شبکه همتا به همتا یا P2P چیست؟ در علوم کامپیوتر شبکه P2P (یا همان شبکههای نظیر به نظیر)، شبکهای است متشکل از مجموعهای از دیوایسها که فایلها را ذخیره میکنند و باهم به اشتراک میگذارند. هرکدام از این شرکا (Node) بهشکل فردی کار میکنند و توان و وظیفه یکسانی دارند.
در مبحث تکنولوژیِ تجارت، اصطلاح همتا به همتا یا P2P معمولا به صرافیهای رمز ارزی یا سرمایههای دیجیتال با شبکهای غیرمتمرکز، اشاره دارد. یک پلتفرم P2P به خریداران و فروشندگان اجازه میدهد معاملات خود را بدون نیاز به یک ارگان واسطه تحقق بخشند. گاهی ممکن است یک وبسایت بهعنوان یک شبکه همتا به همتا عمل کند؛ از این طریق که وامگیرنده را به وامدهنده متصل کند.
ساختار شبکه P2P میتواند کاربردهای بسیاری داشته باشد؛ اما اولینبار در سال ۱۹۹۰ بود که به واسطه ساخت یک برنامه اشتراکگذاری فایل، ساختار P2P شناخته و مطرح شد. امروزه شبکه P2P بهعنوان هسته مرکزی رمز ارزها مورد استفاده قرار میگیرد و بخش محوری صنعت بلاکچین را تشکیل میدهد. علاوهبراین امروزه شبکه همتا به همتا در زمینههای دیگر نیز استفاده میشود؛ موتورهای جستجو، پلتفرمهای توزیع، فروشگاههای آنلاین و پروتکلهایی مانند سیستم IPFS.
پیشنهاد مطالعه: نود یا گره چیست؟ (Node) آشنایی با انواع نود در بلاک چین
شبکه همتا به همتا (P2P) چگونه کار میکند؟
درواقع شبکه P2P توسط شبکهای از اعضا، بهشکل غیرمتمرکز اداره میشود. بهطور معمول این شبکهها هیچ ادمین یا سرور متمرکزی ندارند؛ چراکه هرکدام از اعضا یک کپی از فایلها را نگه میدارد و همزمان بهعنوان مخاطب و سرور با دیگر اعضا (Nodes) در ارتباط است. بنابراین هر یک از اعضا میتواند فایلی را از دیگری بگیرد (Download) یا فایلی را به دیگری بدهد (upload). این همان موضوعیست که شبکههای P2P را از دیگر شبکههای سنتی که براساس دوگانه مخاطب-سرور عمل میکنند، متمایز میکند (در شبکههای سنتی مخاطب فایل را از یک سرور متمرکز دریافت میکند).
در یک شبکه P2P اعضایی که بههم متصل شدهاند، فایلهایی را که بر روی حافظه خود ذخیره کردهاند با یکدیگر به اشتراک میگذارند. کاربران میتوانند با استفاده از نرمافزارهای اشتراکگذاری، که نقش واسط را بازی میکنند، دیگر اعضا را بیابند و فایلهای موردنظرشان را از آنها دریافت کنند. وقتی یکی از اعضا یک فایل مشخص را دریافت میکند، دیگر اعضا میتوانند از عضو موردنظر بهعنوان منبع آن فایل استفاده کنند.
به عبارتی وقتی یکی از اعضا (nodes) در جایگاه مخاطب قرار میگیرد، فایلی را از دیگر اعضای شبکه دریافت میکند اما زمانیکه در جایگاه سرور قرار میگیرد، بهعنوان منبع فایل مطرح میشود و اعضای دیگر میتوانند فایل موردنظر را از آن دریافت کنند؛ اما در شبکه P2P هردو عمل میتواند بهشکل همزمان رخ دهد؛ یعنی یکی از اعضا همزمان هم مخاطب است هم سرور.
تا زمانی که هریک از اعضا مشغول ذخیره و مبادله و دریافت فایلها هستند، شبکه پرسرعتتر و کاراتر عمل میکند و تعداد کاربرانش افزایش مییابد. علاوهبراین طراحان شبکه P2P این شبکه را درمقابل حملات سایبری مقاوم کردهاند. برخلاف شبکههای قدیمی، شبکه همتا به همتا هیچ نقصانی ندارد. میتوانیم شبکه P2P را براساس ساختمانشان به سهدسته کلی تقسیم کنیم؛ شبکههای ساختارمند، شبکههای بدون ساختار و شبکههای ترکیبی.
