โนดา (node) — มันคืออะไรในบล็อกเชน?

โลกของสกุลเงินดิจิทัลและเทคโนโลยีบล็อกเชนกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว ดึงดูดผู้เข้าร่วมมากขึ้นเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตามเบื้องหลังอินเทอร์เฟซที่สวยงามของการแลกเปลี่ยนสกุลเงินดิจิทัลและกระเป๋าเงินนั้นซ่อนโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อนซึ่งรองรับการทำงานของทั้งระบบ ที่ศูนย์กลางของโครงสร้างพื้นฐานนี้คือโนด – องค์ประกอบพื้นฐานของเครือข่ายบล็อกเชนใด ๆ โนดคืออะไร ฟังก์ชันที่มันทำคืออะไร และทำไมมันถึงสำคัญสำหรับการทำงานของสกุลเงินดิจิทัล? ในบทความนี้เราจะตรวจสอบรายละเอียดทุกด้านของการทำงานของโนดและบทบาทของพวกมันในเครือข่ายบล็อกเชนสมัยใหม่

โนด (node) ในบล็อกเชนคืออะไร?

คำจำกัดความพื้นฐาน

โนด (node) ในบล็อกเชนคือคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายบล็อกเชน ซึ่งเก็บสำเนาบล็อกเชนทั้งหมดหรือบางส่วนและมีส่วนร่วมในกระบวนการตรวจสอบและเผยแพร่ธุรกรรม โนดแต่ละตัวเป็นจุดเชื่อมต่อในเครือข่ายแบบกระจายอำนาจ โดยประมวลผลและส่งข้อมูลเกี่ยวกับธุรกรรมและบล็อกไปยังโนดอื่น ๆ

ในทางปฏิบัติ โนดเป็นเซิร์ฟเวอร์ที่ทำงานด้วยซอฟต์แวร์พิเศษซึ่งช่วยให้สามารถโต้ตอบกับเครือข่ายบล็อกเชนที่กำหนดได้ ตัวอย่างเช่นในการที่จะเป็นโนดในเครือข่าย Bitcoin จะต้องติดตั้งโปรแกรม Bitcoin Core และสำหรับ Ethereum จะต้องใช้ Geth หรือ Parity

คำว่า “node” แปลจากภาษาอังกฤษว่า “จุด” ซึ่งสอดคล้องกับฟังก์ชันของอุปกรณ์เหล่านี้อย่างมาก – พวกเขาเป็นจุดเชื่อมในเครือข่ายบล็อกเชนทั่วโลก ซึ่งช่วยรักษาความสมบูรณ์ ความปลอดภัย และการกระจายอำนาจ

โนดมีส่วนร่วมในกระบวนการยืนยันธุรกรรมอย่างไร

กระบวนการยืนยันการทำธุรกรรมเป็นหนึ่งในฟังก์ชันหลักของโหนดในบล็อกเชน เมื่อผู้ใช้เริ่มทำธุรกรรม (เช่น ส่งคริปโตเคอเรนซี่ให้ผู้ใช้อื่น) ข้อมูลนี้จะกระจายไปทั่วเครือข่ายและเข้าสู่พูลของธุรกรรมที่ยังไม่ได้รับการยืนยัน

โหนดทำการดำเนินการดังต่อไปนี้เมื่อยืนยันการทำธุรกรรม:

1. การตรวจสอบความถูกต้อง: โหนดจะตรวจสอบว่าธุรกรรมสอดคล้องกับกฎของเครือข่ายหรือไม่ ตัวอย่างเช่น พวกเขาจะมั่นใจว่าผู้ส่งมีจำนวนคริปโตเคอเรนซี่เพียงพอสำหรับการส่งและลายเซ็นดิจิทัลถูกต้อง
   
2. การกระจายข้อมูล: หากธุรกรรมถูกพิจารณาว่าถูกต้อง โหนดจะส่งต่อไปยังโหนดอื่นในเครือข่าย
   
3. การรวมอยู่ในบล็อก: โหนดขุดรวมธุรกรรมที่ได้รับการตรวจสอบแล้วลงในบล็อกและพยายามหาคำตอบสำหรับปัญหาการเข้ารหัส (ในเครือข่ายที่ใช้ Proof of Work)
   
4. การตรวจสอบบล็อกใหม่: เมื่อบล็อกใหม่ถูกสร้างขึ้น โหนดทั้งหมดจะตรวจสอบมันและหากมันถูกต้องจะเพิ่มลงในสำเนาของบล็อกเชนของตนแล้วส่งข้อมูลเกี่ยวกับบล็อกใหม่ไปยังโหนดอื่น
   
5. การเก็บประวัติ: โหนดจะเก็บประวัติของธุรกรรมที่ได้รับการยืนยันทั้งหมด เพื่อให้บล็อกเชนโปร่งใสและไม่เปลี่ยนแปลง
   

ขอบคุณกระบวนการนี้ เครือข่ายบล็อกเชนสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องมีหน่วยงานกลาง ผู้ใช้สามารถมั่นใจในความปลอดภัยและความถูกต้องของธุรกรรมของตน

