شبکه ارزهای دیجیتال یک شبکه غیرمتمرکز است بدین معنا که توسط شخص یا سازمان خاصی مدیریت نمی شود در واقع این شبکه توسط کامپیوترهای سراسر دنیا در حال سازماندهی است. به هر دستگاهی که به شبکه یک کوین متصل است و در آن مشارکت دارد، یک نود (node) یا گره گفته می شود. در این مقاله قصد داریم به بررسی مفصل نود ارز دیجیتال و انواع آن بپردازیم.
مفهوم نود ارز دیجیتال در شبکه بلاک چین
نود ارز دیجیتال در واقع نگه دارنده سیستم مالی غیرمتمرکز شبکه بلاک چین هستند. نودها، به عنوان دستگاه‌ها و نقطه‌های ارتباطی داخل بلاک چین، وظیفه انجام عملکردهای مختلف و ضروری شبکه را بر عهده دارند. تأیید و نظارت بر اعتبار تراکنش‌های شبکه، هدف اصلی نود بلاک چین است. هر نود دارای شناسه منحصر به فرد مربوط به دستگاه خود می باشد که این امکان را به آنها می دهد تا از سایر نودها در شبکه متمایز شود.
برای تعریف کامل تری از نود ارز دیجیتال و عملکرد و جایگاه آن در شبکه بلاک چین، باید به سیستم مالی بانکداری اشاره کنیم. متمرکز بودن، مشکل اصلی بانک‌ها می باشد. کنترل کامل امور مالی دارایی افراد، تا زمانی که دارایی ها در بانک هستند، در اختیار این سیستم متمرکز می باشد. با وجود این که بانک‌ها امکان انجام تراکنش‌های مالی را به مشتریان خود می دهند، تمام این تراکنش‌ها تحت نظارت بانک و قانون گذاری های آنها انجام می شود و درعمل، مشتریان مالکیت و نظارتی بر دارایی‌های خود ندارند.
همچنین به دلیل مسائل امنیتی، ضعف مدیریتی و قانون گذاری، احتمال مسدود شدن حساب‌های بانکی، فساد اقتصادی و ... اندکی پس از بحران جهانی بانکداری، ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto) در سال ۲۰۰۸، شبکه بلاک چین همتا به همتای بیت کوین را معرفی کرد.
ارائه یک سیستم مالی غیرمتمرکز که بدون نیاز به اعتماد کاربران همه عملکردهای بانک‌های سنتی را انجام دهد، هدف ساتوشی ناکاموتو از ایجاد بلاک چین بیت کوین بوده است. بیت کوین اولین دفتر کل تغییر ناپذیر، ایمن و شفافی است که امکان ذخیره سازی دارایی‌ها و ارسال آنها برای دیگران در سراسر جهان را فراهم کرده است.
اداره کنندگان شبکه بلاک چین شبکه ای گسترده از کامپیوترهایی با نام نود هستند، نه یک نهاد مرکزی. زمانی که تراکنشی توسط عضوی از جامعه بلاک چین صورت بگیرد، از طریق این شبکه، جزئیات و داده‌های تراکنش منتشر می‌شود و به دست تک تک نودها می‌رسد تا اکثر آنان در مورد صحیح بودن تراکنش ارسال شده به توافق برسند و همچنین در مورد این که ارسال کننده آن واقعاً مالک دارایی‌ها بوده یا خیر به اتفاق نظر برسند.
نود ارز دیجیتال در الگوریتم اجماع نیز نقش مهمی دارند. وقتی نود در شبکه بلاک چین تاییدیه ارسال می کند، به آن الگوریتم اجماع گفته می شود. فرایند گرفتن تاییده از نود یا همان الگوریتم اجماع، به دو صورت اثبات کار (POW) و اثبات سهام (POS) صورت می گیرد.
در روش اثبات کار (proof of work) نودها با دانلود یک نسخه کامل از شبکه وارد آن می شوند و در شبکه و کار تایید تراکنش ها فعالیت می کنند.
در روش اثبات سهام نیز (proof of stake) هر نود با توجه مقدار ارز دیجیتالی که استیک کرده است می تواند، تراکنش تایید کند.
ساختار بلاک چین یک سیستم توزیع شده می باشد و شبکه نودها این امکان را برای ارز دیجیتال بیت کوین فراهم می کنند تا به صورت ارز دیجیتال غیرمتمرکز و یک به یک مورد استفاده قرار گیرد.
