراکنش‌ها، اجرای قراردادهای هوشمند و تصمیم‌گیری‌های حاکمیتی را انجام می‌دهند. تمامی توکن‌ها و قراردادهای هوشمند تنها در قالب نودها معنا پیدا می‌کنند و بدون نودها، بلاک چین عملاً زیرساخت خود را از دست می‌دهد.

۱۱ سوگیری شناختی که می‌تواند بر معاملات شما اثر بگذارد

به گفته نیکولاس ادموندز، مهندس ارشد بلاک چین در شرکت Topl، نودها منبع حقیقت یک بلاک چین هستند.

افزایش تعداد نودها به معنای تمرکززدایی بیشتر، امنیت بالاتر و مقاومت بیشتر شبکه در برابر حملات است. هرچه تعداد نودها بیشتر باشد، نفوذ به شبکه دشوارتر خواهد بود.

انواع نودهای (nodes) بلاکچین

نودهای بلاک چین بر اساس وظایفی که انجام می‌دهند دسته‌بندی می‌شوند. اگرچه تفاوت‌های عملکردی دارند، اما همگی در جهت حفظ یکپارچگی شبکه فعالیت می‌کنند.

ژدانویچ اشاره می‌کند که توسعه‌دهندگان هنگام طراحی بلاک چین دو عامل را در نظر می‌گیرند: تنوع نقش نودها و سطح مشارکت آن‌ها. برخی نودها کل تاریخچه بلاک چین را اعتبارسنجی می‌کنند و برخی دیگر تنها بخشی از داده‌ها را ذخیره می‌کنند. به بیان ساده، همه نودها یکسان نیستند.

فول نود (Full Node)

فول نودها ستون فقرات شبکه غیرمتمرکز هستند. آن‌ها کل تاریخچه تراکنش‌ها را ذخیره، همگام‌سازی و اعتبارسنجی می‌کنند و از اجرای صحیح قوانین پروتکل اطمینان می‌دهند.

فول نود هرس‌شده (Pruned Full Node)

این نوع نود دارای محدودیت حافظه است. پس از دانلود کامل بلاک چین، داده‌های قدیمی حذف شده و فقط اطلاعات ضروری و بلاک‌های اخیر نگهداری می‌شود.

فول نود آرشیوی (Archival Full Node)

این نودها کل دفتر کل بلاک چین را از بلاک اولیه ذخیره می‌کنند و رایج‌ترین نوع نود محسوب می‌شوند.

نودهای اعتباردهنده (Authority Nodes)

این نودها توسط جامعه برای مدیریت بلاک چین‌های خصوصی یا نیمه‌متمرکز انتخاب می‌شوند.

نودهای ماینینگ (Mining Nodes)

این نودها با استفاده از الگوریتم اثبات کار (Proof of Work) تراکنش‌ها را تأیید کرده و بلاک جدید تولید می‌کنند و در ازای آن پاداش دریافت می‌کنند. بیت کوین از این مدل استفاده می‌کند.

مستر نود (Master Node)

مستر نودها تراکنش‌ها را اعتبارسنجی می‌کنند اما بلاک جدید تولید نمی‌کنند.

نودهای استیکینگ (Staking Nodes)

این نودها از مدل اثبات سهام (Proof of Stake) استفاده می‌کنند و با قفل کردن دارایی، در فرآیند اعتبارسنجی مشارکت دارند.

نودهای سبک (Light Nodes)

این نودها داده‌های حداقلی را ذخیره کرده و برای عملکرد به فول نودها وابسته هستند.

نودهای لایتنینگ (Lightning Nodes)

برای کاهش ترافیک شبکه، تراکنش‌ها را خارج از زنجیره انجام داده و سپس در بلاک چین ثبت می‌کنند.

سوپر نودها (Super Nodes)

نادرترین نوع نود که برای وظایف خاص مانند اجرای تغییرات پروتکل به‌صورت موقت ایجاد می‌شوند.

در آخر

در نهایت، نودها قلب تپنده شبکه‌های بلاکچینی هستند که با حفظ اجماع، امنیت و شفافیت، امکان فعالیت یک سیستم کاملاً غیرمتمرکز و بدون نیاز به اعتماد را فراهم می‌کنند. پایداری و اعتبار هر بلاکچین، مستقیماً به عملکرد صحیح و مشارکت فعال نودهای آن وابسته است و بدون آن‌ها، مفهوم بلاکچین عملاً معنا و کارکردی نخواهد داشت.

راستی! برای دریافت مطالب جدید در کانال تلگرام یا پیج اینستاگرام سورس باران عضو شوید.