ประเภทของโนด: เต็ม, เบา, ขุด

ในเครือข่ายบล็อกเชนมีประเภทโหนดที่แตกต่างกันหลายประเภท ซึ่งแต่ละประเภททำหน้าที่เฉพาะที่กำหนด

1. โหนดเต็ม (Full node) – เก็บสำเนาบล็อกเชนทั้งหมดและตรวจสอบธุรกรรมและบล็อกทั้งหมดว่าตรงตามกฎของเครือข่าย โหนดเต็มเป็นพื้นฐานของการกระจายอำนาจ เนื่องจากพวกเขาตรวจสอบข้อมูลทั้งหมดอย่างอิสระ โดยไม่ต้องพึ่งพาความไว้วางใจต่อผู้เข้าร่วมคนอื่น
   
2. โนดเบา (Light node) – เก็บเฉพาะหัวเรื่องของบล็อก ไม่ใช่ประวัติการทำธุรกรรมทั้งหมด สำหรับการตรวจสอบธุรกรรม โหนดที่เบาจะพึ่งพาโหนดที่เต็ม โหนดที่เบาต้องการทรัพยากรน้อยกว่าและสามารถทำงานบนอุปกรณ์ที่มีข้อจำกัด เช่น สมาร์ทโฟนได้
   
3. โนดขุด (Mining node) – เป็นประเภทของโหนดที่เต็มที่พิเศษ ซึ่งนอกจากการตรวจสอบธุรกรรมแล้ว ยังมีส่วนร่วมในการสร้างบล็อกใหม่ด้วย โหนดที่ทำเหมืองแข่งขันกันเองในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนเพื่อที่จะได้รับสิทธิ์ในการเพิ่มบล็อกใหม่ในห่วงโซ่และได้รับรางวัล

นอกจากประเภทหลักเหล่านี้แล้ว ยังมี:

• โหนดเก็บข้อมูล – เก็บไม่เพียงแต่สถานะปัจจุบันของบล็อกเชน แต่ยังประวัติการเปลี่ยนแปลงทั้งหมด ซึ่งทำให้มีค่ามากสำหรับการวิเคราะห์และการวิจัย
  
• มาสเตอร์โหนด – เป็นโหนดพิเศษในบางเครือข่ายบล็อกเชน ทำหน้าที่เพิ่มเติม เช่น การให้ความเป็นส่วนตัวในการทำธุรกรรม การลงคะแนนเสียงในเรื่องการบริหารจัดการเครือข่าย เป็นต้น สำหรับการเรียกใช้มาสเตอร์โหนดมักจะต้องมีการวางเงินประกันในโทเคนของเครือข่ายที่เกี่ยวข้อง
  
• โหนดสำหรับการสเตค – มีส่วนร่วมในกระบวนการยืนยันธุรกรรมในเครือข่ายที่ใช้ Proof of Stake โดยการล็อก (สเตค) จำนวนเงินคริปโตที่กำหนด
  

การเลือกประเภทของโหนดขึ้นอยู่กับเป้าหมายของผู้เข้าร่วมในเครือข่าย ความสามารถทางเทคนิคของเขา และความพร้อมในการลงทุนทรัพยากรเพื่อสนับสนุนบล็อกเชน

โนดทำงานในเครือข่ายบล็อกเชนอย่างไร?

โนดเชื่อมต่อกันอย่างไร

เครือข่ายบล็อกเชนเป็นเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์ (peer-to-peer) ที่ในนั้นโหนดสามารถสื่อสารโดยตรงกับกันและกันโดยไม่ต้องพึ่งเซิร์ฟเวอร์กลาง การสื่อสารนี้ช่วยรักษาความสมบูรณ์และความปลอดภัยของทั้งระบบ

กลไกการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโหนดประกอบด้วย:

1. การค้นหาโหนด: เมื่อโหนดใหม่เข้าร่วมเครือข่าย จำเป็นต้องค้นหาโหนดที่มีอยู่เพื่อเชื่อมต่อ ซึ่งอาจเกิดขึ้นผ่าน “seed nodes” ที่ตั้งโปรแกรมล่วงหน้า ผ่านเซิร์ฟเวอร์ DNS หรือผ่านกลไกการค้นหาอื่น ๆ
   
2. การสร้างการเชื่อมต่อ: ทุกโหนดรองรับการเชื่อมต่อหลายรายการกับโหนดอื่น ๆ สร้างเครือข่ายความสัมพันธ์ที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น โหนดในเครือข่าย Bitcoin มักจะรองรับการเชื่อมต่อที่ใช้งานได้ตั้งแต่ 8 ถึง 125 เชื่อมต่อ.
   
3. โปรโตคอลการแลกเปลี่ยนข้อมูล: โหนดใช้โปรโตคอลพิเศษสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล โปรโตคอลเหล่านี้กำหนดว่าจะส่งข้อมูลประเภทใดและในรูปแบบใดระหว่างโหนด.
   
4. การซิงโครไนซ์: โหนดใหม่เมื่อเชื่อมต่อกับเครือข่ายจะต้องซิงโครไนซ์กับสถานะปัจจุบันของบล็อกเชนโดยการดาวน์โหลดบล็อกทั้งหมดตั้งแต่เริ่มสร้างเครือข่าย (สำหรับโหนดแบบเต็ม) หรือเพียงแค่ข้อมูลที่จำเป็น (สำหรับโหนดเบา).
   