نود ارز دیجیتال انواع مختلفی دارند ولی از پر کاربردترین آن ها می توان به فول نود، لایتنینگ نود، نود استخراج کننده و سوپر نود اشاره کرد. در ادامه به بررسی مفهوم و کاربرد هر کدام از این نودها می پردازیم.
فول نود (full node)
اگر نودی به طور مستقیم متصل به شبکه بلاک چین باشد و تمامی قوانین و مقررات شبکه را بپذیرد، به آن فول نود (full node) گفته می شود. حضور بیشتر فول نودها به معنی امنیت بیشتر شبکه می باشد چراکه فول نودها وظایف مختلفی از جمله ذخیره تمامی بلاک ها و تراکنش ها را دارند که با این کار در واقع تراکنش ها را با نسخه اصلی تطبیق می دهند تا ناسازگاری و نقض قوانین رخ ندهد.
بسیاری از شرکت ها فول نودها را برای کمک به سیستم ارز دیجیتال بیت کوین اجرا می کنند. این نودها به دو صورت نود عمومی (general node) و نود پنهان (hidden node) در شبکه وجود دارند. تقریبا 10000 نود عمومی از سال 2018 در شبکه ارز دیجیتال بیت کوین وجود دارد. این عدد تنها مربوط به نودهای عمومی و قابل مشاهده می باشد و مابقی آن ها به صورت نود پنهان در شبکه وجود دارد که قابل مشاهده نیست.
از دیگر وظایف فول نودها می توان به تایید تراکنش و بالا بردن سرعت شبکه اشاره کرد. اما نکته جالب این است که فول نودها نقش اساسی در شبکه ارزهای دیجیتال دارند چرا که اگر تغییر در شبکه بخواهد ایجاد شود، حتما باید 51% فول نودها با آن موافق باشند. همچنین در شرایطی که فول نودها با یک دیگر توافق نکنند، مسیر خود را از هم جدا می کنند! در چنین شرایطی یک هارد فورک اتفاق می افتد.
لایتینگ نود (lightnig node)
این نوع از نودها برای ارتباط بین کاربران خارج از شبکه می باشند و با این کار، سرعت شبکه را به شدت افزایش می دهند. همچنین کارمزد این نودها بسیار کم است. ( تقریبا بین 15 تا 35 ساتوشی ) در واقع نحوه عملکرد این نودها به این صورت است که، با ایجاد یک بستر پرداختی بین دو کاربر، از حجم تراکنش های شبکه کم می کنند. لایتنینگ نودها سعی دارند تراکنش ها را با بیشترین سرعت و کم ترین کارمزد ثبت کنند.
نود استخراج کننده
وظیفه نودهای استخراج کننده تایید تراکنش های شناور می باشد. این نودها برای استخراج بلاک جدید نیاز به دانستن کل اطلاعات شبکه ندارند، بلکه تنها با دانستن اطلاعات بلاک قبلی می توانند تراکنش را تایید و بلاک جدید استخراج کنند.
افرادی که قصد استخراج به صورت انفرادی را دارند، می بایست فول نود را فعال سازی کنند و از نسخه کامل بلاک چین استفاده کنند. اما افرادی که به صورت گروهی به استخراج ارزهای دیجیتال می پردازند، نیازی نیست این کار را انجام دهند و تنها فردی که مسئول استخر استخراج است، می بایست این کار را انجام دهد.
سوپر نود
سوپر نودها در واقع نودهای کاملی هستند که همه می توانند آن ها را ببینند. وقتی یک نود بخواهد با نود دیگری ارتباط برقرار کند، کار ایجاد اطلاعات و برقراری این ارتباط بر عهده سوپر نودها می باشد. در واقع سوپر نودها یک نقطه توزیع و راه ارتباطی می باشند.
این نودها نیاز به توان مصرفی و اینترنت بالاتری دارند چرا که به صورت 24 ساعته در حال کار هستند و انتقال تاریخچه بلاک چین و داده های تمام نودهای دیگر جهان را انجام می دهند.
نحوه کار نود ارز دیجیتال
نودها برای حفظ تمرکز زدایی شبکه بلاک چین، وارد عمل می‌شوند تا ضمن اطمینان از معتبر بودن تراکنش‌ها، اطمینان پیدا کنند که در شبکه کسی با معکوس کردن تراکنش‌ها یا دو بار خرج‌کردن (ِDouble Spending) تقلب نمی‌کند.
