نود (node) — چه چیزی است در بلاکچین؟

دنیای رمزارزها و فناوری‌های بلاک‌چین به سرعت در حال گسترش است و به تعداد بیشتری از شرکت‌کنندگان جذب می‌کند. با این حال، زیر ظاهر زیبا از صرافی‌های رمزارز و کیف‌ پول‌ها، زیرساخت پیچیده‌ای نهفته است که فعالیت کل سیستم را فراهم می‌کند. در مرکز این زیرساخت، نودها قرار دارند – عناصر بنیادی هر شبکه بلاک‌چین. نود چیست، چه کارکردهایی دارد و چرا برای عملکرد رمزارزها این‌چنین مهم هستند؟ در این مقاله، ما به تفصیل همه جنبه‌های عملکرد نودها و نقش آن‌ها در شبکه‌های بلاک‌چین مدرن را بررسی خواهیم کرد.

نود (node) در بلاک‌چین چیست؟

تعریف اصلی

نود (node) در بلاک‌چین به کامپیوتر یا دستگاهی اطلاق می‌شود که به شبکه بلاک‌چین متصل شده و یک نسخه از تمام بلاک‌چین یا بخشی از آن را ذخیره می‌کند و در فرایند بررسی و انتشار تراکنش‌ها شرکت می‌کند. هر نود به عنوان یک نقطه اتصال در یک شبکه غیرمتمرکز عمل می‌کند و اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها و بلاک‌ها را به سایر نودها پردازش و منتقل می‌کند.

در واقع، نود یک سرور است که نرم‌افزار ویژه‌ای را اجرا می‌کند و اجازه می‌دهد با یک شبکه بلاک‌چین خاص تعامل داشته باشد. به عنوان مثال، برای تبدیل شدن به یک نود در شبکه بیت‌کوین، باید برنامه Bitcoin Core را نصب کنید و برای اتریوم – Geth یا Parity.

کلمه “node” به انگلیسی به معنای “گره” است که به دقت عملکرد این دستگاه‌ها را منعکس می‌کند – آن‌ها گره‌های اتصال در شبکه جهانی بلاک‌چین هستند و تمامیت، امنیت و غیرمتمرکز بودن آن را تأمین می‌کنند.

نود چگونه در فرایند تأیید تراکنش‌ها شرکت می‌کند

فرایند تأیید تراکنش‌ها یکی از وظایف کلیدی نودها در بلاکچین است. وقتی کاربر یک تراکنش را آغاز می‌کند (برای مثال، ارز دیجیتال را به کاربر دیگری ارسال می‌کند)، این اطلاعات در شبکه منتشر می‌شود و به استخر تراکنش‌های تأیید نشده می‌رسد.

نودها در زمان تأیید تراکنش‌ها اقدام‌های زیر را انجام می‌دهند:

1. بررسی اعتبار: نودها بررسی می‌کنند که آیا تراکنش با قوانین شبکه مطابقت دارد یا نه. برای مثال، آن‌ها اطمینان حاصل می‌کنند که فرستنده واقعاً دارای مقدار کافی ارز دیجیتال برای ارسال است و امضای دیجیتال صحیح است.
   
2. انتشار اطلاعات: اگر تراکنش معتبر شناخته شود، نود آن را به سایر نودها در شبکه منتقل می‌کند.
   
3. شامل شدن در بلوک: نودهای استخراج‌کننده، تراکنش‌های تأیید شده را در بلوک‌ها گردآوری کرده و سعی می‌کنند راه‌حل مسئله رمزنگاری را پیدا کنند (در شبکه‌هایی که از اثبات کار استفاده می‌کنند).
   
4. بررسی بلوک‌های جدید: وقتی بلوک جدیدی ایجاد می‌شود، همه نودها آن را بررسی کرده و اگر معتبر باشد، به کپی بلاکچین خود اضافه می‌کنند. سپس آن‌ها اطلاعات مربوط به بلوک جدید را به نودهای دیگر منتقل می‌کنند.
   
5. ذخیره تاریخچه: نودها تاریخچه تمام تراکنش‌های تأیید شده را ذخیره کرده و شفافیت و تغییر ناپذیری بلاکچین را تضمین می‌کنند.
   

به لطف این فرایند، شبکه بلاکچین می‌تواند بدون یک نهاد مدیریتی مرکزی عمل کند و کاربران می‌توانند در مورد حفظ و صحت تراکنش‌های خود اطمینان حاصل کنند.