5. การกระจายข้อมูล: เมื่อโหนดได้รับธุรกรรมหรือบล็อกใหม่จะมีการตรวจสอบและถ้าถูกต้องจะส่งข้อมูลไปยังโหนดที่เชื่อมต่อทั้งหมดเพื่อให้ข้อมูลแพร่กระจายอย่างรวดเร็วทั่วทั้งเครือข่าย.
   

สถาปัตยกรรมเช่นนี้ทำให้เครือข่ายมีความทนทานสูงต่อความล้มเหลวและการโจมตี แม้ว่าโหนดบางตัวจะล้มเหลวหรือถูกโจมตีเครือข่ายก็จะยังทำงานผ่านการเชื่อมต่อที่เหลืออยู่.

หลักการทำงานของโนดในกระบวนการตรวจสอบและส่งข้อมูล

ภารกิจหลักของโหนดคือการรักษาความเห็นพ้องต้องกันเกี่ยวกับสถานะของบล็อกเชน สำหรับสิ่งนี้พวกเขาจะดำเนินการกระบวนการที่ซับซ้อนหลายอย่าง:

1. การรับและตรวจสอบธุรกรรม:
   
   • เมื่อผู้ใช้ส่งธุรกรรมจะเข้าสู่ mempool (พูลหน่วยความจำ) ของโหนดหลายตัว.
   • แต่ละโหนดจะตรวจสอบความสอดคล้องของธุรกรรมกับกฎของโปรโตคอล: ความถูกต้องของลายเซ็นดิจิทัล ความเพียงพอของเงินทุน ความสอดคล้องของรูปแบบ เป็นต้น.
   • ธุรกรรมที่ถูกต้องจะถูกเก็บไว้ใน mempool ของโหนดและส่งไปให้โหนดอื่น ๆ ในเครือข่าย.
     
2. การสร้างบล็อก (สำหรับโหนดการขุด):
   
   • โหนดการขุดเลือกธุรกรรมจาก mempool โดยให้ความสำคัญกับธุรกรรมที่เสนอค่าธรรมเนียมที่สูงกว่า.
   • พวกเขาสร้างผู้สมัครสำหรับบล็อกใหม่รวมถึงแฮชของบล็อกก่อนหน้า แทมป์เวล แฮชรากของต้นไม้ Merkle สำหรับธุรกรรมที่รวมอยู่และข้อมูลที่จำเป็นอื่น ๆ.
   • จากนั้นพวกเขาพยายามหาค่า nonce (หมายเลขที่ใช้ครั้งเดียว) ที่ทำให้แฮชของบล็อกตรงตามเงื่อนไขของความยากบางประการ (ในเครือข่ายที่ใช้ Proof of Work)
     
3. การตรวจสอบและการยอมรับบล็อกใหม่:
   
   • เมื่อโหนดได้รับข้อมูลเกี่ยวกับบล็อกใหม่ มันจะทำการตรวจสอบหลายขั้นตอน: ความสอดคล้องของโครงสร้างบล็อกกับโปรโตคอล, ความถูกต้องของธุรกรรมที่รวมอยู่ทั้งหมด, ความถูกต้องของแฮชบล็อก เป็นต้น
   • หากบล็อกผ่านการตรวจสอบทั้งหมด โหนดจะเพิ่มมันไปยังเวอร์ชันของบล็อกเชนและส่งข้อมูลเกี่ยวกับบล็อกใหม่ไปยังโหนดอื่นๆ
   • หากโหนดพบเวอร์ชันทางเลือกของบล็อกเชน (fork) มันจะปฏิบัติตามกฎการเลือกสายโซ่ที่ยาวที่สุดหรือลำดับด้วยความยากสะสมสูงสุด (ขึ้นอยู่กับโปรโตคอล)
     
4. การประมวลผล forks:
   
   • บางครั้งในเครือข่ายอาจมีสถานการณ์ที่นักขุดต่างๆ ค้นพบบล็อกที่ถูกต้องในเวลาเดียวกัน ทำให้เกิดความไม่ตรงกันชั่วขณะในบล็อกเชน (fork)
   • โหนดยังคงทำงานกับทั้งสองสาขาตราบใดที่หนึ่งในนั้นยาวกว่าก่อน จากนั้นพวกเขาจะยอมรับสายโซ่ที่ยาวกว่าว่าเป็นสิ่งที่ถูกต้องและละทิ้งเวอร์ชันทางเลือก
     
5. การอัปเดตสถานะ:
   
   • หลังจากการรับบล็อกใหม่ โหนดจะอัปเดตการแสดงผลของสถานะปัจจุบันของบล็อกเชน: ยอดเงินของที่อยู่, สถานะของสัญญาอัจฉริยะ (ในเครือข่ายที่รองรับ) เป็นต้น

กระบวนการที่ซับซ้อนนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์และความสอดคล้องของข้อมูลในเครือข่ายทั้งหมด แม้จะไม่มีหน่วยงานกลางในการควบคุม

