بدون شک هنگام مطالعه در مورد ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین یا خواندن مقالاتی در مورد بلاک چین با اصطلاح گره یا گره برخورد کرده اید. در مفهوم کلی، یک گره در بلاک چین به عنوان یک شرکت کننده در شبکه در نظر گرفته می شود. همانطور که می دانید، بلاک چین یکی است فناوری غیرمتمرکز و هیچ نهادی آن را کنترل نمی کند. گره ها در این فناوری به نوعی نگهبان و ضامن عدم تمرکز شبکه هستند. در این مقاله می خواهیم به این سوال پاسخ دهیم که نود چیست؟
گره در بلاک چین چیست؟
شاید پاسخ به این سؤال که نود چیست، کمی پیچیده به نظر برسد، اما به زبان ساده هر سیستم کامپیوتری گره ای که به شبکه بلاک چین متصل می شود یک گره است. قبلاً اشاره کردیم که بلاک چین ها سیستم های غیرمتمرکز هستند که یک سرور مخفی مرکزی و یک کنترل کننده واحد ندارند. این فقدان یک نهاد مرکزی توسط شرکت کنندگان یا گره ها جبران می شود. گره ها همچنین تراکنش های همتا به همتا (P2P) را در بستر شبکه فعال می کنند.
نود را می توان به زبان دیگری نیز تعریف کرد. رایانه ای که نرم افزارهای شبکه را روی سیستم خود پیاده سازی می کند و از طریق اینترنت به رایانه های مشابه دیگر متصل می شود. هر چه تعداد این کامپیوترها بیشتر باشد. زیرساخت شبکه بلاک چین قوی تر می شود و مقیاس پذیری آن در حال افزایش است.
طبقه بندی گره ها در بلاک چین
گره ها را می توان مشتریانی در نظر گرفت که عملکرد کیف پول های دیجیتال را فراهم می کنند. در شبکه بلاک چین دو دسته گره داریم. گره های کامل، گره های نور (SPV)، گره معدن و SUPER KNOT
کل نود
یک گره کامل یکی از اجزای اصلی یک مدار است. می توان گفت در غیاب این عضو، بلاک چین عملا از کار می افتد. این گره در شبکه وظیفه تایید تراکنش ها و حفظ امنیت سیستم را بر عهده دارد. گره کامل یک عکس فوری از شبکه را دانلود می کند و به عنوان یک سرور مرکزی عمل می کند.
همچنین برای ایجاد تغییرات در شبکه، گره کامل باید در رای گیری شرکت کند. برای ایجاد هرگونه تغییر در پلتفرم بلاک چین، بیش از 50 درصد از گره های کامل باید با آن تغییر موافقت کنند. اگر 51 درصد از آنها مخالف تغییر مورد نظر باشند. این تغییر اتفاق نخواهد افتاد.
در این حالت، بلاک چین باید برای ایجاد تغییرات جدید فورک کند که به آن “هارد فورک” می گویند. در نتیجه عامل ایجاد چنگال هارد نیز گره های کامل هستند. این گروه از گره های بلاک چین به چندین زیر گروه تقسیم می شوند:
- اصلاح شده
- آرشیو
- سرمایه گذار
- مرجع
- گره اصلی
نود سبک
نوع دیگر نود، نور نود است. به جای دانلود نسخه کامل بلاک چین، این گره بررسی می کند که کدام بلوک آخرین بلوک در زنجیره است و برای انجام تراکنش در زمان فعلی مناسب است. Light Node یا SPV که به آن Light Node نیز می گویند. در فرآیند ارزهای دیجیتال روزانه استفاده می شود و بر گره های کامل متکی است. گره سبک به معنای یک گره تایید پرداخت ساده است، به منابع زیادی نیاز ندارد و سهولت کار جایگزین امنیت می شود.
نکته: نوع دیگری از گره ها نیز در بلاک چین فعال هستند که به آنها گره های استخراج یا استخراج کننده می گویند. گره های ماینینگ با استفاده از سخت افزار قدرتمند و استفاده از قدرت پردازشی سیستم خود و یا از طریق دستگاه های ماینینگ، بلوک های جدید شبکه را استخراج کرده و از شبکه پاداش دریافت می کنند.
نود استخراج کننده
گره های ماینینگ نوع دیگری از گره های ارز دیجیتال هستند که وظیفه تایید تراکنش های شناور را بر عهده دارند. یکی از مهم ترین ویژگی های این گره ها این است که برای تایید تراکنش و استخراج بلاک جدید فقط باید اطلاعات بلاک قبلی را دریافت کنند. گره های ماینینگ از ماشین های استخراج قدرتمند برای استخراج بلوک های جدید استفاده می کنند و برای این کار از شبکه پاداش دریافت می کنند.
ماینرها می توانند عملیات استخراج را به صورت جداگانه یا گروهی انجام دهند. ماینرهایی که به صورت انفرادی قصد ماینینگ دارند باید گره کامل را فعال کنند اما ماینرهایی که به استخر ماینینگ متصل می شوند نیازی به این کار ندارند و فقط مسئول استخر ماینینگ باید گره کامل را فعال کند.
ابرگره
نوع دیگر گره ارز دیجیتال، سوپر نود است. سوپر گره ها گره هایی هستند که همه اعضا می توانند ببینند. مهمترین وظیفه سوپر نودها برقراری ارتباط بین دو گره است. به عبارت دیگر می توان گفت سوپر گره ها یک کانال ارتباطی هستند. سوپر نودها 24 ساعت شبانه روز فعال هستند و بنابراین نیاز به اینترنت پرسرعت و مصرف برق دارند.
وظایف اصلی گره ها در یک بلاک چین چیست؟
گره ها در ارز دیجیتال دو وظیفه مهم دارند که در ادامه به توضیح آن ها می پردازیم.