انواع نودها: نود کامل، سبک، ماینینگ

در شبکه‌های بلاکچین انواع مختلفی از نودها وجود دارند که هر کدام وظایف خاصی را انجام می‌دهند:

1. نود کامل (Full node) – یک کپی کامل از بلاکچین را ذخیره کرده و تمامی تراکنش‌ها و بلوک‌ها را بر اساس قوانین شبکه بررسی می‌کند. نودهای کامل پایه‌گذار غیرمتمرکز بودن هستند، زیرا آن‌ها به طور مستقل تمامی داده‌ها را بررسی می‌کنند و به دیگر شرکت‌کنندگان اعتماد نمی‌کنند.
   
2. نود سبک (Light node) – فقط سرعنوان‌های بلوک‌ها را ذخیره می‌کند و تاریخچه کامل تراکنش‌ها را نگه‌داری نمی‌کند. برای بررسی تراکنش‌ها، نودهای سبک به نودهای کامل متکی هستند. آن‌ها به منابع کمتری نیاز دارند و می‌توانند بر روی دستگاه‌های محدود، مانند گوشی‌های هوشمند، کار کنند.
   
3. نود ماینینگ (Mining node) – نوع خاصی از نود کامل است که علاوه بر بررسی تراکنش‌ها، در ایجاد بلوک‌های جدید نیز شرکت دارد. نودهای استخراج در حل مسائل ریاضی پیچیده با یکدیگر رقابت می‌کنند تا حق اضافه کردن بلوک جدید به زنجیره و دریافت پاداش را بدست آورند.

علاوه بر این انواع اصلی، همچنین وجود دارند:

• نودهای آرشیوی – نه تنها وضعیت فعلی بلاکچین را ذخیره می‌کنند بلکه تمام تاریخچه تغییرات را نیز نگه‌داری می‌کنند که آن‌ها را برای تحلیل و تحقیقات بسیار باارزش می‌سازد.
  
• نودهای مستر – نودهای ویژه‌ای در بعضی از شبکه‌های بلاکچینی که وظایف اضافی مانند تامین تراکنش‌های خصوصی، رأی‌گیری در مورد مسائل مدیریتی شبکه و غیره را انجام می‌دهند. برای راه‌اندازی یک نود مستر معمولاً نیاز است که ودیعه‌ای به توکن‌های شبکه مربوطه واریز شود.
  
• نودهای استیکینگ – در فرآیند تأیید تراکنش‌ها در شبکه‌هایی که از روش تأیید سهام استفاده می‌کنند، شرکت می‌کنند و مقدار مشخصی از رمز ارز را قفل (استیک) می‌کنند.
  

انتخاب نوع نود بستگی به اهداف شرکت‌کننده در شبکه، قابلیت‌های فنی او و آمادگی برای سرمایه‌گذاری منابع در نگهداری بلاکچین دارد.

نود چگونه در شبکه بلاک‌چین کار می‌کند؟

نودها چگونه با یکدیگر مرتبط هستند

شبکه بلاکچین یک شبکه همتا به همتا (peer-to-peer) است که در آن نودها به طور مستقیم بدون نیاز به یک سرور مرکزی با یکدیگر تعامل دارند. این تعامل تمامیت و امنیت کل سیستم را تضمین می‌کند.

مکانیسم تعامل نودها شامل:

1. کشف نودها: وقتی که یک نود جدید به شبکه ملحق می‌شود، باید نودهای موجود را برای اتصال پیدا کند. این می‌تواند از طریق “نودهای اولیه” برنامه‌ریزی شده از قبل، از طریق سرورهای DNS یا از طریق سایر مکانیسم‌های کشف انجام شود.
   
2. ایجاد اتصالات: هر نود چندین ارتباط با نودهای دیگر برقرار می‌کند و یک شبکه پیچیده از ارتباطات را تشکیل می‌دهد. به عنوان مثال، یک نود در شبکه Bitcoin معمولاً بین ۸ تا ۱۲۵ ارتباط فعال را پشتیبانی می‌کند.
   
3. پروتکل‌های تبادل داده: نودها از پروتکل‌های خاصی برای تبادل اطلاعات استفاده می‌کنند. این پروتکل‌ها مشخص می‌کنند که چه داده‌هایی و به چه شکلی بین نودها منتقل می‌شود.
   
4. همگام‌سازی: نودهای جدید در هنگام اتصال به شبکه باید با وضعیت کنونی بلاکچین همگام‌سازی شوند و همه بلاک‌ها را از زمان ایجاد شبکه بارگذاری کنند (برای نودهای کامل) یا تنها اطلاعات ضروری را بارگذاری کنند (برای نودهای سبک).
   