برای رسیدن به این اطمینان، نودها باید به اجماع (Consensus) یا توافق در زمینه اعتبار تراکنش‌ها برسند. به مجموعه قوانینی که بر اساس آن، شبکه بلاک چین ایمن ارزیابی می‌شود و داده‌های تراکنش‌ها اعتبار سنجی می‌شوند، اجماع در هر بلاک چین گفته می شود. در شبکه‌های بزرگ بلاک چین، دادها می‌توانند حجیم و پیچیده باشند، بنابراین نودها برای رسیدن به اجماع، از الگوریتمی برنامه نویسی شده بهره می‌برند.
الگوریتم اجماع بیت کوین با نام اثبات کار، اولین الگوریتم اجماعی بود که در بلاک چین معرفی شد. اثبات سهام (PoS) نیز الگوریتم اجماع مشهور بعدی در بلاک چین است که به دنبال دستیابی به هدفی مشابه اما با مبنایی متفاوت است. هر دو الگوریتم به فود نول برای اجرای قوانین شبکه و اعتبارسنجی تراکنش‌ها متکی هستند.
نحوه راه اندازی یک نود ارز دیجیتال
در اولین سال‌های پیدایش بلاک چین، با استفاده از کامپیوترها و تجهیزات ضعیف نیز امکان راه اندازی نود وجود داشت. در حال حاضر و با توجه به افزایش محبوبیت بلاک چین‌ها، نودها نیازمند پردازنده‌های قدرتمندتری هستند.
وجود حداقل پیش نیازهای نرم افزاری و سخت افزاری، قبل از راه اندازی یک نود ضروری می باشد. با توجه به هر کوین، این پیش نیازها متفاوت می باشند. در ادامه به بررسی پیش نیازهای اولیه برای راه اندازی نودها می پردازیم.
راه اندازی نود ارز دیجیتال بیت کوین
اجرای نود بیت کوین، نیازمند استفاده از توان محاسباتی فراوان و پهنای باند گسترده می باشد. برای راه اندازی یک فول نود بیت کوین، پس از مراجعه به وب سایت رسمی بیت کوین، کاربران باید اقدام به دانلود نرم افزار مخصوص راه اندازی نود کنند. فهرستی از پیش نیازهای حداقلی برای راه اندازی نود، در این وب سایت وجود دارد.
فول نودهای بیت کوین در گذشته، باید ۳۵۰ گیگا بایت، یعنی به اندازه کل شبکه بلاک چین بیت کوین، فضای ذخیره سازی در اختیار می‌داشتند؛ اما در حال حاضر کاربرانی که فاقد فضای ذخیره سازی حجیمی هستند، به دلیل اجرای فول نودهای خلاصه شده، می توانند با داشتن ۷ گیگا بایت فضای ذخیره سازی، نود بیت کوین را اجرا کنند.
کاربر باید ملزومات زیر را برای اجرای فول نودهای خلاصه شده، باید در اختیار داشته باشند:
- سیستم دسکتاپ یا لپ تاپی که قابلیت اجرای نسخه‌های جدید مک، ویندوز و یا لینوکس را داشته باشد.
- ۲ گیگابایت حافظه (رم)
- فضای ذخیره سازی ۷ گیگا بایتی که دارای حداقل سرعت خوانش ۱۰۰ مگابایت بر‌ثانیه باشد.
- حداقل ۶ ساعت در روز، فول نود باید فعال باشد.
- سرعت بارگذاری اینترنت باید حداقل ۴۰۰ کیلوبیت (۵۰ کیلوبایت) در ثانیه باشد.
البته نکات دیگری نیز وجود دارد که در این وب سایت به آنها اشاره نشده است و باید به آنها توجه کرد. اجرای یک نود بیت کوین با هزینه های اضافی از جمله هزینه انرژی و همچنین خطرهای بالقوه همراه است. خطرهای ناشی از سوءاستفاده هکرها و همچنین ممنوعیت‌های قانونی احتمالی برای اجرای نود نیز از دیگر مواردی ست که باید مورد توجه قرار گیرند.
