بلاکچین یک فناوری نوین است که در پیاده‌سازی ارزهای دیجیتال محبوب مانند بیت کوین و دوج کوین بسیار حائز اهمیت است. در این فناوری، گره‌ها نقشی بسیار مهم در دستیابی به شبکه بلاکچین و نظارت بر تراکنش‌های ارز دیجیتال ایفا می‌کنند. بلاکچین به صورت یک دفتر کل غیرمتمرکز عمل می‌کند و در پشت سیستم آن، گره‌ها وجود دارند که بخشی جدایی ناپذیر از نظام بلاکچین هستند. این گره‌ها وظیفه نظارت و ردیابی دقیق تراکنش‌ها را بر عهده دارند و تمامی اطلاعات مربوط به تاریخچه تراکنش‌ها را به صورت آشکار ذخیره می‌کنند. استفاده از بلاکچین و گره‌ها در شبکه بلاکچین، امکانات امنیتی زیادی را به ارزهای دیجیتال می‌بخشد. همچنین، به کاربران این ارزها اجازه می‌دهد تا بدون وابستگی به یک نهاد مرکزی، تراکنش‌هایشان را انجام دهند و از حفظ حریم خصوصی خود اطمینان حاصل کنند. بلاکچین و حضور گره‌ها در آن، یک رویکرد نوین و امیدوارکننده در حوزه ارزهای دیجیتال است که به طور گسترده در دنیای امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فناوری قدرتمند سازمان‌دهی و اعتماد بین کاربران را تقویت کرده و امکان استفاده از ارزهای دیجیتال را برای همگان فراهم می‌سازد. بنابراین، حضور گره‌ها در بلاکچین شاهدی بر صحت و شفافیت تراکنش‌های ارز دیجیتال است که می‌تواند نقش بسیار مؤثری در توسعه و شکوفایی این عرصه فناوری داشته باشد.

واژه "نود" نه تنها مربوط به صنعت رمزگانگاری است، بلکه در علوم مختلف نیز کاربرد دارد. در اصطلاح عامیانه، یک گره به معنای یک تقاطع یا نقطه اتصال در شبکه‌های ارتباطی استفاده می‌شود. گره همچنین ممکن است به عنوان هر سیستم یا دستگاه فیزیکی تفسیر شود که به یک شبکه وصل شده است و مسئولیت‌هایی مانند ارسال، دریافت یا ایجاد داده‌ها را در یک کانال ارتباطی بر عهده دارد.

در دنیای ارزهای دیجیتال، نود یک گره کامپیوتری است که به یک شبکه ارز دیجیتال متصل می‌شود و مسئولیت‌های مختلفی مانند تولید، دریافت و انتقال داده را برعهده دارد. نود در بلاکچین و ارزهای دیجیتال نقش مهمی ایفا می‌کند. با توجه به هر پروتکل، نود می‌تواند تعریف‌های متفاوتی داشته باشد. مثلا، یک تلفن ثابت ممکن است شامل یک دستگاه فکس، سه لپتاپ و یک سرور فایل باشد. در این مثال، تعداد نودهای شبکه پنج عدد می‌باشد و هر یک دارای آدرس MAC منحصر به فرد خود برای شناسایی هستند. به طور خلاصه، نودها در شبکه بلاکچین به عنوان گره‌های اصلی به کار می‌روند و وظیفه‌های مختلفی از جمله تولید، دریافت و انتقال داده را بر عهده دارند.

فهرستی از مطالب

مطلب ۱:

توضیحات مطلب ۱

مطلب ۲:

توضیحات مطلب ۲

مطلب ۳:

توضیحات مطلب ۳

گره‌ها چه نقشی در شبکه‌های بلاک چین ایفا می‌کنند؟

ابتدا برای درک مفهوم نود، باید به طور کلی توضیح دهیم که چه معنایی در اینجا دارد. هر شخص یا عنصری که در یک شبکه حضور داشته باشد، به عنوان یک گره یا نود شناخته می‌شود. در واقع، نودها می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند. مهمترین نکته این است که برای هر گره، سخت‌افزاری خاص برای میزبانی و یا اتصال به آن لازم است. نود یا گره، شرکت کننده‌هایی در یک شبکه هستند که میتوانند انواع مختلفی داشته باشند. برای میزبانی و یا اتصال به نودها، سخت‌افزار خاصی لازم است.