5. انتشار اطلاعات: هنگامی که یک نود یک تراکنش جدید یا بلوک را دریافت می‌کند، آن‌ها را بررسی می‌کند و اگر معتبر باشند، اطلاعات را به تمام نودهای متصل منتقل می‌کند و انتشار سریع داده‌ها در سراسر شبکه را تضمین می‌کند.
   

این معماری مقاومت بالایی در برابر خرابی‌ها و حملات فراهم می‌آورد. حتی اگر برخی از نودها از کار بیفتند یا مورد نفوذ قرار گیرند، شبکه به عملکرد خود از طریق ارتباطات باقی‌مانده ادامه می‌دهد.

اصول عملکرد نودها در فرایند اعتبارسنجی و انتقال داده‌ها

وظیفه اصلی نودها حفظ توافق نظر در مورد وضعیت بلاکچین است. برای این کار آن‌ها یک سری فرآیندهای پیچیده را انجام می‌دهند:

1. دریافت و بررسی تراکنش‌ها:
   
   • هنگامی که یک کاربر تراکنشی را ارسال می‌کند، آن تراکنش به mempool (پول حافظه) چندین نود منتقل می‌شود.
   • هر نود تطابق تراکنش با قوانین پروتکل را بررسی می‌کند: صحت امضای دیجیتال، کافی بودن وجوه، تطابق با فرمت و غیره.
   • تراکنش‌های معتبر در mempool نود ذخیره و به سایر نودهای شبکه منتقل می‌شوند.
     
2. ایجاد بلوک‌ها (برای نودهای استخراج):
   
   • نودهای استخراج تراکنش‌هایی را از mempool انتخاب می‌کنند و به آن‌هایی که کارمزد بالاتری پیشنهاد می‌کنند، اولویت می‌دهند.
   • آن‌ها یک کاندید برای بلوک جدید ایجاد می‌کنند و در آن هش بلوک قبلی، نشانه زمان، هش ریشه درخت مرکل برای تراکنش‌های شامل شده و سایر داده‌های ضروری را وارد می‌کنند.
   • سپس آنها سعی می‌کنند یک مقدار nonce (عدد یک‌بار مصرف) پیدا کنند که در آن هش بلوک شرایط خاصی از دشواری را برآورده کند (در شبکه‌های Proof of Work).
     
3. بررسی و پذیرش بلوک‌های جدید:
   
   • هنگامی که نود اطلاعات مربوط به یک بلوک جدید را دریافت می‌کند، مجموعه‌ای از بررسی‌ها را انجام می‌دهد: انطباق ساختار بلوک با پروتکل، اعتبارسنجی همه تراکنش‌های گنجانده شده، صحت هش بلوک و غیره.
   • اگر بلوک همه بررسی‌ها را با موفقیت پشت سر بگذارد، نود آن را به نسخه خود از بلاک‌چین اضافه می‌کند و اطلاعات مربوط به بلوک جدید را به نودهای دیگر منتقل می‌کند.
   • اگر نود یک نسخه جایگزین از بلاک‌چین (فورک) را شناسایی کند، او به قانون انتخاب طولانی‌ترین زنجیره یا زنجیره با بیشترین دشواری تجمعی (بسته به پروتکل) عمل می‌کند.
     
4. پردازش فورک‌ها:
   
   • گاهی اوقات در شبکه ممکن است وضعیت‌هایی پیش بیاید که در آن ماینرهای مختلف به طور همزمان بلوک‌های معتبر را پیدا کنند، که این منجر به تعارض موقتی در بلاک‌چین (فورک) می‌شود.
   • نودها به کار خود با هر دو شاخه ادامه می‌دهند تا زمانی که یکی از آنها طولانی‌تر شود. سپس آنها زنجیره طولانی‌تر را معتبر تلقی کرده و نسخه جایگزین را رد می‌کنند.
     
5. به‌روزرسانی وضعیت:
   
   • پس از پذیرش بلوک جدید، نود نمای فعلی خود از وضعیت بلاک‌چین را به‌روزرسانی می‌کند: مانده حساب‌های آدرس‌ها، وضعیت قراردادهای هوشمند (در شبکه‌هایی که از آنها پشتیبانی می‌کنند) و غیره.

این فرایند پیچیده یکپارچگی و انسجام داده‌ها را در سراسر شبکه تضمین می‌کند، علی‌رغم عدم وجود یک نهاد مرکزی برای مدیریت.

انواع نودها

نود کامل

نود کامل (Full node) – این پایه و اساس هر شبکه بلاک‌چین است. او یک نسخه کامل از بلاک‌چین، از اولین بلوک (genesis block) بارگذاری و ذخیره می‌کند و به‌تنهایی هر تراکنش را برای انطباق با قوانین شبکه بررسی می‌کند.

