نود شبکه یا گره شبکه، بخشی جدایی ناپذیر و مهم از شبکه بلاک چین است. تصور کنید بلاک چین‌ها، دفترهای دیجیتالی غیرمتمرکز و تغییرناپذیری هستند که در یک شبکه همتابه‌همتا، به‌اشتراک گذاشته شده‌اند.
داده‌های تراکنش‌ها در این شبکه، به‌طور دائمی ثبت، ذخیره و رمزگذاری می‌شوند و پس از آن، تشکیل بلوک و سپس زنجیره می‌دهند. نود شبکه به پیش رفتن این پروسه کمک می‌کند.
در ادامه مطلب به‌صورت دقیق با گره شبکه در بلاک چین آشنا می‌شوید.
نود شبکه یا گره شبکه چیست؟
در شبکه بلاک چین، نود شبکه یا گره‌های شبکه (Node)، اجزای مهمی هستند که به‌طور مستقل از یک‌دیگر، برای پردازش تراکنش‌های شبکه باهم هماهنگ شده‌اند. هر نود شبکه می‌تواند اطلاعاتی را دریافت کند، تراکنش‌ها را تایید کند و همگام‌سازی با سایر نودهای شبکه را انجام دهد. درواقع، نودها به عنوان نقطه‌های مرکزی برای شبکه عمل می‌کنند و بدون آن‌ها، شبکه نمی‌تواند به درستی کار کند.
نودهای شبکه، دستگاه‌های فیزیکی و الکترونیکی (معمولا رایانه) هستند که کپی‌هایی از زنجیره های که یک شبکه را به هم متصل می‌کنند نگه می‌دارند و زیرساخت شبکه بلاک چین را تشکیل می‌دهند.
مسئولیت اصلی یک نود بلاکچینی تایید قانونی بودن هر دسته تراکنش جدید است که با عنوان بلاک شناخته می‌شوند. به‌علاوه، تخصیص یک شناسه معتبر به هر نود در شبکه باعث شناسایی آسان یک نود از سایر نودها می‌شود.
استفاده از نود شبکه در شبکه‌های بلاک چین، به دلیل مزایایی چون افزایش امنیت، افزایش دسترسی به اطلاعات و کاهش وابستگی به واسطه‌ها برای انجام تراکنش‌ها، بسیار مهم است. همچنین، نودهای شبکه می‌توانند به عنوان یک منبع اطلاعاتی برای تحلیل‌گران و توسعه‌دهندگان بلاک چین استفاده شوند تا بتوانند بهبودهایی در شبکه ایجاد کنند.
روتر، مودم، سوییچ، کامپیوترها، هاب، سرورها و چاپگرها و درکل هرچیزی که یک IP آدرس داشته باشد، می‌تواند به‌عنوان یک نود شبکه عمل کند.
نحوه عملکرد نودها در شبکه
زمانی که یک ماینر قصد اضافه کردن بلاک جدیدی از تراکنش‌ها به بلاک چین را دارد، به تمام نودهای شبکه درخواست می‌دهد؛ ممکن است نودها براساس اعتبار یک بلاک، این بلاک را قبول و یا رد کنند. اعتبار یک بلاک معمولا از لحاظ اعتبار امضاها و تراکنش‌ها سنجیده می‌شود.
بعد از این که نود شبکه یک بلاک را قبول می کند، بلاک در صدر بلاک‌های موجود ذخیره می‌شود.
از وظایف نودها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تشخیص اینکه تراکنش‌های موجود در هر بلاک قانونی است یا نه
- ذخیره بلاک‌ها و تاریخچه تراکنش‌ها
- به‌روزرسانی و همگام‌سازی تاریخچه تراکنش‌ها با دیگر نودها
چرا نود شبکه بلاک چین اهمیت دارد؟
نودها به عنوان نقطه ارتباطی میان کاربران و شبکه عمل می‌کنند. هر چه تعداد نودها در شبکه بیشتر باشد، احتمال این که یک حمله امنیتی به شبکه انجام شود کم‌تر می‌شود. همچنین، از آن‌جا که هر نود بلاک چین یک کپی از دفتر کل دارد، این به کاربران اجازه می‌دهد تا برای انجام تراکنش‌ها و بررسی وضعیت حساب خود، به‌صورت مستقل از شبکه استفاده کنند، بدون اینکه به وسیله واسطه‌هایی مانند بانک‌ها و سایر ارائه‌دهندگان خدمات مالی وابسته شوند.
عدم وجود نودها در شبکه بلاک چین می‌تواند به گردش اطلاعات نامتعادل و کندی در پردازش تراکنش‌ها منجر شود. بنابراین، نودهای بلاک چین به عنوان یکی از مهم‌ترین اجزای شبکه بلاکچین شناخته می‌شوند و باعث افزایش امنیت، قابلیت دسترسی و کارایی در شبکه بلاکچین می‌شوند.
انواع نود شبکه
نودهای شبکه می‌توانند به دسته‌بندی‌های مختلفی مانند:
- نود کامل (Full node):
نودهای کامل (Full Nodes) دارای کلیه اطلاعات بلاکچین هستند و تمامی تراکنش‌ها و بلاک‌هایی که در شبکه ایجاد شده‌اند را دریافت و ذخیره می‌کنند، داده‌ها را همگام‌سازی و توزیع می‌کنند و درکنار تمام این‌ها، بلوک‌های جدید را نیز اعتبارسنجی می‌کنند. ایجاد یک پایگاه داده قابل و اعتماد و شفاف نیز از وظایف نود شبکه کامل است. دو نوع نود کامل وجود دارد: نود کامل تعدیل یافته (Pruned full node) و نود کامل آرشیوی (Archival full node).