پیشنهاد مطالعه: حمله ۵۱ درصد در بلاک چین چیست؟ (۵۱% Attack) + ویدیو
شبکههای P2P بدون ساختار (Unstructured)
این شبکهها نظام خاصی را برای ارتباط اعضا ارائه نمیکنند. اعضا در اینگونه از شبکهها بهشکل تصادفی باهم ارتباط برقرار میکنند. مزیت این شبکهها مقاومت دربرابر ترافیک بالاست (اعضایی که به دفعات زیاد وارد شبکه شده و از آن خارج میشوند).
اگرچه شبکههای P2P بدون ساختار، ساخت سادهتری دارند اما نیازمند CPUهای قدرتمندتر و حافظههای گستردهتری هستند؛ چراکه تقاضای هریک از اعضا برای تمامی اعضای دردسترس ارسال میشود. این مسئله باعث میشود شبکه با تقاضای موردنظر اشباع شود؛ بخصوص درصورتیکه عضوهای کمی محتوای موردنظر را ارائه دهند.
شبکههای P2P ساختارمند
برعکس شبکههای بدون ساختار، در شبکههای ساختارمند، سیستمی برای اتصال اعضا به یکدیگر طراحی و ارائه شده است. در این شبکهها اعضا اجازه دارند فایل موردنظر خود را جستجو کنند، حتی اگر محتوای درخواستی آنها بهطور گسترده دردسترس نباشد. در بسیاری از موارد این تقاضا ازطریق عملگرهای پردازش (Hash Functions)، که کل منابع اطلاعاتی را رصد میکنند، پاسخ داده میشود.
هرچند شبکههای ساختارمند میتوانند مفیدتر و کارآمدتر باشند، اما به نسبت شبکههای دیگر متمرکزتر محسوب میشوند و نیازمند هزینه تاسیس و راهاندازی بالاتری هستند. علاوهبراین شبکهها P2Pی ساختارمند در مواجهه با ترافیک بالای تراکنشها، توانایی پایینتری دارند.
شبکههای P2P ترکیبی
شبکههای ترکیبی، مدل مرسوم سرور-مخاطب را با برخی از ویژگیهای شبکههای P2P ترکیب میکنند. بهعنوان نمونه، این شبکهها ممکن است یک سرور مرکزی را برای تسهیل روابط بین اعضا در یک شبکه P2P طراحی و پیادهسازی کنند.
زمانی که شبکههای ترکیبی را با دونوع دیگر (ساختارمند و بدون ساختار) مقایسه میکنیم، متوجه میشویم که شبکههای ترکیبی تلاش میکنند عملکرد خود را در تمامی وجوه ارتقا دهند. این شبکهها معمولا از مزیتهای هر یک از انواع دیگر استفاده میکنند تا درنهایت بتوانند شبکهای ارائه دهند که در عین غیرمتمرکزبودن، کاراتر نیز باشد.
تفاوت توزیع (Distributed) و عدم تمرکز (Decentralized)
اگرچه ساختار اساسی شبکههای P2P بر مبنای توزیع مسئولیتها میان اعضا تعریف شده است، اما این نکته مهم است که درجات مختلفی از غیرمتمرکزبودن، وجود دارد. به عبارتی تمام شبکههای P2P، غیرمتمرکز محسوب نمیشوند.
درواقع بسیاری از سیستمها بر یک سری قوانین مرکزی بنا شدهاند که فعالیت اعضا را هدایت کند و به عبارتی آنها را متمرکز کند. به عنوان نمونه برخی از سیستمهای اشتراکگذاری فایلها، به کاربر اجازه میدهند تا فایل موردنظر خود را جستجو و از دیگر کاربران دریافت کند. اما این کاربران نمیتوانند در زمینههای دیگر، مثل تعیین سازوکار جستجوی فایل یا دیگر مبانی سیستم دخیل باشند.
علاوه بر این میتوان گفت شبکههای کوچکی که توسط چند کاربر با اهداف مشترک اداره میشوند، جدا از نداشتن زیرساختهای لازم برای یک شبکه، دارای سطح بالایی از تمرکز نیز هستند و به هیچ عنوان جزو شبکههای غیرمتمرکز بهحساب نمیآیند.