ประเภทของโนด

โนดเต็ม

โหนดเต็ม (Full node) คือรากฐานของเครือข่ายบล็อกเชนทั้งหมด มันดาวน์โหลดและเก็บสำเนาทั้งหมดของบล็อกเชนตั้งแต่บล็อกแรกสุด (genesis block) และตรวจสอบแต่ละธุรกรรมตามกฎของเครือข่ายด้วยตัวเอง

ลักษณะของโหนดเต็ม:

1. ความเป็นอิสระอย่างเต็มที่ – โหนดเต็มไม่ต้องพึ่งพาความเชื่อถือของผู้เข้าร่วมรายอื่นในเครือข่าย พวกเขาตรวจสอบข้อมูลทั้งหมดด้วยตัวเอง
   
2. ข้อกำหนดระบบที่สำคัญ – การเก็บรักษาและประมวลผลบล็อกเชนทั้งหมดต้องการอุปกรณ์ที่มีสมรรถนะสูง ตัวอย่างเช่น สำหรับน็อด Bitcoin เต็มจะต้องมีพื้นที่ว่างประมาณ 500 GB บนฮาร์ดดิสก์ (ณ ปี 2024) ส่วน Ethereum ต้องการพื้นที่มากกว่าอีก
   
3. ระยะเวลาในการซิงโครไนซ์เริ่มต้นนาน – เมื่อเริ่มต้นใช้งานน็อดเต็มครั้งแรกอาจใช้เวลาหลายวันในการดาวน์โหลดและตรวจสอบประวัติของบล็อกเชนทั้งหมด
   
4. คุณค่าที่สูงสำหรับเครือข่าย – ยิ่งมีน็อดเต็มในเครือข่ายมากเท่าไหร่ เครือข่ายก็จะมีการกระจายอำนาจมากขึ้นและทนทานต่อการโจมตี
   

ฟังก์ชันของน็อดเต็ม:

• การเก็บรักษาประวัติการทำธุรกรรมทั้งหมดตั้งแต่การสร้างเครือข่าย
• การตรวจสอบธุรกรรมและบล็อกทั้งหมดอย่างอิสระ
• การกระจายข้อมูลเกี่ยวกับธุรกรรมและบล็อกใหม่
• การจัดการคำขอจากลูกค้าเบา (ในบางเครือข่าย)
• การเข้าร่วมการลงคะแนนเสียงเกี่ยวกับการอัปเดตโปรโตคอล (ในบล็อกเชนบางตัว)

ตัวอย่างซอฟต์แวร์สำหรับน็อดเต็ม:

• Bitcoin Core สำหรับเครือข่าย Bitcoin
• Geth หรือ Parity สำหรับ Ethereum
• Solana Validator สำหรับ Solana
• Cardano Node สำหรับ Cardano

การเปิดใช้งานน็อดเต็มจะทำให้ผู้ใช้มีความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัวสูงสุด เนื่องจากธุรกรรมทั้งหมดจะถูกตรวจสอบในท้องถิ่นโดยไม่ต้องไว้วางใจเซิร์ฟเวอร์ภายนอก นอกจากนี้ ผู้เข้าร่วมเครือข่ายที่เปิดใช้งานน็อดเต็มจะมีส่วนสำคัญต่อสุขภาพและการกระจายอำนาจของบล็อกเชน

โนดเบา (Light node)

น็อดเบา (Light node) หรือที่เรียกว่าลูกค้าเบา เป็นเวอร์ชันที่เรียบง่ายกว่าของน็อด ซึ่งไม่เก็บสำเนาบล็อกเชนทั้งหมด แทนที่จะโหลดเฉพาะหัวบล็อกและข้อมูลขั้นต่ำที่จำเป็นในการตรวจสอบธุรกรรมเฉพาะ

ลักษณะเฉพาะของน็อดเบา:

1. ความต้องการระบบต่ำ – น็อดเบาสามารถทำงานบนอุปกรณ์ที่มีทรัพยากรจำกัด เช่น สมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ต
   
2. การซิงโครไนซ์ที่รวดเร็ว – สำหรับการเริ่มต้นใช้งานเพียงแค่ดาวน์โหลดหัวบล็อก ซึ่งเร็วกว่าการซิงโครไนซ์น็อดเต็มมาก
   
3. โมเดลความไว้วางใจ – โหนดเบาเชื่อมโยงกับโหนดเต็มเพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของบล็อกเชนและตรวจสอบธุรกรรม
   
4. การมีส่วนร่วมที่น้อยกว่าในความปลอดภัยของเครือข่าย – โหนดเบาไม่เข้าร่วมในการตรวจสอบธุรกรรมทั้งหมดอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นการมีส่วนร่วมของพวกเขาในความปลอดภัยของเครือข่ายจึงน้อยกว่าโหนดเต็ม
   

ฟังก์ชันของโหนดเบา:

• การดาวน์โหลดและตรวจสอบส่วนหัวของบล็อก
• การใช้การตรวจสอบการชำระเงินที่ง่ายขึ้น (SPV, การตรวจสอบการชำระเงินแบบง่าย) เพื่อการตรวจสอบธุรกรรมเฉพาะ
• การสร้างและส่งธุรกรรมของตนไปยังเครือข่าย
• การติดตามที่อยู่หรือสมาร์ทคอนแทรกต์เฉพาะที่น่าสนใจสำหรับผู้ใช้