مفهوم نود:

نود به شرکت‌کننده در شبکه گفته می‌شود.

هر نود به سخت‌افزار خاصی جهت میزبانی یا اتصال نیاز دارد.

فناوری بلاک چین بطور اصلی یک فناوری غیرمتمرکز است که بر مبنای اصول شبکه‌های همتا به همتا عمل می‌کند. در این نوع شبکه‌ها، نیازی به سرور اختصاصی نیست و بجای آن، اعتماد و توافق بین کاربران برقرار است. امنیت و یکپارچگی این شبکه‌ها بسیار حائز اهمیت است، به همین دلیل عضویت در یک جامعه ارزهای دیجیتال مشوق‌بخشی فراوانی دارد.

به عنوان یک مثال، بیت کوین دارای دو نوع گره است. یک گره کامل (full node) است که یک کپی از بلاک چین را ذخیره می‌کند و با اعتبارسنجی داده‌ها، امنیت و یکپارچگی داده‌ها را در بلاک چین تضمین می‌کند. نوع دوم گره، گره سبک وزن (light node) است که به هر کاربر کمک می‌کند. برای همگام سازی با وضعیت فعلی شبکه، این کاربران باید به یک گره کامل متصل شوند تا بتوانند مشارکت کنند.

در واقع، گره‌های بلاکچین همانند ذینفعان و سازمان‌ها، سرمایه‌گذاری در بلاکچین را در بر دارند. با استفاده از این دستگاه‌ها، امکان نظارت و ردیابی توزیع دفتر کل بلاکچین وجود دارد. این دستگاه‌ها به عنوان هاب‌های ارتباطی شبکه، در انجام وظایف مختلفی نقش دارند.

ظرفیت اصلی یک نود در بلاکچین، تایید مشروعیت هر دسته تراکنش جدید است که به عنوان یک بلوک شناخته می‌شود. همچنین، اختصاص یک شناسه معتبر به هر گره در شبکه، فرایند شناسایی گره از گره‌های دیگر را بهبود می‌بخشد.

یک بلاک چین مبتنی بر اثبات کار (PoW) مانند بلاک چین بیت کوین (BTC) یا مونرو (XMR) دارای ماینرهایی است که وظایف بسیاری را بر عهده دارند. این وظایف عبارتند از:

1) استخراج بلاک‌ها:

ماینرها تراکنش‌های جدید را بررسی کرده و بلاک‌های جدید را به زنجیره بلاک اضافه می‌کنند.

آنها از توان محاسباتی خود برای حل مسئله ریاضی که به عنوان اثبات کار شناخته می‌شود، استفاده می‌کنند.

مطابق با الگوریتم خاص، ماینری که اثبات کار را انجام می‌دهد و اولین نتیجه را دریافت می‌کند، مجاز به اضافه کردن بلاک به زنجیره می‌باشد.

2) تأیید تراکنش‌ها:

ماینرها تراکنش‌ها را صحت سنجی کرده و به زنجیره بلاک اضافه می‌کنند.

آنها از المجموعه‌یی از قواعد و پروتکل‌ها پیروی کرده و تراکنش‌های معتبر را تأیید می‌کنند.

3) امنیت شبکه:

ماینرها با استفاده از توان محاسباتی خود، هجوم‌هایی را که قصد تغییر دادن معاملات قبلی یا متوقف کردن شبکه را دارند را به حداقل رسانده و امنیت بلاک چین را تضمین می‌کنند.