ویژگی‌های نود کامل:

1. استقلال کامل – نودهای کامل به دیگر شرکت‌کنندگان شبکه اعتماد نمی‌کنند و به‌تنهایی همه داده‌ها را بررسی می‌کنند.
   
2. نیازمندی‌های سیستم قابل توجه – برای ذخیره و پردازش کامل بلاک‌چین، به سخت‌افزار نسبتاً قدرتمندی نیاز است. به عنوان مثال، برای یک نود کامل بیت‌کوین تقریباً ۵۰۰ گیگابایت فضای آزاد بر روی دیسک سخت (تا سال ۲۰۲۴) لازم است و برای اتریوم حتی بیشتر.
   
3. زمان طولانی همگام‌سازی اولیه – هنگام اولین راه‌اندازی نود کامل ممکن است چند روز برای بارگذاری و بررسی کل تاریخچه بلاک‌چین نیاز باشد.
   
4. ارزش بالا برای شبکه – هرچه نودهای کامل بیشتری در شبکه وجود داشته باشد، آن شبکه بیشتر غیرمتمرکز و در برابر حملات مقاوم‌تر است.
   

عملکردهای نود کامل:

• ذخیره‌سازی کامل تاریخچه تمام تراکنش‌ها از زمان ایجاد شبکه
• تأیید مستقل تمام تراکنش‌ها و بلوک‌ها
• انتشار اطلاعات درباره تراکنش‌ها و بلوک‌های جدید
• مدیریت درخواست‌ها از مشتریان سبک (در برخی شبکه‌ها)
• شرکت در رأی‌گیری‌های مربوط به به‌روزرسانی پروتکل (در برخی بلاک‌چین‌ها)

نمونه‌هایی از نرم‌افزارهای نودهای کامل:

• Bitcoin Core برای شبکه بیت‌کوین
• Geth یا Parity برای اتریوم
• Solana Validator برای سالانا
• Cardano Node برای کاردانو

راه‌اندازی نود کامل به کاربر حداکثر امنیت و حریم خصوصی را می‌دهد، زیرا تمام تراکنش‌ها به صورت محلی تأیید می‌شوند، بدون اینکه به سرورهای خارجی اعتماد شود. علاوه بر این، شرکت‌کنندگان شبکه که نودهای کامل را راه‌اندازی می‌کنند، سهم مهمی در سلامت و غیرمتمرکز شدن بلاک‌چین دارند.

نود سبک (Light node)

نود سبک (Light node)، که به عنوان مشتری سبک نیز شناخته می‌شود، نسخه‌ای ساده‌شده از نود است که نسخه کامل بلاک‌چین را ذخیره نمی‌کند. به جای آن، فقط سرعنوان‌های بلوک و اطلاعات حداقلی لازم برای تأیید تراکنش‌های خاص را بارگذاری می‌کند.

ویژگی‌های نود سبک:

1. نیازهای سیستم پایین – نودهای سبک می‌توانند بر روی دستگاه‌های با منابع محدود مانند گوشی‌های هوشمند یا تبلت‌ها کار کنند.
   
2. همگام‌سازی سریع – برای شروع کار، تنها سرعنوان‌های بلوک نیاز به بارگذاری است که این به مراتب سریع‌تر از همگام‌سازی نود کامل است.
   
3. مدل اعتماد – نودهای سبک به نودهای کامل برای دریافت اطلاعات در مورد وضعیت بلاک‌چین و بررسی تراکنش‌ها تکیه می‌کنند.
   
4. کمتر بودن سهم در امنیت شبکه – نودهای سبک در بررسی کامل تمام تراکنش‌ها شرکت نمی‌کنند، بنابراین سهم آنها در امنیت شبکه کمتر از نودهای کامل است.
   

عملکردهای نود سبک:

• بارگذاری و بررسی سرصفحه‌های بلاک‌ها
• استفاده از تأیید پرداخت ساده شده (SPV، تأیید پرداخت ساده شده) برای تأیید تراکنش‌های خاص
• ایجاد و ارسال تراکنش‌های خود به شبکه
• نظارت بر آدرس‌ها یا قراردادهای هوشمند خاص که برای کاربر جالب است

فن‌آوری کارکرد:

نودهای سبک از روش تأیید پرداخت ساده شده (SPV) استفاده می‌کنند که توسط ساتوشی ناکاموتو در مقاله اصلی بیت‌کوین معرفی شده است. این روش اجازه می‌دهد تا بررسی شود که آیا تراکنش در بلاک گنجانده شده است یا نه، بدون اینکه تمام بلاک بارگذاری شود:

1. نود از نودهای کامل درخواست می‌کند تا مدرکی مبنی بر گنجاندن تراکنش مورد نظر در بلاک‌چین ارائه دهند (این معمولاً با استفاده از درخت مرکل انجام می‌شود).
2. نود کامل مسیر مرکل را ارائه می‌دهد که ثابت می‌کند تراکنش واقعاً در یک بلاک خاص گنجانده شده است.
3. نود سبک این مدرک را بررسی می‌کند و از وجود تراکنش بدون بارگذاری تمام داده‌های بلاک اطمینان حاصل می‌کند.

نمونه‌هایی از مشتریان سبک:

• Electrum برای بیت‌کوین
• Metamask برای اتریوم
• Trust Wallet برای بلاک‌چین‌های مختلف
• Atomic Wallet برای عملیات چند ارزی

نودهای سبک تعادلی خوب بین امنیت و راحتی استفاده را فراهم می‌کنند. آنها به کاربران عادی اجازه می‌دهند بدون نیاز به تخصیص منابع قابل توجه برای نگهداری نود کامل با بلاک‌چین تعامل داشته باشند.

نود ماینینگ (Mining node)

نود ماینینگ (Mining node) – نوعی خاص از نود کامل است که نه تنها تراکنش‌ها را تأیید و منتشر می‌کند بلکه به طور فعال در ایجاد بلاک‌های جدید شرکت می‌کند. این نودها نقش حیاتی در شبکه‌هایی که از الگوریتم اجماع Proof of Work (PoW) مانند بیت‌کوین، لایت‌کوین و برخی دیگر استفاده می‌کنند، ایفا می‌کنند.

ویژگی‌های نود ماینینگ:

1. نیازهای بالا به قدرت محاسباتی – برای استخراج مؤثر، به تجهیزات تخصصی نیاز است، مانند ماینرهای ASIC برای Bitcoin یا پردازنده‌های گرافیکی قوی (GPU) برای برخی دیگر از ارزهای دیجیتال.
   
2. مصرف مقدار قابل توجهی برق – فرآیند استخراج به مقدار زیادی انرژی نیاز دارد که یکی از اصلی‌ترین هزینه‌های عملیاتی است.
   
3. مدل رقابتی – ماینرها با یکدیگر برای حق ایجاد بلوک جدید و دریافت پاداش رقابت می‌کنند.
   
4. انگیزه مالی – ماینرها پاداشی به صورت سکه‌های جدید و کارمزدهای تراکنش‌های شامل در بلوک دریافت می‌کنند.
   

فرآیند کار نود ماینینگ:

1. جمع‌آوری تراکنش‌ها – نود ماینینگ تراکنش‌های تأیید نشده را از مِم‌پول جمع‌آوری می‌کند و به آن‌هایی که کارمزدهای بالاتری را پیشنهاد می‌کنند، اولویت می‌دهد.
   
2. ایجاد کاندید برای بلوک – نود عنوان بلوک را شامل هش بلوک قبلی، زمان‌سنج، هش ریشه مرکل برای تراکنش‌های انتخاب شده و دیگر داده‌های لازم تشکیل می‌دهد.
   
3. جستجوی راه‌حل – ماینر چندین بار nonce (عدد یک‌بار مصرف) را در عنوان بلوک تغییر می‌دهد و هش را محاسبه می‌کند و سعی می‌کند مقداری را پیدا کند که هش طبق الزامات دشواری شبکه باشد (معمولاً به این معنی است که هش باید کمتر از مقدار هدف مشخصی باشد).
   
4. اعلام راه‌حل – وقتی که راه‌حل پیدا شد، ماینر بلافاصله بلوک جدید را در شبکه اعلام می‌کند تا دیگر نودها بتوانند آن را بررسی کرده و به کپی‌های بلوک‌چین خود اضافه کنند.
   
5. دریافت پاداش – ماینری که راه‌حل معتبر را یافته است، پاداشی به صورت سکه‌های جدید (برای مثال، در Bitcoin این پاداش برای بلوک است) و کارمزدهای تمامی تراکنش‌های شامل در بلوک دریافت می‌کند.
   

استخرهای ماینینگ:

به دلیل افزایش دشواری استخراج در شبکه‌های محبوب، استخراج‌کنندگان جداگانه اغلب در استخرهای استخراج گرد هم می‌آیند – گروه‌هایی از شرکت‌کنندگان که قدرت محاسباتی خود را ترکیب کرده و پاداش به‌دست‌آمده را متناسب با کار محاسباتی انجام‌شده تقسیم می‌کنند. این کار به ارائه درآمدی پایدارتر کمک می‌کند، هرچند کمتر از زمانی که یک بلوک به‌صورت مستقل شناسایی می‌شود.

