در شبکههای کامپیوتری و مخابراتی، گرهها یا همان نودها (Node) بهعنوان نقطه توزیع مجدد یا پایانههای ارتباطی عمل میکنند. معمولاً یک گره متشکل از یک دستگاه فیزیکی شبکه است، اما در برخی موارد گرههای مجازی هم وجود دارند. گره شبکه (network node) نقطهای است که در آن یک پیام ساخته، دریافت یا مخابره میشود. در این مقاله قصد داریم انواع گرههای بیت کوین را معرفی کنیم: گرههای کامل (full nodes)، اَبَرگرهها (supernodes)، گرههای استخراجکننده (miner nodes) و کلاینتهای SPV.
منظور از گره چیست؟
در بلاک چینها (که سیستمهای توزیعشدهای هستند)، شبکهی گرههای کامپیوتری باعث میشود بیت کوین بهعنوان یک ارز دیجیتال همتابههمتا (P2P) قابل استفاده شود. پس طراحی آن دربرابر سانسور مقاوم است و انجام تراکنش و تبادل بین دو کاربر در آن (هرقدر که از هم دور باشند) نیازی به وجود یک واسطه ندارد.
بنابراین گرههای بلاک چین بهعنوان نقطه ارتباطی عمل میکنند که قابلیت انجام کارکردهای مختلف را دارند. هر کامپیوتر یا دستگاهی که بتواند به رابط بیت کوین وصل شود، چون قابلیت برقراری ارتباط با دستگاههای دیگر را دارد گره یا نود (=Node) نامیده میشود. این گرهها میتوانند اطلاعات تراکنشها و بلاکهای درون شبکهی توزیعشدهی کامپیوترها را با استفاده از پروتکل همتابههمتای بیت کوین مخابره کنند. با این وجود، هر گره کامپیوتری بر اساس کارکردهای خاص خود تعریف میشود.
پیشنهاد مطالعه: مسترنود چیست؟ (Masternode)
گرههای کامل (Full Nodes)
گرههای کامل (full nodes) گرههایی هستند که از بیت کوین پشتیبانی کرده و امنیت آن را تامین میکنند و وجودشان برای شبکه لازم و حتمی است. این گرهها بهعنوان گرههای تاییدکنندهی کامل نیز شناخته میشوند چون در فرایند اعتبارسنجی تراکنشها و بلاکها براساس قوانین اجماع شبکه مشارکت دارند. گرههای کامل قابلیت انتقال تراکنشها و بلاکهای جدید به بلاک چین را هم دارند.
بهطور معمول، یک گره کامل پس از هر تراکنش یا بلاک جدید، نسخهای از بلاک چین بیت کوین را دانلود میکند؛ اما این مورد برای تبدیلشدن به یک گره کامل الزامی نیست.
گره کامل بیت کوین میتواند از طریق نرمافزارهای مختلف استقرار پیدا کند، اما محبوبترین و پُراستفادهترین نرمافزار Bitcoin Core است. برای اجرای یک گره کامل بیت کوین کور، الزاماتی وجود دارد که حداقلهای آن را در اینجا میبینید:
- یک کامپیوتر خانگی یا لپتاپ با سیستمعامل ویندوز، مک یا لینوکس
- حداقل ۳۵۰ گیگ فضای خالی در حال حاضر (۱۹ مرداد ۱۴۰۰)، که در آینده بیشتر نیز میشود.
- حداقل ۲ گیگ رم (RAM)
- اینترنت پرسرعت و باثبات و ترجیحاً نامحدود؛ چون گرههای کامل آنلاین در ماه بیش از ۳۵۰ گیگابایت آپلود و ۲۰ گیگابایت دانلود میکنند. همچنین در ابتدای راهاندازی گره باید حدود ۳۵۰ گیگابایت دانلود کنید.
- گره کامل باید حداقل ۶ ساعت در روز فعال باشد؛ اگر هم ۲۴ ساعته فعال باشه چه بهتر.
بسیاری از سازمانها و کاربران، داوطلبِ اجرای گرههای کامل بیت کوین برای کمک به اکوسیستم بیت کوین هستند. در حال حاضر (آگوست ۲۰۲۱) بیش از ۱۲۰۰۰ گره عمومی در شبکه بیت کوین فعال هستند. دقت داشته باشید که این تعداد گرههای عمومیِ در دسترس و قابل رویت هستند و بهعنوان گرههای شنونده یا پیرو (listening nodes) هم شناخته میشوند.
در کنار گرههای عمومی، گرههای پنهانی هم هستند که رویت نمیشوند. این گرههای معمولاً در پشت یک فایروال و از طریق پروتکلهایی مانند Tor کار میکنند، یا طوری پیکرهبندی شدهاند که مخفی بمانند.
پیشنهاد مطالعه: نودهای اتریوم و شاردینگ – توضیحی برای شاردینگ
گرههای شنونده یا لیسنینگ (اَبَرگرهها – supernode)
یک گره شنونده یا ابرگره (supernode) گره کاملیست که برای عموم قابل مشاهده است. این گره با گرههای دیگر ارتباط برقرار کرده و برای اتصال به آنها اطلاعاتی در اختیارشان قرار میدهد. پس اَبَرگره یا سوپرنود اساساً یک نقطه توزیع مجدد است که میتواند هم بهعنوان منبع داده و هم بهعنوان یک پل ارتباطی عمل کند.