เทคโนโลยีการทำงาน:

โหนดเบาใช้วิธีการตรวจสอบการชำระเงินที่ง่ายขึ้น (SPV) ที่เสนอโดย Satoshi Nakamoto ในเอกสารต้นฉบับเกี่ยวกับ Bitcoin วิธีนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบว่าธุรกรรมรวมอยู่ในบล็อกโดยไม่ต้องดาวน์โหลดบล็อกทั้งหมด:

1. โหนดทำการร้องขอจากโหนดเต็มเพื่อขอหลักฐานการรวมธุรกรรมที่น่าสนใจในบล็อกเชน (ปกติจะทำโดยใช้ต้นไม้ Merkle)
2. โหนดเต็มจัดเตรียมเส้นทาง Merkle ที่พิสูจน์ว่าธุรกรรมได้ถูกรวมไว้ในบล็อกที่กำหนดจริงๆ
3. โหนดเบาตรวจสอบหลักฐานนี้และยืนยันการมีอยู่ของธุรกรรมโดยไม่ต้องดาวน์โหลดข้อมูลทั้งหมดของบล็อก

ตัวอย่างของลูกค้าเบา:

• Electrum สำหรับ Bitcoin
• Metamask สำหรับ Ethereum
• Trust Wallet สำหรับบล็อกเชนที่หลากหลาย
• Atomic Wallet สำหรับการทำธุรกรรมหลายสกุลเงิน

โหนดเบามอบความสมดุลที่ดีระหว่างความปลอดภัยและความสะดวกในการใช้งาน พวกเขาอนุญาตให้ผู้ใช้ทั่วไปมีส่วนร่วมกับบล็อกเชนโดยไม่จำเป็นต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมากในการดูแลโหนดเต็ม

โนดขุด (Mining node)

โหนดขุด (Mining node) เป็นประเภทเฉพาะของโหนดเต็มที่ไม่เพียงแต่ตรวจสอบและเผยแพร่ธุรกรรม แต่ยังเข้าร่วมอย่างแข็งขันในการสร้างบล็อกใหม่ โหนดเหล่านี้เล่นบทบาทสำคัญในเครือข่ายที่ใช้ الگอริธึมความเห็นพ้อง (Proof of Work, PoW) เช่น Bitcoin, Litecoin และอีกหลายๆ อัน

ลักษณะของโหนดขุด:

1. ความต้องการที่สูงต่อพลังการคำนวณ – สำหรับการขุดที่มีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะ เช่น ASIC miner สำหรับ Bitcoin หรือกราฟิกการ์ดที่มีพลังสูง (GPU) สำหรับสกุลเงินดิจิทัลอื่น ๆ บางตัว.
   
2. การใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก – กระบวนการขุดต้องการพลังงานจำนวนมาก ซึ่งเป็นหนึ่งในค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานหลัก.
   
3. โมเดลการแข่งขัน – นักขุดแข่งขันกันเพื่อสิทธิในการสร้างบล็อกใหม่และรับรางวัล.
   
4. แรงจูงใจทางการเงิน – นักขุดได้รับรางวัลเป็นเหรียญใหม่และค่าธรรมเนียมจากธุรกรรมที่รวมอยู่ในบล็อก.
   

กระบวนการทำงานของโหนดการขุด:

1. การรวบรวมธุรกรรม – โหนดการขุดรวบรวมธุรกรรมที่ยังไม่ได้ตรวจสอบจากเมมพูล โดยให้ความสำคัญกับธุรกรรมที่เสนอค่าธรรมเนียมสูงกว่า.
   
2. การสร้างผู้สมัครบล็อก – โหนดจะสร้างส่วนหัวของบล็อก ซึ่งรวมถึงแฮชของบล็อกก่อนหน้า, แท็กเวลา, แฮชราก Merkle สำหรับธุรกรรมที่เลือก และข้อมูลที่จำเป็นอื่น ๆ.
   
3. การค้นหาคำตอบ – นักขุดจะเปลี่ยน nonce (หมายเลขใช้ครั้งเดียว) ในส่วนหัวของบล็อกซ้ำแล้วซ้ำเล่าและคำนวณแฮช พยายามหาค่าที่ทำให้แฮชเป็นไปตามข้อกำหนดความยากของเครือข่าย (โดยปกติแล้ว หมายความว่าแฮชต้องน้อยกว่าค่าตั้งเป้าที่กำหนด).
   
4. การประกาศคำตอบ – เมื่อค้นพบคำตอบแล้ว นักขุดจะประกาศบล็อกใหม่ในทันทีในเครือข่าย เพื่อให้โหนดอื่น ๆ สามารถตรวจสอบและเพิ่มลงในสำเนาบล็อกเชนของตน.
   
5. การรับรางวัล – นักขุดที่ค้นพบคำตอบที่ถูกต้องจะได้รับรางวัลในรูปของเหรียญใหม่ (เช่น ใน Bitcoin จะเป็นรางวัลสำหรับบล็อก) และค่าธรรมเนียมสำหรับธุรกรรมทั้งหมดที่รวมอยู่ในบล็อก.
   

