می‌دانیم که بیت کوین به صورت یک شبکه غیرمتمرکز همتا به همتا (decentralized peer-to-peer (P2P) network) طراحی شده است. اما چیزی که در این تعریف هیچ اشاره‌ای به آن نمی‌شود تعداد زیاد کامپیوترهایی است که برای نگهداری زیرساخت جهانی مورد نیاز است. به این کامپیوترها نود یا گره بیت کوین می‌گوییم. در ادامه این مطلب قصد داریم به طور مفصل درباره نود بیت کوین صحبت کنیم و بگوییم چرا به آنها نیاز داریم.
گره بیت کوین چیست؟
اگر بخواهیم خیلی ساده توضیح دهیم، هر نود یا گره بیت کوین یک کامپیوتر است که نرم افزار بیت کوین را اجرا می‌کند. مهم‌تر اینکه این کامپیوتر باید از طریق اینترنت با کامپیوترهای دیگر که همین نرم افزار بیت کوین را اجرا می‌کنند متصل شود تا یک شبکه را تشکیل دهند.
اما بیایید ببینیم که نود بیت کوین دقیقا چه کاری انجام می‌دهد که آن‌قدر برای شبکه مهم است.
به عنوان مثال، برای اعتبار سنجی و تایید تراکنش‌ها روی شبکه بیت کوین، به چیزی بیشتر از یک شبکه ماینر برای پردازش نیاز داریم. یک تراکنش برای اینکه تایید شود باید از طریق نودها در سراسر شبکه پخش شود. این در واقع اولین مرحله از فرآیند یک تراکنش است که منجر به تایید آن در بلوک می‌شود.
بیت کوین برای اینکه بتواند با حداکثر توانایی خود عمل کند، نه تنها باید یک مسیر سریع برای انجام تراکنش‌ها فراهم کند بلکه باید بتواند امنیت تراکنش را هم تامین کند. بیت کوین برای این کار از تعدادی گره که به صورت تصادفی انتخاب شده‌اند استفاده می‌کند تا از خطر دوبار خرج کردن جلوگیری کند.
دوبار خرج کردن (double spending) به زمانی گفته می‌شود که یک کاربر بخواهد ارز دیجیتالی را که خرج کرده است را دوباره خرج کند.
شبکه بیت کوین از هزاران نود یا گره تشکیل شده است
این مطلب راهم مطالعه کنید: اصطلاحات تخصصی ارز دیجیتال که قبل از سرمایه گذاری باید بدانید
البته بیت کوین برای این کار تنها به نود یا گره‌های متعدد نیاز ندارد، بلکه به گره‌هایی با عملکرد کامل یا به اصطلاح فول نود (full node) نیاز دارد. گره‌های کامل یا فول نودهای بیت کوین در واقع گره‌هایی هستند که کلاینت اصلی بیت کوین را با اطلاعات کل بلاک چین در اختیار دارند، هر چه تعداد این گره‌ها بیشتر شود، امنیت شبکه بیشتر خواهد بود.
جالب است بدانید به دلیل اهمیت فول نودها یکی از توسعه دهندگان بیت کوین به نام جف گارزیک (Jeff Garzik) پروژه‌ای را در دست دارد تا از ماهواره‌ها به عنوان گره‌های کامل بلاک چین بیت کوین استفاده کند.
به طور خلاصه هر نود بیت کوین سه وظیفه اصلی دارد که عبارتند از:
- اجرای قوانین
- انتقال اطلاعات بین یکدیگر
- ذخیره یک نسخه از تراکنش‌های تایید شده
اجرای قوانین
هر نود یا کاربر بیت کوین برنامه ریزی شده است تا از مجموعه‌ای از قوانین پیروی کند. با دنبال کردن این قوانین هر نود قادر است تراکنش‌هایی که به او می‌رسد را بررسی کند و فقط در صورت مطابقت با قوانین آن ها را تایید و به گره بعدی منتقل کند. اگر مشکلی وجود داشته باشد تراکنش از گره عبور نخواهد کرد.