یک ابرگره قابلاعتماد ۲۴ ساعت روز و ۷ روز هفته فعال است و ارتباطات متعددی برقرار کرده و تاریخچه بلاک چین و دادههای تراکنشها را به گرههای دیگر در سراسر جهان ارسال میکند. به همین دلیل یک ابرگره درمقایسه با یک گره کامل پنهان، نیازمند توان رایانشی بیشتر و اتصال اینترنت بهتر است.
گرههای استخراجکننده (Miner Nodes)
برای اینکه بتوانید در فضای رقابتی کنونی، بیت کوین استخراج کنید، باید سختافزارها و برنامههای تخصصی استخراج داشته باشید. این برنامهها یا نرمافزارهای استخراج ارتباط مستقیمی به Bitcoin Core ندارند و بهصورت موازی برای استخراج بلاکهای بیت کوین اجرا میشوند. یک استخراجکننده یا ماینر میتواند بهتنهایی (ماینر انفرادی) یا بهصورت گروهی (استخر استخراج) کار کند.
درحالیکه گرههای کامل ماینر انفرادی از نسخهی بلاک چین خود استفاده میکنند، استخراجکنندگان استخر با هم کار میکنند و هرکدام توان رایانشی (قدرت هش) خود را در اختیار بقیه میگذارد. در یک استخر استخراج، تنها مدیر استخر باید یک گره کامل داشته باشد (که گره کامل ماینر استخر نامیده میشود)، و بقیه میتوانند گرههای استخراجکننده معمولی باشند.
پیشنهاد مطالعه: بهترین استخرهای استخراج بیت کوین در سال ۲۰۲۱
کلاینتهای سبُک یا SPV
کلاینتهای تایید ساده پرداخت (SPV)، کلاینتهای سبکی هستند که از شبکه بیت کوین استفاده میکنند اما گره کامل نیستند. پس کلاینتهای SPV کمکی به امنیت شبکه نمیکنند چون هیچ نسخهای از بلاک چین در اختیار نداشته و در فرایند تایید و اعتبارسنجی تراکنشها هم مشارکت ندارند.
کوتاه و مختصر، SPV روشی است که کاربران میتوانند بدون دانلود کل بلاک چین، وجود بعضی از تراکنشها را در یک بلاک چک کنند. بنابراین کلاینتهای SPV بر اطلاعاتی که گرههای کامل (سوپرنودها) ارائه میکنند متکی هستند. کلاینتهای سبُک بهعنوان پایانههای ارتباطی کار کرده و کیف پولهای رمزارز از آنها استفاده میکنند.
پیشنهاد مطالعه: تفاوت بین Full Node (گره کامل) با Miner (استخراج کننده) چیست؟
گرههای کلاینت درمقابل گرههای استخراج
دقت داشته باشید که راهاندازی یک گره کامل مانند راهاندازی یک گره کامل استخراج نیست. ماینرها باید سختافزار و نرمافزار گرانقیمتی جهت راهاندازی گره تهیه کنند، اما یک گره تاییدکننده کامل را همه میتوانند بدون هزینه بالا اجرا کنند.
یک ماینر قبل از تلاش برای استخراج یک بلاک، باید تراکنشهای درحال بررسی که پیشتر گرههای کامل تاییدشان کردهاند را جمعآوری کند. سپس ماینر یک بلاک کاندید (با گروهی از تراکنشها) ایجاد کرده و سعی در استخراج آن میکند. اگر ماینر موفق شود راهحل معتبری برای پازل آن بلاک کاندید بیابد، آن را در شبکه منتشر میکند تا گرههای کامل دیگر بتوانند آن را اعتبارسنجی و تایید کنند. بنابراین قوانین اجماع بهوسیلهی شبکه توزیعشده گرههای تاییدکننده (نه توسط ماینرها) تعیین و اجرا میشوند.
پیشنهاد مطالعه: انواع الگوریتم اجماع در دنیای بلاک چین و ارز دیجیتال (consensus algorithm)
در پایان
گرههای بیت کوین از طریق پروتکل همتابههمتای شبکه بیت کوین با هم ارتباط برقرار کرده و با این ارتباط یکپارچگی سیستم را تضمین میکنند. گرهای که رفتار سوء داشته باشد یا سعی کند اطلاعات نادرست منتشر کند، بهسرعت توسط گرههای دیگر شناسایی شده و از شبکه اخراج میشود.
برخلاف این واقعیت که اجرای یک گره تاییدکننده کامل سود مالی ندارد، اما خیلیها آن را پیشنهاد میکنند چون برای کاربران اعتماد، امنیت و حریم خصوصی به ارمغان میآورد. گرههای کامل از رعایت قوانین توسط بقیه اطمینان حاصل میکنند. آنها از بلاک چین دربرابر حملات و کلاهبرداریها (مانند حملات خرج دوبرابر) محافظت میکنند. گرههای کامل نیازی به اعتماد به دیگران نداشته و اجازه میدهند کاربران کنترل و اختیار کامل پولهای خود را داشته باشند.