- نود کامل تعدیل یافته (Pruned full node):
مشخصه اصلی یک نود شبکه کامل تعدیل یافته، محدودیت حافظه‌ای است که برای آن تنظیم شده. عملکرد Pruning به‌معنای هَرَس یا تعدیل، زمانی شروع می‌شود که نود، یک بلاک را به‌صورت کامل دانلود می‌کند و شروع به حذف تمام متادیتاها از قدیمی‌ترین بلوک‌های ثبت‌شده می‌کند و فقط آخرین ورودی‌ها را نگه می‌دارد. عملکرد این نود، امنیت را بر ذخیره‌سازی اولویت می‌دهد.
- نود کامل آرشیوی (Archival full node):
نود شبکه کامل آرشیوی، کل دفتر بلاک چین را ذخیره می‌کند و تمام تراکنش‌ها را تا بلوک پیدایش ثبت می‌کند. این دسته از نودها، رایج‌ترین گره‌ها هستند و در چهار گروه دسته‌بندی می‌شوند: نودهای مرجع (Authority nodes)، نودهای استخراج (Mining nodes)، مسترنودها (Master nodes) و نودهای استیکینگ (Staking nodes).
- نودهای مرجع (Authority nodes):
نودهای مرجع توسط یک اجتماع انتخاب می‌شوند تا به‌عنوان نظم‌دهنده‌ای برای یک بلاک چین خصوصی یا نیمه متمرکز عمل کنند.
- نودهای استخراج (Mining nodes):
ماینرها در واقع نودهای بلاک چینی هستند که هدفشان اثبات به پایان رساندن کار مورد نیاز برای ایجاد یک بلاک است و این ماینرها می‌توانند نود کامل و یا نود سبک باشند. این نودها به منظور حل مسئله ریاضی سختی که به عنوان Proof of Work شناخته می‌شود، استفاده می‌شوند و این فرایند به عنوان استخراج (Mining) شناخته می‌شود. نودهای استخراج در برخی شبکه‌های بلاکچین، مانند بیت کوین، به عنوان مهم‌ترین نوع نودها شناخته می‌شوند.
- مسترنودها (Master nodes):
این بخش از گره‌ها، تراکنش‌ها را تایید و سوابق را حفظ می‌کنند. مسترنودها بلوک جدید تولید نمی‌کنند.
- نودهای استیکینگ (Staking nodes):
نودهای استیکینگ در فرایند احراز هویت خود از روش Staking استفاده می‌کنند. این نوع گره شبکه، با استفاده از دارایی‌هایی که به‌عنوان وثیقه قفل شده‌اند، یک مدل اجماع اثبات سهام (PoS) را به‌طور تصادفی برای کاربرانی که معیارهای از پیش تعیین‌شده‌ای را برآورده کرده‌اند، تعیین می‌کنند.
- نود سبک (Light nodes):
این گره‌ها به دنبال گره‌های آرشیوی محبوب شدند. این نود شبکه برای پردازش سریع و ساده تراکنش‌ها طراحی شده است. لایت نودها فقط به داده‌های ضروری دسترسی دارند و برای عملکرد خود به نودهای کامل وابسته هستند.
- نودهای لایتنینگ (Lightning nodes):
این دسته از نودها، برای مقابله با تراکم و ازدحام شبکه طراحی شده‌اند. نودهای لایتنینگ تراکنش‌های خارج از زنجیره را، از طریق اتصالات خارج از شبکه انجام می‌دهند و تراکنش بعد از پردازش، به بلاک چین اصلی اضافه می‌شود. این راه حل بار شبکه را کم می‌کند و تبادلات را آنی و کم هزینه انجام می‌دهد.
- سوپر نودها (Super Nodes):
ناشناخته‌ترین نوع نود شبکه، این نوع از گره‌ها هستند. سوپرنودها برای انجام امور تخصصی بر بستر بلاک چین (مانند اجرای تغییرات روی پروتکل یا حفظ پروتکل‌ها) طراحی شده و اجرا می‌شوند.
تفاوت نود و ماینر چیست؟
در شبکه بلاک چین، نودها (Nodes) و ماینرها (Miners) هردو نقش مهمی اجرا می‌کنند و هر دو نوع دستگاه، به عنوان یک قطعه از پازل بزرگ‌تر بلاک چین، یا دفتر کل شبکه، شناخته می‌شوند. اما تفاوت میان آن‌ها در گرفتن نقش‌های مختلف در شبکه و عملیات انجام شده توسط هرکدام است.
نودها به عنوان مهم‌ترین بخش شبکه بلاک چین شناخته می‌شوند. آن‌ها به عنوان یک نقطه ارتباطی میان کاربران و شبکه عمل می‌کنند؛ نود شبکه به منظور پردازش تراکنش‌ها و تایید صحت آن‌ها در شبکه بلاکچین استفاده می‌شود. نودها همچنین به منظور نگهداری کپی از دفتر کل بلاک چین و انتقال آن به سایر نودها در شبکه نیز استفاده می‌شوند. نودها می‌توانند به صورت کامل (Full Node) یا سبک (Light Node) وجود داشته باشند.
از سوی دیگر، ماینر به منظور حل مسئله ریاضی سختی که به عنوان Proof of Work یا PoW شناخته می‌شود، استفاده می‌شود. این فرایند به عنوان استخراج (Mining) شناخته می‌شود. در این فرایند، ماینرها به منظور حل مسئله ریاضی، کامپیوترهای خود را به صورت پیوسته به دفتر کل بلاکچین متصل می‌کنند. ماینرها می‌توانند در ازای کاری که در شبکه انجام می‌دهند، ارزهای دیجیتال مختلفی نیز پاداش بگیرند.