ملاحظات زیست‌محیطی:

در سال‌های اخیر توجه قابل‌توجهی به تأثیرات زیست‌محیطی استخراج، به‌ویژه در شبکه‌های با دشواری محاسباتی بالا مانند بیت‌کوین، معطوف شده است. این موضوع به جستجوی جایگزین‌های کم‌مصرف‌تر، مانند اثبات سهام (PoS)، منجر شده است که در آن خالقان بلوک‌های جدید بر اساس تعداد سکه‌های قفل‌شده (استیک شده) انتخاب می‌شوند، نه قدرت محاسباتی.

نمونه‌های نرم‌افزار برای استخراج:

• CGMiner و BFGMiner برای بیت‌کوین
• T-Rex و NBMiner برای الگوریتم‌های مختلف استخراج مبتنی بر GPU
• XMRig برای مونرو

نودهای استخراج یک عنصر کلیدی در سیستم‌های اثبات کار هستند که امنیت شبکه و تأیید تراکنش‌ها را تأمین می‌کنند.

نودها چگونه از امنیت و غیرمتمرکز بودن شبکه پشتیبانی می‌کنند؟

نقش نودها در غیرمتمرکزسازی بلاک‌چین

نودها نقش بنیادی در تأمین غیرمتمرکز بودن شبکه‌های بلاک‌چین ایفا می‌کنند – یکی از اصول کلیدی که این فناوری را از سیستم‌های متمرکز سنتی متمایز می‌سازد.

جنبه‌های اصلی تأثیر نودها بر غیرمتمرکز بودن:

1. ذخیره‌سازی داده‌های توزیع‌شده:
   
   • هر نود کامل یک نسخه کامل از بلاک‌چین را ذخیره می‌کند، به این معنی که داده‌ها در یک سرور یا گروهی از سرورها متمرکز نیستند.
   • حتی اگر بخشی زیادی از نودها غیرقابل دسترس شوند، داده‌ها از طریق نودهای باقی‌مانده در دسترس خواهند بود.
   • این موضوع بلاک‌چین را در برابر سانسور و حملات فیزیکی به زیرساخت‌های خود مقاوم می‌سازد.
     
2. اعتبارسنجی مستقل:
   
   • هر نود کامل به‌طور مستقل تمام تراکنش‌ها و بلوک‌ها را بررسی می‌کند و به سایر شرکت‌کنندگان شبکه اعتماد نمی‌کند.
   • این موضوع نیاز به واسطه‌های مورد اعتماد یا مقامات مرکزی را حذف می‌کند.
   • کاربران می‌توانند به درستی داده‌ها اطمینان داشته باشند، بدون اینکه به هیچ کس به‌طور خاص اعتماد کنند، بلکه فقط به قوانین پروتکل.
     
3. توزیع جغرافیایی:
   
   • نودها معمولاً در سرتاسر جهان، در حوزه‌های قضایی و سیستم‌های سیاسی مختلف توزیع شده‌اند.
   • این شبکه را در برابر حملات محلی، قطع اینترنت یا محدودیت‌های قانونی در کشورهای خاص محافظت می‌کند.
   • هر چه توزیع جغرافیایی نودها وسیع‌تر باشد، پایداری شبکه در برابر مشکلات منطقه‌ای بیشتر است.
     
4. دسترسی باز:
   
   • در اکثر بلاک‌چین‌های عمومی، هر کسی می‌تواند یک نود را بدون نیاز به دریافت مجوز راه‌اندازی کند.
   • این موانع را برای مشارکت کاهش می‌دهد و از انحصار شبکه توسط سازمان‌های خاص جلوگیری می‌کند.
   • مدل مشارکت باز به افزایش تعداد نودها و تقویت غیرمتمرکزسازی کمک می‌کند.
     
5. مدیریت اجماع:
   
   • در برخی شبکه‌های بلاک‌چین، اپراتورهای نود می‌توانند در رأی‌گیری‌ها درباره به‌روزرسانی‌های پروتکل یا تغییرات قوانین شرکت کنند.
   • این یک مدل مدیریت غیرمتمرکز ایجاد می‌کند، جایی که تصمیمات به‌طور جمعی اتخاذ می‌شوند.
   • به عنوان مثال، می‌توان به فرآیند فعال‌سازی نرم‌افزارهای بسته در بیت‌کوین از طریق سیگنال‌گیری آماده‌گی نودها اشاره کرد.