4) پاداش گیری:

ماینرها بابت انجام وظایف خود و اضافه کردن بلاک‌های جدید به زنجیره، پاداش دریافت می‌کنند. این پاداش معمولاً به صورت ارز دیجیتالی از نوعی مثل بیت کوین یا مونرو به آنها پرداخت می‌شود.

در کل، ماینرها در بلاک چین مبتنی بر اثبات کار نقشی بسیار اساسی و حیاتی را در حفظ امنیت و عملکرد شبکه ایفا می‌کنند.

وظایف اصلی نود در بلاکچین چیست؟

نقش گره‌های ارز دیجیتال

تسهیل تراکنش‌ها:

گره‌های ارز دیجیتال، نقش مهمی در تسهیل و انجام تراکنش‌های مالی دارند. آن‌ها به عنوان حاکم‌اند و معاملات بین طرفین را تسریع و اطمینان می‌بخشند.

حفاظت از امنیت:

گره‌ها نقش اساسی در حفاظت از امنیت شبکه دارند. آن‌ها معاملات را به صورت رمزنگاری شده ذخیره و تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند، این به طور قابل توجهی ریسک سرقت اطلاعات و تقلب را کاهش می‌دهد.

پیاده سازی الگوریتم اجماع در بلاک چین

تصور کنید شما قصد دارید یک مقدار بیت کوین را به کیف پول دیجیتال یکی از دوستانتان منتقل کنید. برای انجام این کار، ابتدا باید تراکنش را در بستر شبکه انتشار دهید. سپس باید منتظر بمانید تا گره‌های شبکه تراکنش شما را تایید کنند. مطمئن شوید که تراکنش به درستی تایید شده است تا اطمینان حاصل کنید که انتقال بیت کوین صورت گرفته است.

مراحل انتقال بیت کوین به کیف پول دیجیتال دوستان

• تصمیم گیری برای انتقال بیت کوین به کیف پول یکی از دوستان
• منتشر کردن تراکنش در شبکه
• منتظر ماندن برای تاییدیه از گره‌های شبکه
• اطمینان حاصل کردن از تایید شدن تراکنش

فرآیند دریافت تأیید از یک گره در بلاک چین، به عنوان الگوریتم اجماع شناخته می‌شود. این الگوریتم شامل مراحل متعددی از اعتبارسنجی و تأیید تراکنش‌ها تشکیل شده است و مسئولیت آن بر عهده گره‌ها است. مکانیزم اجماع یکی از اصول اساسی برای افزایش امنیت شبکه است. در بلاک چین، نقش ارکان مختلفی از قبیل معماری برجسته HTML وجود دارد. از تگ برای تاکید بیشتر بر روی اهمیت الگوریتم اجماع استفاده می‌شود. همچنین، با استفاده از تگ تراکنش‌ها، بخشی از فرآیند دریافت تأیید از یک گره در بلاک چین را مورد توجه قرار می‌دهیم. برای سازماندهی بهتر مطالب، از تگ های

و

نیز استفاده می‌شود. هر

مرحله‌ای که الگوریتم اجماع شامل می‌شود

را نشان می‌دهد، در حالی که هر

مرحله از اعتبار سنجی و تایید تراکنش‌ها

را تشریح می‌کند. در نتیجه، می‌توان گفت که الگوریتم اجماع که در بلاک چین بکار می‌رود، یکی از اصول اساسی برای افزایش امنیت شبکه می‌باشد.

در الگوریتم اجماع، دو شکل رویکرد وجود دارد که به شکل‌های زیر ارائه می‌شود: 1. اثبات کار: در این رویکرد، گره‌ها به عنوان بازیگران اصلی عمل می‌کنند و با انجام کارهای خاص، به اجماع می‌رسند. 2. اثبات سهام: در این رویکرد نیز، گره‌ها به عنوان بازیگران اصلی حضور دارند، اما با معرفی سهام و امتیازاتی برای هر گره، به اجماع می‌رسند. با استفاده از این الگوریتم‌ها، تمامی گره‌ها قادر خواهند بود تا در تصمیم‌گیری‌ها و اجماع‌های مربوط به شبکه مشارکت داشته باشند.