پیاده سازی الگوریتم اجماع در بلاک چین
فرض کنید می خواهید مقداری بیت کوین را به کیف پول دیجیتال یکی از دوستانتان منتقل کنید. در این صورت، با انجام مراحل انتقال، تراکنش را به پلتفرم شبکه ارسال می کنید. تضمین انجام این تراکنش، دریافت تاییدیه از گره های شبکه می باشد. این بدان معناست که باید منتظر بمانید تا نودها تراکنش شما را تایید کنند.
فرآیند دریافت تایید از یک گره در بلاک چین، الگوریتم اجماع نامیده می شود. این الگوریتم شامل مراحل اعتبار سنجی و تایید تراکنش ها می باشد و مسئولیت آن بر عهده گره ها می باشد. مکانیزم اجماع یکی از ارکان اصلی امنیت شبکه است.
الگوریتم اجماع به دو شکل پیاده سازی می شود: اثبات کار و اثبات سهام، که در آن گره ها نقش اصلی را در هر دو روش بازی می کنند.
Proof of Work (PoW): در این روش گره ها با دانلود نسخه عمومی وارد شبکه می شوند و می توانند در تایید و تایید تراکنش ها شرکت کنند.
اثبات سهام (PoS): این روش با توجه به مقدار ارز ذخیره شده در کیف پول گره ها انجام می شود. هر گره بسته به مقدار ارزی که در کیف پول خود دارد می تواند تراکنش ها را تایید کند.
محافظت از بلاک چین در برابر حملات 51٪
بعد از الگوریتم اجماع، گره ها کارهای مهم دیگری را نیز در زنجیره بلوکی انجام می دهند. همانطور که در ابتدای مقاله اشاره کردیم؛ وجود نود امنیت شبکه را تضمین می کند.
حملات 51 درصدی که خطرناک ترین و رایج ترین حملات علیه بلاک چین هستند، به گونه ای رخ می دهند که مهاجم یا مهاجمان می توانند 50 درصد از قدرت پردازش شبکه را در اختیار بگیرند و عملکرد عادی آن را مختل کنند.
از آنجایی که شبکه سرور مرکزی ندارد. مهاجم باید به سیستم های خصوصی گره ها دسترسی پیدا کند. با افزایش تعداد گره ها در بلاک چین، احتمال حمله تا 51 درصد کاهش می یابد. زیرا در این شرایط مهاجمان باید پول، زمان و انرژی بیشتری را برای دسترسی به سیستم ها صرف کنند.
در حال حاضر می توان گفت شبکه بیت کوین به دلیل تعداد زیاد کاربران یا گره هایش 51 درصد در برابر حملات ایمن است.
ایجاد تغییرات از گره های روی بلاک چین
تغییر در شبکه بلاکچین آسان نیست. تغییرات در این سیستم معمولاً مربوط به پارامترهای اجماع مانند پاداش استخراج بلوک جدید، زمان استخراج بلوک، انتقال از الگوریتم PoW به PoS، اجرای برنامه های جدید و موارد مشابه دیگر است.
طبق الگوریتم اجماع، کوچکترین تغییرات باید توسط همه یا تعداد زیادی از کاربران تایید شود. این فرآیند منجر به عدم پذیرش تغییرات مورد نظر توسط اکثریت شبکه می شود. برای ایجاد یک شاخه جدید در سیستم. این فورک ها فورک نامیده می شوند و در دو حالت هارد فورک و سافت فورک رخ می دهند. در زیر نقش گره را در این فرآیندها در نظر خواهیم گرفت.
گره ها در هارد فورک
هارد فورک زمانی اتفاق می‌افتد که تمام گره‌های کامل (بیش از 51 درصد) در مورد تغییر اختلاف نظر داشته باشند. پس از ایجاد هارد فورک، تمامی گره ها باید سیستم خود را با آپدیت جدید به روز کنند و کسانی که این آپدیت را دریافت نکنند، از شبکه و از طریق الگوریتم اجماع رد می شوند.
هارد فورک معمولا منجر به از دست دادن تعداد زیادی گره در شبکه می شود. این روند و کاهش تعداد گره هایی که امنیت شبکه های بلاک چین را تضمین می کنند، سیستم را دچار اختلالات امنیتی می کند. به همین دلیل، توسعه دهندگان و گره های کامل به طور کلی از ایجاد تغییرات بزرگ و کلی در بستر شبکه اجتناب می کنند.
گره در سافت فورک
روش دیگر ایجاد تغییرات در بلاک چین سافت فورک ها است. سافت فورک نرم تر از هارد فورک است و گره ها را مجبور نمی کند تا فوراً نرم افزار را به روز کنند.
در این صورت، اگر بیش از 95 درصد از گره ها به روز رسانی جدید را دریافت کنند، الگوریتم اجماع به طور خودکار تغییر می کند و سپس گره ها و تراکنش هایی که از قوانین جدید پیروی نمی کنند، از شبکه رد می شوند.
اهمیت گره ها در بلاک چین
در این مقاله به این سوال که نود چیست پاسخ دادیم و تایید کردیم که نود در ارز دیجیتال بسیار مهم است. بدون آنها، امنیت شبکه به خطر می افتد و مقیاس پذیری از بین می رود. هر چه تعداد سیستم هایی که نرم افزار بلاک چین را اجرا می کنند، که به معنای واقعی کلمه آنها را گره یا گره می نامیم، بیشتر باشد، این شبکه به اهداف خود یعنی تمرکززدایی اطلاعات و انجام فرآیندهای مختلف بدون نیاز به حضور شخص ثالث، بیشتر خواهد رسید. نزدیک تر خواهد شد.