พูลการขุด:

เนื่องจากความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นในการขุดในเครือข่ายยอดนิยม นักขุดบางคนมักรวมตัวกันเป็นกลุ่มการขุด – กลุ่มผู้เข้าร่วมที่รวมพลังการประมวลผลของตนและแบ่งผลตอบแทนที่ได้รับตามสัดส่วนของการทำงานที่นำเสนอ ซึ่งทำให้สามารถสร้างรายได้ที่มีเสถียรภาพมากขึ้น แม้ว่าจะน้อยกว่าการค้นพบบล็อกด้วยตนเองก็ตาม

ข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม:

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความสนใจอย่างมากได้มุ่งไปที่ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมจากการขุด โดยเฉพาะในเครือข่ายที่มีความซับซ้อนในการคำนวณสูง เช่น Bitcoin ซึ่งนำไปสู่การค้นหาทางเลือกที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากขึ้น เช่น Proof of Stake (PoS) ซึ่งผู้สร้างบล็อคใหม่จะถูกเลือกตามจำนวนเหรียญที่ถูกล็อก (สเตค) แทนที่จะเป็นพลังการประมวลผล

ตัวอย่างซอฟต์แวร์สำหรับการขุด:

• CGMiner และ BFGMiner สำหรับ Bitcoin
• T-Rex และ NBMiner สำหรับอัลกอริธึมการขุด GPU ต่างๆ
• XMRig สำหรับ Monero

โหนดการขุดเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของระบบ Proof of Work โดยให้ความปลอดภัยของเครือข่ายและยืนยันธุรกรรม

โนดสนับสนุนความปลอดภัยและการกระจายอำนาจของเครือข่ายอย่างไร?

บทบาทของโนดในการกระจายอำนาจของบล็อกเชน

โหนดมีบทบาทพื้นฐานในการช่วยให้เกิดการกระจายอำนาจในเครือข่ายบล็อกเชน – ซึ่งเป็นหนึ่งในหลักการสำคัญที่ทำให้เทคโนโลยีนี้แตกต่างจากระบบที่รวมศูนย์แบบดั้งเดิม

ประเด็นหลักเกี่ยวกับผลกระทบของโหนดต่อการกระจายอำนาจ:

1. การจัดเก็บข้อมูลแบบกระจาย:
   
   • โหนดเต็มแต่ละตัวจะเก็บสำเนาเต็มของบล็อกเชน ซึ่งหมายความว่าข้อมูลไม่ถูกมุ่งเน้นอยู่ที่เซิร์ฟเวอร์เดียวหรือกลุ่มเซิร์ฟเวอร์
   • แม้ว่าส่วนสำคัญของโหนดจะหยุดทำงาน ข้อมูลก็ยังสามารถเข้าถึงได้ผ่านโหนดที่เหลือ
   • สิ่งนี้ทำให้บล็อกเชนมีความทนทานต่อการเซ็นเซอร์และการโจมตีทางกายภาพต่อโครงสร้างพื้นฐาน
     
2. การตรวจสอบที่เป็นอิสระ:
   
   • โหนดเต็มแต่ละตัวจะตรวจสอบธุรกรรมและบล็อกทั้งหมดด้วยตนเอง โดยไม่ต้องพึ่งพาความเชื่อถือจากผู้เข้าร่วมคนอื่นในเครือข่าย
   • สิ่งนี้ตัดความจำเป็นในการมีนายหน้าไว้ใจได้หรือหน่วยงานกลาง
   • ผู้ใช้สามารถมั่นใจในความถูกต้องของข้อมูล โดยไม่ต้องเชื่อมั่นในใครโดยเฉพาะ แต่เพียงแค่กฎของโปรโตคอลเท่านั้น
     
3. การกระจายทางภูมิศาสตร์:
   
   • โนดมักจะแพร่กระจายไปทั่วโลก ในเขตอำนาจต่างๆ และระบบการเมืองที่แตกต่างกัน
   • สิ่งนี้ปกป้องเครือข่ายจากการโจมตีในท้องถิ่น การตัดการเชื่อมต่อจากอินเทอร์เน็ต หรือข้อจำกัดทางกฎหมายในแต่ละประเทศ
   • การกระจายทางภูมิศาสตร์ของโนดยิ่งกว้างขวาง เครือข่ายก็จะมีความทนทานต่อปัญหาระดับภูมิภาคมากขึ้น
     
4. การเข้าถึงแบบเปิด:
   
   • ในบล็อกเชนสาธารณะส่วนใหญ่ ทุกคนสามารถเริ่มทำงานเป็นโนดได้โดยไม่ต้องได้รับอนุญาต
   • สิ่งนี้ลดอุปสรรคในการเข้าร่วมและป้องกันการผูกขาดเครือข่ายโดยองค์กรบางแห่ง
   • โมเดลการเข้าร่วมแบบเปิดช่วยส่งเสริมการเพิ่มจำนวนโนดและการกระจายอำนาจ
     
5. การจัดการฉันทามติ:
   