پیشنهاد مطالعه: پروتکل Aave یکی از پیشگامان صنعت غیر متمرکز مالی (دیفای)
نقش شبکههای P2P در بلاک چین
در آغاز بهکار بیت کوین، ساتوشی ناکاموتو این شبکه را به عنوان «یک سیستم پول الکترونیکی همتا به همتا» معرفی کرد. بیت کوین به عنوان شکل دیجیتالی پول ساخته شد. این پولها میتواند تحت یک شبکه همتا به همتا از یک کاربر به کاربر دیگر انتقال یابد. این شبکه همتا به همتا درواقع سیستم توزیع کل (بلاک چین) را مدیریت میکند.
در این حوزه، ساختار شبکه P2P که پایه اساسی بلاک چین است، این امکان را برای کاربران فراهم کرد تا بیت کوین و دیگر رمز ارزها را بدون نیاز به هیچ واسطه یا سیستم متمرکزی در سرتاسر جهان مبادله کنند. همچنین هر فرد میتواند با راهاندازی یک گره (Node) در فرآیند تایید و معتبرسازی بلاکها، شریک شود.
بنابراین هیچ فرآیند بانکی یا ثبت و ضبط تراکنشها، در شبکه بیت کوین وجود ندارد. درعوض، بلاک چین بهعنوان یک مرکز دیجیتالی، تمام فعالیتها را ثبت میکند. هر گره یا به عبارتی هریک از اعضا یک کپی از بلاک چین موردنظر را نگه میدارند و آن را با دیگر اعضا مقایسه میکنند تا از درست و دقیق بودن آن مطمئن شوند. شبکه بهسرعت هرگونه فعالیت مشکوک یا نادرست را باطل میکند.
در حوزه بلاک چین، گرهها یا اعضا میتوانند نقشهای متفاوتی داشته باشند. گرههای کامل، گرههایی هستند که با تایید اعتبار تراکنشها، امنیت شبکه را تامین میکنند. هر گرهی کامل یک نسخه کامل و بهروزشده از بلاک چین را در اختیار دارد و همین امر به آنها اجازه میدهد تا در فرآیند گروهی تایید اعتبار دفترکل توزیع (Distribute ledger) سهیم شوند.
پیشنهاد مطالعه: کارمزد انتقال بیت کوین چقدر است؟ نحوه محاسبه کارمزد تراکنشها در بلاک چین
مزایای شبکه P2P
یکی از مهمترین برتریهای شبکه P2P نسبت به مدلهای سنتی آن (سرور-مخاطب) ارائه امنیتی بسیار بالاتر است. توزیعی که توسط شبکه بلاکچین میان تعداد بسیار زیادی از گرهها یا اعضا صورت میگیرد، از این شبکه دربرابر بسیاری از خطرات ازجمله حملات DoS (Denial-of-Service) که بسیاری از سیستمها را به اختلال میکشد، محافظت میکند.
ازآنجاییکه پیش از اضافهشدن دادهها به بلاک چین، اجماع اعضا ضروری است، فرد مهاجم امکان تغییر دادهها را ندارد. این سازوکار درمورد شبکههای بزرگ صادق است. بلاک چینهای کوچکتر بیشتر در خطر حمله قرار دارند؛ چراکه در این شبکهها یک شخص یا یک گروه میتواند به مجموعه اعضا مسلط شود و کنترل دادهها را بهدست بگیرد (به این رخداد در اصطلاح حمله ۵۱درصدی گفته میشود).
درنتیجه، شبکه توزیع همتا به همتا با قواعد اجماع، امنیت قابلتوجهی را برای شبکه بلاک چین دربرابر فعالیتهای خرابکارانه فراهم آورده است. اما فارغ از بحث امنیت، استفاده از ساختار شبکههای P2P در ساخت بلاک چینها، توانسته است شبکه بلاک چین را درمقابل سانسور حکومتی نیز مقاوم کند. برخلاف حسابهای بانکی معمول، کیف پولهای رمز ارزی امکان مسدود یا بستهشدن توسط حکومت را ندارند. همچنین این شبکه درمقابل هرگونه سانسور شبکههای پرداخت خصوصی نیز مقاومت میکند و امروزه بسیاری از تولیدکنندگان محتوا یا صاحبان مشاغل اینترنتی، از مبادلات رمز ارزی استفاده میکنند تا از مسدودشدن پرداختهایشان توسط اشخاص ثالث جلوگیری شود.
این مقاله صرفا برای اهداف آموزشی ارائه شده است و نباید بهعنوان مشاورهٔ تجاری و سرمایهگذاری از طرف کوین ایران و نویسندگانش قلمداد شود.