محافظت از بلاک چین در برابر حملات 51٪

بعد از الگوریتم اجماع، گره‌ها وظایف مهمی را در زنجیره بلوکی بر عهده دارند. همانطور که در ابتدای متن اشاره کردیم، نودهای تضمین کننده برای امنیت شبکه اهمیت دارند. حملات ۵۱ درصدی، به عنوان خطرناک‌ترین و رایج‌ترین حملات بلاک‌چین شناخته می‌شوند که به گونه‌ای صورت می‌گیرند که یک یا چند مهاجم قادر به در اختیار گرفتن بیش از ۵۰ درصد قدرت پردازش شبکه باشند و عملکرد طبیعی آن را مختل کنند.

شبکه بیت کوین بدون وجود یک سرور مرکزی عمل می‌کند و به این ترتیب، برای حمله موفق، مهاجم باید به سیستم‌های شخصی گره‌ها دسترسی داشته باشد. با افزایش تعداد گره‌ها در بلاک چین، احتمال حمله به نسبت ۵۱ درصد کاهش می‌یابد، زیرا در این شرایط، مهاجمان باید مقدار بیشتری از پول، زمان و انرژی را برای دسترسی به سیستم‌ها صرف کنند. در حال حاضر، با توجه به تعداد بالای کاربران یا گره‌های فعال در شبکه بیت کوین، می‌توان گفت که از حملات ۵۱ درصدی در امان است.

قدرت نود و گره ‌ها در شبکه بلاکچین چقدر است؟

وقتی یک ماینر قصد دارد یک بلوک جدید از معاملات را به زنجیره بلوک اضافه کند، یک بلوک توسط تمام گره‌های شبکه منتشر می‌شود. این گره‌ها می‌توانند بر اساس وضعیت بلوک، اعتبار امضاها و معاملات، بلوک را پذیرفته یا رد کنند. وقتی یک گره بلوک جدیدی از معاملات را پذیرفت، آن بلوک را در بالای بلوک‌های موجود ذخیره می‌کند. به طور خلاصه، گره‌ها وظایف زیر را انجام می‌دهند:

پذیرش بلوک:

با بررسی اعتبار امضاها و معاملات، گره بلوک جدیدی را پذیرفته و به زنجیره اضافه می‌کند.

رد بلوک:

اگر بلوک امضاها یا معاملات نامعتبری داشته باشد، گره بلوک را رد می‌کند و به زنجیره اضافه نمی‌کند.

ذخیره‌سازی بلوک:

پس از پذیرش یک بلوک، گره آن را در بالای بلوک‌های قبلی ذخیره می‌کند و زنجیره را به‌روز می‌کند.

نحوه ایمن سازی بلاک چین توسط نود و گره به چه شکل است؟

در بلوک‌چین، قابلیت دسترسی نود‌ها محتوای مهمی از طبقه‌بندی آن‌هاست. به عنوان مثال، گره آنلاین به طور پیوسته باید در دسترس باشد و به روزرسانی‌ها را به تمام شبکه ارسال نماید. به طرف دیگر، نود‌های آفلاین در هر بار اتصال به شبکه باید آخرین نسخه بلاک‌چین را دانلود کنند تا همگام شوند. این عمل را همگام‌سازی با بلاک چین می‌نامند.

یک گره با استفاده از تکنولوژی بلاکچین می‌تواند اطلاعات بلاک‌ها را به طور بالقوه پشتیبانی کند. اما وقوع مشکلاتی مانند قطعی برق، حملات هکرها و خرابی سیستم‌ها می‌تواند امکان قرارگیری گره در یک دستگاه واحد را به خطر بیندازد. به هر حال، چون تعداد گره‌های کامل بلاکچین بیشتر باشد، عملکرد و انعطاف‌پذیری آن در مقابل این رویدادها بهبود می‌یابد.