   • ในบางเครือข่ายบล็อกเชน ผู้ประกอบการโนดสามารถเข้าร่วมการลงคะแนนในเรื่องการปรับปรุงโปรโตคอลหรือการเปลี่ยนแปลงกฎ
   • สิ่งนี้สร้างแบบจำลองการจัดการแบบกระจายอำนาจที่การตัดสินใจทำได้เป็นกลุ่ม
   • ยกตัวอย่างเช่น กระบวนการเปิดใช้งานซอฟต์ฟอร์กใน Bitcoin ผ่านการบ่งบอกความพร้อมของโนด

ความท้าทายสำหรับการกระจายอำนาจ:

แม้จะมีข้อดี แต่ก็ยังมีปัจจัยที่อาจจำกัดการกระจายอำนาจ:

• อุปสรรคทางเทคนิค – การเริ่มต้นโนดแบบเต็มต้องการความรู้และทรัพยากรทางเทคนิคที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งอาจจำกัดจำนวนผู้เข้าร่วม
• แรงจูงใจทางเศรษฐกิจ – ในบางเครือข่ายไม่มีแรงจูงใจทางเศรษฐกิจเพียงพอในการเริ่มต้นโนดที่ไม่เกี่ยวข้องกับการประมวลผล ซึ่งอาจส่งผลให้จำนวนโนดไม่เพียงพอ
• การรวมกำลังการคำนวณ – ในเครือข่าย PoW การทำเหมืองอาจถูกมุ่งไปที่กลุ่มหรือบริษัทขนาดใหญ่ที่เข้าถึงพลังงานไฟฟ้าที่ราคาถูก
• ขนาดของบล็อกเชน – ตามที่ขนาดของบล็อกเชนเพิ่มขึ้น ความต้องการพื้นที่เก็บข้อมูลก็เพิ่มขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่การลดจำนวนโนดแบบเต็ม

มาตรการในการเสริมสร้างการกระจายศูนย์:

โครงการบล็อกเชนดำเนินการมาตรการต่าง ๆ เพื่อสนับสนุนและเสริมสร้างการกระจายศูนย์:

• การพัฒนาโปรแกรมที่ช่วยลดความต้องการด้านทรัพยากรในการรันโหนด
• การสร้างโปรแกรมรางวัลสำหรับการรันโหนด
• การพัฒนาอัลกอริธึมการขุดที่ทนต่อ ASIC เพื่อป้องกันการรวมศูนย์ของพลังการคำนวณ
• การนำกลไกที่กระตุ้นการกระจายทางภูมิศาสตร์ของโหนด

ยิ่งมีผู้เข้าร่วมที่เป็นอิสระมากขึ้นในการรันโหนด เครือข่ายบล็อกเชนก็จะยิ่งมีความกระจายศูนย์และทรงพลังมากขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับหลักการพื้นฐานของเทคโนโลยีนี้.

หลักการทำความเห็นที่โนดสนับสนุน

ฉันทามติ – เป็นกลไกที่อนุญาตให้โหนดทั้งหมดในเครือข่ายกระจายศูนย์บรรลุความเห็นพ้องกันเกี่ยวกับสถานะของบล็อกเชน โหนดมีบทบาทสำคัญในการรักษาโปรโตคอลฉันทามติที่หลากหลาย เพื่อให้ระบบทั้งหมดยังคงทำงานได้อย่างเชื่อถือได้.

กลไกฉันทามติหลักในเครือข่ายบล็อกเชน:

1. Proof of Work (PoW) – หลักฐานการทำงาน:
   
   • ใช้ใน Bitcoin, Litecoin, Dogecoin และอื่น ๆ
   • บทบาทของโหนด: โหนดการขุดแข่งขันกันในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้ทรัพยากรการคำนวณอย่างมาก โหนดเต็มทำการตรวจสอบความถูกต้องของคำตอบที่ค้นพบและความถูกต้องของบล็อกที่สร้างขึ้น.
   • ความปลอดภัย: ขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่ว่าการควบคุมพลังการคำนวณส่วนใหญ่ของเครือข่ายไม่คุ้มค่าในทางเศรษฐกิจ.
   • โหนดจะประสานเชนที่ยาวที่สุด (ที่มีความซับซ้อนสะสมมากที่สุด) เป็นเวอร์ชันที่ถูกต้องของบล็อกเชน.
     
2. Proof of Stake (PoS) – หลักฐานของการถือครอง:
   
   • ใช้ใน Ethereum 2.0, Cardano, Solana และอื่น ๆ
   • บทบาทของโหนด: ผู้ตรวจสอบ (ประเภทโหนดพิเศษ) จะล็อก (เดิมพัน) สกุลเงินคริปโตที่เฉพาะเจาะจงเป็นหลักประกันและได้รับสิทธิในการสร้างบล็อกตามสัดส่วนของขนาดการถือครองของพวกเขา.
   • ความปลอดภัย: ขึ้นอยู่กับแรงจูงใจทางเศรษฐกิจ – ผู้ตรวจสอบมีความเสี่ยงที่จะสูญเสียการเดิมพันของตนหากกระทำการไม่ซื่อสัตย์.
   • โนดเลือกเชนที่มีสัดส่วนการถือหุ้นของนักพัฒนาสูงสุดให้เป็นเชนที่ถูกต้อง
     