چالش‌ها برای غیرمتمرکزسازی:

با وجود مزایا، عواملی وجود دارد که می‌تواند غیرمتمرکزسازی را محدود کند:

• موانع فنی – راه‌اندازی یک نود کامل نیاز به دانش فنی و منابع خاصی دارد که ممکن است دایره شرکت‌کنندگان را محدود کند.
• مشوق‌های اقتصادی – در برخی شبکه‌ها مشوق‌های اقتصادی کافی برای راه‌اندازی نودهای غیر تصدیقی وجود ندارد که می‌تواند به کاهش تعداد آنها منجر شود.
• تمرکز قدرت محاسباتی – در شبکه‌های PoW، استخراج می‌تواند در دست استخرهای بزرگ یا شرکت‌هایی با دسترسی به برق ارزان متمرکز شود.
• اندازه بلاک‌چین – با افزایش اندازه بلاک‌چین، نیاز به ذخیره‌سازی داده‌ها افزایش می‌یابد که می‌تواند به کاهش تعداد نودهای کامل منجر شود.

اقدامات برای تقویت غیرمتمرکزسازی:

پروژه‌های بلاک‌چین اقدامات مختلفی را برای حفظ و تقویت غیرمتمرکزسازی انجام می‌دهند:

• توسعه بهینه‌سازی‌هایی که نیاز به منابع را برای راه‌اندازی نود کاهش می‌دهد
• ایجاد برنامه‌های پاداش برای راه‌اندازی نودها
• توسعه الگوریتم‌های استخراج مقاوم در برابر ASIC برای جلوگیری از متمرکز شدن قدرت محاسباتی
• پیاده‌سازی مکانیزم‌هایی که توزیع جغرافیایی نودها را تشویق می‌کند

هرچه تعداد شرکت‌کنندگان مستقل بیشتری نودها را راه‌اندازی کنند، شبکه بلاک‌چین غیرمتمرکزتر و پایدارتر می‌شود که با اصول بنیادی این فناوری مطابقت دارد.

اصول توافق، که توسط نودها پشتیبانی می‌شوند

اجماع یک مکانیزم است که به تمام نودها در یک شبکه غیرمتمرکز اجازه می‌دهد تا درباره وضعیت بلاک‌چین به توافق برسند. نودها نقش حیاتی در حفظ پروتکل‌های مختلف اجماع ایفا می‌کنند و عملکرد صحیح کل سیستم را تضمین می‌کنند.

مکانیزم‌های اصلی اجماع در شبکه‌های بلاک‌چین:

1. Proof of Work (PoW) – اثبات کار:
   
   • در بیت‌کوین، لایت‌کوین، داگ‌کوین و دیگران استفاده می‌شود
   • نقش نودها: نودهای استخراج در حل مسائل پیچیده ریاضی که نیاز به منابع محاسباتی قابل توجهی دارند رقابت می‌کنند. نودهای کامل صحت راه‌حل یافته و اعتبار بلوک ایجاد شده را بررسی می‌کنند.
   • امنیت: بر اساس فرضی است که کنترل بر بخش عمده‌ای از قدرت محاسباتی شبکه از لحاظ اقتصادی غیرمقرون به صرفه است.
   • نودها طولانی‌ترین زنجیره (با بیشترین سختی انباشته شده) را به عنوان نسخه معتبر بلاک‌چین توافق می‌کنند.
     
2. Proof of Stake (PoS) – اثبات سهم:
   
   • در اتریوم 2.0، کاردانو، سولانا و دیگران استفاده می‌شود
   • نقش نودها: اعتباردهندگان (نوع خاصی از نودها) مقدار مشخصی از ارز دیجیتال را به عنوان تضمین قفل می‌کنند (استیک می‌کنند) و حق ایجاد بلوک‌ها را متناسب با اندازه سهم خود دریافت می‌کنند.
   • امنیت: بر اساس مشوق‌های اقتصادی است – اعتباردهندگان در صورت اقدام غیرمنصفانه risk می‌کنند که استیک خود را از دست بدهند.
   • نودها زنجیره‌ای را به عنوان معتبر انتخاب می‌کنند که بیشترین سهم کل استیک کنندگان را دارد.
     