وقتی داده‌ها در چندین دستگاه پراکنده می‌شوند، یک گره خراب بسیار سخت می‌تواند تمام اطلاعات بلاکچین را به یکباره از بین ببرد. حتی اگر تعداد زیادی از گره‌ها به دلیل یک فاجعه جهانی آفلاین شوند، یک گره واحد وجود دارد که توانایی نگهداری کل بلاکچین در حال اجرا را دارد. اگر همه‌ی گره‌ها غیرفعال شوند، فقط یک گره با کل تاریخچه بلاکچین برای پشتیبان‌گیری از تمام داده‌ها و بازیابی دسترسی به آن‌ها کافی است.

مقایسه گره با ماینرها

یک ماینر (Miner) همواره باید یک گره کامل را برای انتخاب تراکنش‌های قانونی و ایجاد بلوک جدید اجرا کند. اما به دلیل عدم دسترسی ماینر به کل تاریخچه بلاکچین، قادر به تعیین تراکنش‌های قانونی براساس تاریخچه فعلی نیست. به عبارت دیگر، نمی‌تواند تشخیص دهد که آیا موجودی کافی برای انجام تراکنش مورد نظر وجود دارد یا خیر. بنابراین، ماینر همیشه یک گره کامل است.

از طرف دیگر، یک گره نمی‌تواند به عنوان یک ماینر عمل کند. یک دستگاه می‌تواند به صورت یک گره کامل عمل کند و تمام داده‌های تراکنش را دریافت، ذخیره و ارسال کند، بدون ایجاد بلوک‌های تراکنش جدید. این شبیه عملکرد یک سرور است و دستگاه به عنوان نقطه واسط عمل می‌کند. اما یک ماینر همین کار را انجام می‌دهد با این تفاوت که سعی می‌کند بلوک‌های تراکنش جدید ایجاد کند.

انواع نود یا گره در بلاکچین چیست؟

دو نوع اصلی نود در بلاکچین وجود دارد: گره‌های کامل و گره‌های سبک. گره‌های کامل حاوی یک کپی از تاریخچه بلاکچین هستند که شامل تمام بلوک‌های ایجاد شده است.

گره‌های سبک یا گره‌های تأیید پرداخت ساده (SPV) فقط هدر بلوک‌ها را دریافت کرده و اطلاعات را برای کاربران ذخیره می‌کنند. گره‌های بلاکچین را می‌توان بر اساس عملکردشان به چندین دسته تقسیم کرد:

نود کامل آرشیوی (Archival Full Nodes)

نودهای کامل تعدیل یافته (Pruned Full Nodes)

نودهای سبک (Light Nodes)

مسترنودها (Masternodes)

نودهای استخراج (Mining Nodes)

نودهای مرجع (Authority Nodes)

نودهای استیکینگ (Staking Nodes)

نودهای لایتنینگ (Lightning Nodes)

نود سبک (Light Node)

مشکلات راه‌اندازی یک گره در بلاکچین

برای راه‌اندازی یک گره در هر بلاکچین، نیاز به سخت‌افزار و نرم‌افزار مربوطه وجود دارد. اما کاربران باید با مشکلات احتمالی روبرو شده در استفاده از گره آشنا باشند.

مشکلاتی مانند مشکلات اتصال به اینترنت و محدودیت‌های پهنای باند باید همیشه در نظر گرفته شوند. همچنین، تعدادی از طرح‌های اینترنتی برای استفاده از پهنای باند اضافی هزینه‌های اضافی را به دنبال دارند. بنابراین، قبل از راه‌اندازی گره، لازم است از محدودیت ترافیک پهنای باند آگاه شوید.