برای مثال یک قانون ساده این است که هر کاربری که قصد فرستادن مقداری بیت کوین را دارد باید مساوی یا بیشتر از آن دارایی را در اختیار داشته باشد. بنابراین اگر یک گره بیت کوین تراکنشی را دریافت کند که شخصی قصد دارد بیشتر از مقدار بیت کوینی که در اختیار دارد، انتقال دهد، این تراکنش به گره‌های دیگر منتقل نخواهد شد.
عبور تراکنش از یک گره در صورت اجرای درست قوانین
انتقال اطلاعات
در واقع کار اصلی هر گره انتقال اطلاعات به گره‌های دیگر است و اصلی‌ترین اطلاعاتی که گره‌های بیت کوین بین یکدیگر به اشتراک می‌گذارند، در واقع همان تراکنش‌ها در سطح شبکه هستند.
دو نوع تراکنش وجود دارد که نودها بین یکدیگر به اشتراک می‌گذارند:
- تراکنش‌های جدید – تراکنش‌هایی که به‌تازگی وارد شبکه شدند.
- تراکنش‌های تایید شده – تراکنش‌هایی که در شبکه تایید شده و تحت عنوان یک فایل ثبت شده‌اند. این اطلاعات معمولا به صورت بلوکی از تراکنش‌ها بین نودها به اشتراک گذاشته می‌شود و نه به صورت جداگانه.
ذخیره یک نسخه از تراکنش‌های تایید شده
همانطور که گفتیم یکی از وظایف نودها انتقال بلوک‌هایی از تراکنش‌های تایید شده بین یکدیگر است. وقتی این بلوک‌ها در کنار یکدیگر نگهداری شود، به آن زنجیره بلوک‌ها یا همان بلاک چین می‌گوییم.
تراکنش‌های جدید هم در سراسر شبکه دست به دست می‌شود تا بالاخره در دفتر کل تایید شوند و به صورت بلاک چین ذخیره شوند. بهتر است این را هم بدانید که به فرآیند پردازش تراکنش‌های جدید و اضافه شدن آنها به بلاک چین، ماینینگ گفته می‌شود.
تراکنش‌ها به صورت بلوکی از فایل‌ها در گره‌ها ذخیره می‌شود و بلاک چین را به‌وجود می‌آورند.
هر نود در واقع یک نسخه از بلاک چین را برای امنیت شبکه نگهداری می‌کند و بین نودهای دیگر به اشتراک می‌گذارد تا اطلاعات همه نودهای شبکه به‌روزرسانی شود. از اینجا می‌توانیم بفهمیم هر چه تعداد گره‌های یک شبکه بیشتر شود امنیت و قدرت شبکه هم افزایش می‌یابد.
بهتر است این به این موضوع هم اشاره کنیم که کل این فرآیندی که گفته شد به صورت خودکار انجام می‌شود و شما نیازی نیست کاری انجام دهید. به این معنی که وقتی که نرم افزار بیت کوین را روی کامپیوتر خود نصب کنید، شبکه به شما نمی‌گوید چه کاری انجام هید، بلکه کلاینت بیت کوین خودش می‌داند چه کاری باید انجام دهد و به صورت خودکار وظیفه‌اش را انجام می‌دهد.
بنابراین کل شبکه بیت کوین از گره‌هایی تشکیل می‌شود که به صورت خودمختار تصمیم‌گیری می‌کنند اما بر اساس قوانین از پیش تعیین شده همه این گره‌ها از قوانین یکسان پیروی کرده و تصمیمات یکسانی را می‌گیرند که باعث می‌شود بیت کوین به یک شبکه غیرمتمرکز و قدرتمند تبدیل شود.
این مطلب راهم مطالعه کنید: مزایای بیت‌کوین نسبت به دارایی‌های دیگر چیست؟
انواع نود بیت کوین
صرفنظر از گره کامل یا فول نود بیت کوین، نودهای بیت کوین به دسته‌بندی‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که در ادامه بیشتر توضیح می‌دهیم:
فول نود
گره‌های کامل یا فول نودها همانطور که پیش‌تر با آنها آشنا شدیم، مهمترین نودهای بیت کوین هستند که امنیت شبکه بیت کوین را تامین می‌کنند و وجود آنها برای شبکه ضروری است.