راه اندازی نود ارز دیجیتال اتریوم
کاربران می‌توانند در شبکه اتریوم 3 نوع نود مختلف که عبارت‌اند از: لایت و فول و آرشیوی، را اجرا کنند. این نودها از نظر سرعت همگام سازی با کل شبکه، با یکدیگر تفاوت دارند. برای اجرای نود اتریوم، روش‌های مختلفی وجود دارد. دپ‌نود (DAppNode) و آوادو (Avado)، دو سخت افزار محبوب اجرای نود اتریوم هستند. نودهای اتریوم برای راه اندازی تقریبا نیازمند همان پیش نیازهای نودهای بیت کوین هستند، البته با این تفاوت که به قدرت محاسباتی کمتری در مقایسه با بیت کوین نیاز دارد. از جمله پیش نیازهای اجرای نود اتریوم می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- وجود نرم افزار مخصوص اجرای نود اتریوم (Client)
- حداقل ۵۰۰ گیگا بایت فضای حافظه
- دسترسی به CPU (پردازنده مرکزی) چند هسته‌ای
- حداقل ۸ گیگابایت رم
- حداقل ۵۰۰ گیگابایت فضای حافظه
اینترنت با سرعت مناسب
در مرورگر نود اتراسکن (Etherscan)، مختصات و عملکرد هر نود در دسترس است.
راه اندازی نود ارز دیجیتال در شبکه‌های دیگر
همان طور که گفته شد، در هر زنجیره‌ای راه اندازی نود به شکلی متفاوت صورت می گیرد. برای مثال، نودهای زنجیره مونرو به حداقل ۳۰ گیگا بایت فضای ذخیره سازی، نرم افزار ویژه‌ای به نام Daemon، پهنای باندی متناسب با سرعت اینترنت و اتصال اینترنت سریع نیاز دارد.
پیش نیازهای نودهای بیت کوین کش نیز شامل: حداقل ۱۹۴ گیگا بایت حافظه ذخیره سازی، جدید ترین نسخه Bitcoin ABC (بیت کوین اِی‌بی‌سی)، اینترنتی با سرعت حداقل ۵۰ کیلوبایت و همچنین ۲ گیگا بایت رم می باشد. نودهای شبکه دش (Dash) نیز به کامپیوتری با آخرین نسخه لینوکس و همچنین مسترنودهایی با دارایی حداقل هزار کوین دش به عنوان وثیقه احتیاج دارند.
مشکلات راه اندازی نود ارز دیجیتال
با مراجعه به وب سایت هر بلاک چین، می توان از پیش نیازهای سخت افزاری و نرم‌افزاری راه‌اندازی نود در هر بلاک چین، مطلع شد. با این حال، کاربران نباید از مشکلاتی که ممکن است اجرای نود به همراه داشته باشد، غافل باشند.
موانعی مانند مشکل در اتصال به اینترنت و محدودیت پهنای باند را همواره باید در نظر داشت. بعضی از طرح‌های اینترنتی، هزینه مضاعفی را برای استفاده از پهنای باند اضافه که در طرح اینترنت لحاظ نشده است، دریافت می‌کنند. بنابراین کاربران باید قبل از راه اندازی نود، نسبت به محدودیت ترافیک پهنای باند مطمئن شوند.
همچنین برای همگام سازی نود با شبکه بلاک چین، اتصال اپراتور نود به اینترنت الزامی می باشد. در صورت ناپایدار بودن اتصال اینترنت، کاربران مجبور می شوند مجدد نود را راه اندازی کنند. از دیگر مشکلات احتمالی در مسیر راه اندازی موفق نود بلاک چین، می توان به هزینه خرید تجهیزات اولیه و نگه داری و تعمیر آنها، مشکلات قانونی، ویروس‌های کامپیوتری و حمله هکرها، هزینه‌های مالی پیش بینی نشده اشاره کرد.
جمع بندی: بلاک های شبکه بلاکچین بر روی نودها ذخیره می شوند و به صورت اثبات سهام و اثبات کار، عمل الگوریتم اجماع را انجام می دهند. نودها انواع متفاوتی دارند که مهم ترین آن ها فول نودها می باشند که وظایفی از جمله تایید تراکنش، بالا بردن سرعت شبکه و بالا بردن امنیت شبکه را بر عهده دارند. از دیگر نودها می توان به لایتنینگ نود، نود استخراج کننده و سوپر نود اشاره کرد.