همچنین، برای همگام‌سازی گره با شبکه بلاکچین، اتصال استاندارد به اینترنت ضروری است. در صورت نامطمئن بودن اتصال اینترنت، ممکن است نیاز به راه‌اندازی مجدد گره باشد. علاوه بر این، هزینه خرید تجهیزات و نگهداری و تعمیر گره، مسائل قانونی، ویروس‌های رایانه‌ای و حملات هکرها همچنین هزینه‌های مالی غیرمنتظره دیگری هستند که ممکن است در راه‌اندازی موفقیت‌آمیز گره دچار مشکلات شوند.

نود در بلاکچین و اهمیت آن

نقش نود در بلاکچین معادل نقش سرورها در فضای اینترنت است. درک مفهوم و عملکرد گره‌های مختلف در بلاکچین برای توسعه‌دهندگان و کسب و کارها بسیار مهم است. شرکت‌ها می‌توانند از این دانش برای ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز و اقتصادی در بلاکچین استفاده کنند. همچنین، گره‌ها تمام شرکت‌کنندگان در یک شبکه بلاکچین را تأیید می‌کنند و اتحاد داده‌ها را تضمین می‌کنند. اگرچه بسیاری از شبکه‌ها از انگیزه مالی برای تشویق اجرای گره کامل استفاده می‌کنند، اما برخی دیگر به توسعه آینده پروژه و مشارکت در شبکه باور دارند.

مقایسه گره در مقابل ماینر ها

یک ماینر (Miner) همواره برای انتخاب و ایجاد تراکنش‌های قانونی و ایجاد بلوک جدید، نیاز به اجرای یک گره کامل دارد. به دلیل رویکرد آن‌ها از تاریخچه بلاک‌چین، ماینران قادر به تعیین اعتبار تراکنش‌های کنونی بر اساس تاریخچه بلاک‌چین نیستند. به عبارت دیگر، آن‌ها قادر به تشخیص اینکه کدام تراکنش‌ها قانونی هستند یا نه، و تشخیص اینکه آیا مجموع موجودی معاملات کافی است یا نه، نخواهند بود. در نتیجه، ماینر‌ها همیشه مجبور به استفاده از یک گره کامل هستند.

از طرف دیگر، یک گره نمی‌تواند ماینر باشد. یک دستگاه می‌تواند یک گره کامل را با دریافت، ذخیره و ارسال تمام داده‌های تراکنش بدون ایجاد بلوک‌های تراکنش جدید، که شبیه نحوه عملکرد یک سرور است، اجرا کند. در این سناریو، دستگاه به عنوان یک نقطه بین راه عمل می‌کند. یک ماینر همین کار را انجام می‌دهد، با این تفاوت که سعی می‌کند بلوک‌های تراکنش جدیدی ایجاد کند.

انواع نود یا گره در بلاکچین چیست؟

به طور خلاصه، در بلاکچین دو نوع اصلی گره وجود دارد. گره‌های کامل حاوی یک کپی کامل از تمام بلوک‌های ایجاد شده در تاریخچه بلاکچین هستند. گره‌های سبک تنها بخشی از تاریخچه بلاکچین را به دست می‌آورند و فقط اطلاعات لازم را دریافت می‌کنند. به این ترتیب، گره‌های بلاکچین کامل اطلاعات کاملی از تمام بلوک‌هایی که تاکنون ایجاد شده‌اند، در اختیار دارند. این اطلاعات شامل تاریخچه کامل بلاک‌ها و تمام تراکنش‌ها است. اما گره‌های سبک تنها بخشی از اطلاعات را دریافت می‌کنند. آن‌ها تنها بلوک‌ها و تراکنش‌های لازم برای عملکرد و پردازش خود را دریافت می‌کنند. در نتیجه، گره‌های کامل بلاکچین اطلاعات بیشتری را ذخیره و پردازش می‌کنند، در حالی که گره‌های سبک تنها اطلاعات مورد نیاز خود را دریافت و پردازش می‌کنند.