3. مدل اثبات سهام واگذار شده (DPoS) – اثبات سهم واگذار شده:
   
   • در EOS به کار می‌رود
     

نتیجه‌گیری

نودها نقش کلیدی در عملکرد و امنیت هر شبکه بلاکچین دارند. آن‌ها یکپارچگی داده‌ها، تأیید تراکنش‌ها و تمرکززدایی را تأمین می‌کنند که آن‌ها را به عناصر غیرقابل‌جایگزینی در اکوسیستم کریپتو تبدیل می‌کند. درک اصول کار نودها و انواع آن‌ها نه تنها برای توسعه‌دهندگان و اعتبارسنج‌ها مهم است، بلکه برای سرمایه‌گذارانی که می‌خواهند درک عمیق‌تری از زیرساخت دارایی‌های دیجیتال داشته باشند نیز ضروری است. انتخاب نوع مناسب نود نه تنها به حفظ شبکه کمک می‌کند بلکه می‌تواند پاداشی برای فعالیت شما به همراه داشته باشد.

چرا نقش نودها در شبکه‌های بلاکچین مهم است

نودها (گره‌ها) کامپیوترها یا دستگاه‌هایی هستند که به شبکه بلاکچین متصل هستند و وظایف مهمی برای پایداری و امنیت آن انجام می‌دهند. وظایف اصلی نودها عبارتند از:

• نگهداری از یک کپی کامل یا جزئی از بلاکچین. این اطمینان می‌دهد که تاریخچه تمامی تراکنش‌ها در دسترس و تغییر ناپذیر باقی می‌ماند.
  
• تأیید تراکنش‌ها و بلاک‌ها. نودهای اعتباربخش در اجماع شرکت می‌کنند و صحت تراکنش‌ها و بلاک‌های جدید را بررسی می‌کنند.
  
• تأمین تمرکززدایی. هر چه نودهای فعال بیشتری در شبکه وجود داشته باشد، ریسک تمرکززدایی کمتر می‌شود، این امر باعث می‌شود که شبکه در برابر حملات و اختلالات مقاوم‌تر باشد.
  

به عنوان مثال، در شبکه‌هایی مانند بیت‌کوین یا اتریوم، نودها به همگام‌سازی داده‌ها بین شرکت‌کنندگان کمک کرده و از هزینه‌های دوگانه جلوگیری می‌کنند. به لطف نودها، بلاکچین باز، امن و کاملاً شفاف باقی می‌ماند.

چگونه نوع مناسب نود را برای مشارکت در شبکه انتخاب کنیم

انتخاب نوع نود به اهداف و منابع شما بستگی دارد. چند نوع اصلی نود وجود دارد:

1. نودهای کامل (Full Node).
   نسخه کامل بلاکچین را ذخیره کرده و در بررسی تمام تراکنش‌ها و بلوک‌ها شرکت می‌کنند. این امن‌ترین گزینه برای کسانی است که می‌خواهند به حداکثر امنیت شبکه کمک کنند. با این حال، چنین نودهایی به قدرت‌های محاسباتی قابل توجه و فضای حافظه زیادی نیاز دارند.
   
2. نودهای سبک (Light Node یا SPV Node).
   فقط هدل‌های بلوک را ذخیره کرده و اطلاعات لازم را به محض نیاز درخواست می‌کنند. این گزینه برای کاربرانی با منابع محدود مناسب است که می‌خواهند بدون همگام‌سازی کامل با شبکه تعامل کنند.
   
3. مسترنودها (Masternode).
   عملکردهای اضافی شبکه را تأمین می‌کنند (مانند تراکنش‌های فوری، مدیریت DAO) و معمولاً نیاز به وثیقه‌گذاری در ارز دیجیتال بومی شبکه دارند. در عوض مسترنودها پاداش دریافت می‌کنند که این امر آن‌ها را به انتخاب جالبی برای سرمایه‌گذاران بلندمدت تبدیل می‌کند.
   
4. نودهای آرشیوی (Archive Node).
   برای کسانی که به دسترسی به داده‌های کامل شبکه، از جمله تمام وضعیت‌های تاریخی حساب‌ها نیاز دارند، طراحی شده است. برای تحلیلگران و توسعه‌دهندگان مفید است.
   

هنگام انتخاب نود، مهم است که به موارد زیر توجه کنید:

• حجم ذخیره‌سازی و سرعت اینترنت؛
  
• بودجه برای نگهداری و پاداش‌های احتمالی؛
  
• مهارت‌های فنی شما و آمادگی برای مدیریت.
  

برای کاربران مبتدی، نود سبک — راه‌حل ایده‌آل است. شرکت‌کنندگان با تجربه‌تر در بازار، که به دنبال درگیری عمیق و کسب درآمد غیرفعال هستند، باید راه‌اندازی یک نود کامل یا مسترنود را در نظر بگیرند.