یک گره کامل بیت کوین از طریق نصب نرم‌افزارهای مختلفی به‌وجود می‌آید که مهمترین آنها هسته بیت کوین (Bitcoin Core) است. معمولا فول نودهای بیت کوین یک نسخه از کل بلاک چین بیت کوین شامل تمام بلوک‌ها و تراکنش‌ها را دانلود و ذخیره می‌کنند.
اما برای اینکه بتوانیم یک گره کامل بیت کوین را به وجود بیاوریم تنها نصب Bitcoin Core و دانلود یک نسخه از بلاک چین کافی نیست، بلکه حداقل موارد لازم برای اجرای یک فول نود بیت کوین عبارتست از:
- یک کامپیوتر شخصی یا لپ‌تاپ با آخرین نسخه از سیستم عامل ویندوز، مک یا لینوکس.
- ۲۰۰ گیگابایت فضای خالی برای ذخیره سازی
- ۲ گیگابایت حافظه رم
- استفاده از یک اینترنت پر سرعت با سرعت آپلود حداقل ۵۰ کیلوبایت در ثانیه
- اینترنت با حجم نا محدود یا حداقل با حجم بالای آپلود. بهتر است بدانید فول نودهای آنلاین ممکن است ماهانه بیش از ۲۰۰ گیگابایت اطلاعات را آپلود و حداقل ۲۰ گیگابایت دانلود کنند. همچنین وقتی برای اولین بار قصد راه‌اندازی فول نود را داشته باشید تقریبا ۲۰۰ گیگابایت اطلاعات را باید دانلود کنید.
- هر فول نود روزانه باید حداقل ۶ ساعت اجرا شود، حتی بهتر است که همواره در حال اجرا باشد.
با این حال سازمان‌ها و کاربران زیادی داوطلبانه برای کمک به اکوسیستم بیت کوین، به عنوان فول نود فعالیت می‌کنند.
گره‌های شنونده یا سوپر نود
اساسا، یک گره شنونده (listening node) یا سوپر نود یک فول نود است که به صورت عمومی قابل مشاهده است. به این معنی که این فول نود با هر نود دیگری که قصد برقراری ارتباط با آن را داشته باشد، اطلاعاتش را به اشتراک می‌گذارد. بنابراین یک سوپر نود یک نقطه توزیع مجدد است که هم به عنوان یک منبع داده‌ها و هم به عنوان یک پل ارتباطی عمل می‌کند.
یک سوپر نود قابل اطمینان، معمولا به صورت همه روزه و شبانه‌روزی اجرا می‌شود و از چندین راه ارتباطی دارد که سوابق ثبت شده در بلاک چین و داده‌های تراکنش‌ها را به چندین گره در سراسر جهان منتقل می‌کند.
به همین دلیل یک سوپر نود در مقایسه با یک گره کامل غیر قابل مشاهده به قدرت محاسباتی بیشتر و اتصال به اینترنت بهتری احتیاج دارد.
گره‌های استخراج یا نودهای ماینر
برای اینکه در حال حاضر با وجود رقابت شدید بتوانید بیت کوین استخراج کنید باید هزینه زیادی را صرف نرم‌افزاها و سخت‌افزاهای ماینینگ کنید. این نرم افزارهای استخراج به صورت مستقیم ارتباطی با نرم افزار Bitcoin Core ندارد و به صورت موازی اجرا می‌شود تا بتواند بلوک‌های بیت کوین را استخراج کند. البته ماینر می‌تواند انتخاب کند که به تنهایی کار استخراج بیت کوین را انجام دهد یا از استخرهای استخراج استفاده کند.
در حالی که یک ماینر فول نود تنها از نسخه بلاک چینی که خودش کپی کرده استفاده می‌کند، پول ماینرها یا ماینرهایی که از استخر استخراج استفاده می‌کنند، با هم همکاری کرده و هر کسی با قدرت محساباتی یا همان قدرت هش (hashpower) به همکاری می‌پردازد. در یک استخر استخراج تنها مدیر استخر نیاز دارد تا یک فول نود را اجرا کند که به آن « pool miner’s full node» گفته می‌شود.