3. Delegated Proof of Stake (DPoS) – หลักฐานการถือหุ้นที่ได้รับมอบหมาย:
   
   • ใช้ใน EOS
     

บทสรุป

โนดมีบทบาทสำคัญในการทำงานและความปลอดภัยของเครือข่ายบล็อกเชนใด ๆ พวกเขารับประกันความสมบูรณ์ของข้อมูล การยืนยันการทำธุรกรรม และการกระจายอำนาจ ซึ่งทำให้พวกเขากลายเป็นส่วนสำคัญของระบบนิเวศคริปโต การทำความเข้าใจหลักการทำงานของโนดและประเภทของมันมีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับนักพัฒนาและนักตรวจสอบ แต่ยังรวมถึงนักลงทุนที่ต้องการเข้าใจโครงสร้างพื้นฐานของสินทรัพย์ดิจิทัลได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น การเลือกโนดประเภทที่ถูกต้องไม่เพียงแต่ช่วยให้เครือข่ายดำเนินไปได้ แต่ยังสามารถรับรางวัลจากกิจกรรมของตนได้

ทำไมบทบาทของโนดในเครือข่ายบล็อกเชนถึงสำคัญ

โนด (nodes) คือ คอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายบล็อกเชนและทำหน้าที่สำคัญสำหรับความมั่นคงและความปลอดภัยของมัน งานหลักของโนดมีดังนี้:

• เก็บสำเนาเต็มหรือบางส่วนของบล็อกเชน สิ่งนี้รับประกันได้ว่าประวัติธุรกรรมทั้งหมดยังคงสามารถเข้าถึงได้และไม่เปลี่ยนแปลง
  
• การยืนยันธุรกรรมและบล็อก โนดที่ตรวจสอบความถูกต้องมีส่วนร่วมในฉันทามติ โดยการตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมและบล็อกใหม่
  
• การรับประกันการกระจายอำนาจ ยิ่งมีโนดที่ใช้งานอยู่ในเครือข่ายมากเท่าไหร่ ความเสี่ยงในการรวมศูนย์ก็จะยิ่งน้อยลง ทำให้เครือข่ายมีความทนทานต่อการถูกโจมตีและข้อผิดพลาด
  

ตัวอย่างเช่น ในเครือข่ายเช่น Bitcoin หรือ Ethereum โนดช่วยในการซิงโครไนซ์ข้อมูลระหว่างผู้เข้าร่วมและป้องกันการใช้จ่ายสองครั้ง ด้วยโนด บล็อกเชนจึงยังคงเปิดกว้าง ปลอดภัย และโปร่งใสอย่างเต็มที่

จะเลือกโนดประเภทที่เหมาะสมเพื่อเข้าร่วมในเครือข่ายได้อย่างไร

การเลือกประเภทโนดขึ้นอยู่กับเป้าหมายและทรัพยากรของคุณ มีโนดหลักบางประเภท:

1. โนดเต็ม (Full Node)
   เก็บรักษาสำเนาเต็มของบล็อกเชนและมีส่วนร่วมในการตรวจสอบธุรกรรมและบล็อกทั้งหมด นี่คือทางเลือกที่เชื่อถือได้ที่สุดสำหรับผู้ที่ต้องการส่งเสริมความปลอดภัยของเครือข่ายให้สูงสุด อย่างไรก็ตาม โหนดดังกล่าวต้องการกำลังการประมวลผลที่มากและหน่วยความจำที่มีขนาดใหญ่
   
2. โหนดเบา (Light Node หรือ SPV Node)
   เก็บรักษาเฉพาะหัวเรื่องของบล็อกและขอข้อมูลที่จำเป็นตามต้องการ ทางเลือกนี้เหมาะสำหรับผู้ใช้ที่มีทรัพยากรจำกัดที่ต้องการโต้ตอบกับเครือข่ายโดยไม่ต้องซิงโครไนซ์ทั้งหมด
   
3. มาสเตอร์นอด (Masternode)
   ให้ฟังก์ชันเพิ่มเติมแก่เครือข่าย (เช่น ธุรกรรมทันที การจัดการ DAO) และมักต้องการการฝากในสกุลเงินดิจิทัลพื้นเมืองของเครือข่าย เป็นผลให้มาสเตอร์นอดได้รับรางวัลซึ่งทำให้พวกเขาเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับนักลงทุนระยะยาว
   
4. โหนดเก็บถาวร (Archive Node)
   ออกแบบมาสำหรับผู้ที่ต้องการเข้าถึงข้อมูลทั้งหมดของเครือข่ายรวมถึงสถานะประวัติทั้งหมดของบัญชี มีประโยชน์สำหรับนักวิเคราะห์และนักพัฒนา
   

เมื่อเลือกโหนด สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณา:

• ขนาดของพื้นที่จัดเก็บและความเร็วของอินเทอร์เน็ต
  
• งบประมาณในการบำรุงรักษาและรางวัลที่เป็นไปได้
  
• ทักษะทางเทคนิคของคุณและความพร้อมในการบริหารจัดการ
  

สำหรับผู้ใช้มือใหม่ โหนดเบาเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด สำหรับผู้ใช้ที่มีประสบการณ์ซึ่งต้องการมีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งและสร้างรายได้แบบพาสซีฟ ควรพิจารณาเรียกใช้โหนดเต็มหรือมาสเตอร์นอด