کاربران عادی یا گره‌های SPV
کاربران عادی که به آنها سبک وزن (lightweight) یا «Simplified Payment Verification» که به صورت مخفف به آنها SPV گفته می‌شود کاربرانی هستند که از شبکه بیت کوین استفاده می‌کنند اما مانند یک فول نود عمل نمی‌کنند. بنابراین کلاینت‌های SPV در تامین امنیت شبکه نقشی ندارند، چرا که آنها یک نسخه از بلاک چین را نگهداری نمی‌کنند و پردازش و تایید تراکنش‌ها را هم انجام نمی‌دهند.
این کاربران در واقع به عنوان نقاط انتهایی ارتباطات در شبکه کار می‌کنند و معمولا بسیاری از کیف پول‌های ارز دیجیتال برای دریافت اطلاعات تراکنش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
این نکته را هم بدانید که در بلاک چین‌های که از مکانیسم اثبات سهام (Proof of Stake) استفاده می‌کنند مانند اتریوم، نودهای استیکینگ (staking nodes) و در بلاک چین‌های که از مکانیسم اثبات اختیار (Proof of Authority) استفاده می‌کنند مانند ارزهای دیجیتال مبتنی بر حریم خصوصی نودهای اتوریتی (Authority Nodes) وجود دارند.
کاهش تعداد نودهای بیت کوین
نگاهی به نمودار تعداد نودهای بیت کوین در چند ماه گذشته نشان می شود که این تعداد به طور چشمگیری در حال کاهش است و از ۱۰٫۰۰۰ گره در دسترس در اوایل ماه مارس به کمتر از ۸۰۰۰ گره کاهش پیدا کرده است. بر اساس آمار سایت «bitnodes» و در زمان نگارش این مطلب ۷۶۷۳ گره بیت کوین در دسترس وجود دارد. اما علت کاهش تعداد نودهای بیت کوین چیست؟
یکی از مهمترین علت‌های این موضوع نبود پاداش است، بر خلاف استخراج بیت کوین که کسب پاداش را به دنبال دارد، اجرای یک گره بیت کوین هیچ سود مالی برای کاربر در پی ندارد. تنها مزیت اجرای یک نود برای کاربران این است که به امنیت شبکه کمک می‌کنند.
علاوه بر نبود انگیزه‌های مالی، هک شدن صرافی ام‌تی.گاکس (Mt. Gox) و از بین رفتن دارایی بسیاری از سرمایه‌گذارهای اولیه هم به کاهش علاقه مردم به ارز دیجیتال در سال‌های گذشته منجر شد.
یکی دیگر از علت‌های کاهش گره‌های بیت کوین افزایش مقررات و آیین‌نامه‌ها نظارتی فعالیت در حوزه ارز دیجیتال در کشور چین است، با افزایش سخت‌گیری‌ها بسیاری از نودهای بیت کوین که در چین مستقر بودند از ادامه فعالیت کنار رفتند.
این مطلب راهم مطالعه کنید: اثبات کار در برابر اثبات سهام ؛ بهترین مکانیزم برای مقیاس‌پذیری بلاک چین کدام است؟
جمع بندی
خب در این مطلب متوجه شدیم که نودهای بیت کوین یا همان گره‌ها نقش بسیاری مهمی در برقراری ارتباط، یکپارچگی و تامین امنیت هر شبکه بلاک چین دارند. اگر گرهی بخواهد فعالیت خرابکارانه در شبکه انجام دهد به راحتی توسط گره‌های دیگر شناسایی و ارتباطش با شبکه قطع می‌شود. در ادامه با انواع این نودها هم آشنا شدیم. حالا اگر برای شما این سوال ایجاد شده است که برای استفاده از بیت کوین حتما باید یک نود بیت کوین شویم؟ پاسخ منفی است. شما بدون اینکه نیازی به نصب نرم افزار یا کلاینت بیت کوین داشته باشید می‌توانید از طریق آدرس کیف پول بیت کوین، ارز دیجیتال خود را از طریق شبکه ارسال و دریافت کنید.
اگر شما هم در مورد گره بیت کوین اطلاعاتی دارید یا به عنوان یک فول نود فعالیت می‌کنید، می‌توانید نظرات و تجربیات خود در این زمینه را از طریق کوین نیک با دیگران به اشتراک بگذارید.
