گره بیت کوین چیست؟

گره بیت کوین چیست؟ گره یا نود، زیربنای اصلی بلاکچین بیت کوین می‌باشد که امنیت شبکه را تامین کرده و شبکه را سازماندهی می‌کند. در واقع گره‌های بیت کوین مشارکت کنندگانی هستند، که در شبکه‌های غیرمتمرکز در غیاب سیستم مرکزی امنیت سیستم را برقرار می‌کنند.

بدون گره‌های بیت کوین، بلاکچین بیت کوین مفهومی ندارد و مانند پدیده‌ای معمولی است که توسط چند دانشمند کامپیوتر معرفی شده است.

گره‌های بیت کوین در واقع زیرساخت زیربنایی شبکه بیت کوین هستند که ضمن نگهداری و راه اندازی شبکه، امنیت آن را تامین می‌کنند. با این حال علی‌رغم اهمیت و نقش بالای آن‌ها در سیستم بلاکچین، مفهوم گره‌های بیت کوین اغلب به اشتباه درک می‌شوند یا اصلاً درک نمی‌شوند.

در این مقاله، قصد داریم با گره‌های بیت کوین آشنا شویم. همچنین انواع مختلف گره‌های بیت کوین، نحوه کار آن‌ها و نقش آن‌ها را در شبکه بیت کوین  بررسی کنیم.

بیت کوین چیست؟

منظور عموم مردم  از کلمه «بیت کوین»، ارز دیجیتال می‌باشد. اما بیت کوین چیزی فراتر از یک ارز دیجیتال است: 

• تعریف بیت کوین بعنوان یک شبکه: شبکه‌ای متشکل از مجموعه‌ای از رایانه‌های به هم پیوسته که اطلاعات را به اشتراک می‌گذارند.
• تعریف بیت کوین بعنوان یک پروتکل: بیت کوین مجموعه‌ای از قوانین برای نحوه اشتراک گذاری اطلاعات در شبکه است.
• تعریف بیت کوین بعنوان یک نرم افزار: بیت کوین در مفهوم نرم افزار، یک برنامه رایانه‌ای است، که ضمن اطلاع از قوانین پروتکل، توسط رایانه‌های موجود در شبکه اجرا می‌شود تا بتوانند اطلاعات را با یکدیگر به اشتراک بگذارند.

استفاده از یک کلمه برای توصیف جنبه‌های مختلف (اگرچه مرتبط)، مطمئناً گیج کننده خواهد بود. بنابراین برای درک کامل مفهوم بیت کوین، از اصطلاحات زیر برای اشاره به کاربردهای مختلف «بیت کوین» استفاده می‌کنیم: 

• btc: بیت کوین را به عنوان یک ارز دیجیتال معرفی می‌کند، که مبادلات با آن انجام می‌شود (مردم آن را می‌خرند، می‌فروشند و معامله می‌کنند)
• نرم‌افزار بیت‌کوین: قوانین پروتکل بیت‌کوین را توصیف می‌کند. این قوانین به زبان خاصی رمزگذاری شده‌اند که رایانه‌ها درک می‌کنند و به آن‌ها این امکان را می‌دهد برای اتصال و اشتراک‌گذاری اطلاعات مربوط به تراکنش‌های بیت کوین به کار برده شوند.
• شبکه بیت کوین: عبارتست از شبکه‌ای از کامپیوترهای به هم پیوسته که هر کدام نسخه مخصوص به خود را در نرم افزار بیت کوین اجرا می‌کنند.

این تمایزات زمینه مفیدی را برای توضیح انواع مختلف گره‌های بیت کوین فراهم می‌کند. قبل از این که به طور خاص در مورد گره‌های بیت کوین بحث کنیم، ابتدا بهتر است به شناخت مناسبی از مفهوم گره‌ها برسیم. 

[مطالب مرتبط: قطعا توصیف چیستی بیت کوین در یک بخش نمی‌گنجد، به همین دلیل ما توصیه می‌کنیم از مقاله بیت کوین چیست همتاپی دیدن فرمایید.]

گره یا نود چیست؟

به طور کلی، یک گره یا نود یک نقطه در یک شبکه است. به عنوان مثال، یک ماشین یک گره در یک شبکه بزرگراه‌هاست، یا یک همکار یک گره در یک سازمان یا یک شبکه حرفه‌ای از همکاران است.

در دنیای کامپیوترها نیز گره‌ها را می‌توان  بعنوان دستگاه‌هایی تصور کرد که به یک شبکه کامپیوتری متصل هستند و اطلاعات را انتقال، پردازش و ذخیره می‌کنند.

گره‌ها از دو جزء تشکیل شده‌اند: سخت‌افزار و نرم‌افزار

سخت‌افزار بخش‌های فیزیکی همانند ریزتراشه‌ها، پردازنده‌ها و غیره می‌باشند، که بستری برای اجرای نرم‌افزار هستند. نرم‌افزار نیز مجموعه‌ای از دستورالعمل‌هایی است که می‌تواند توسط سخت افزار ذخیره و اجرا شود.

برای روشن‌تر شدن موضوع، به عنوان مثال، گوشی هوشمند شما یک گره در اینترنت است و برنامه‌هایی که اجرا می‌کنید (مرورگرها، برنامه‌های پیام‌رسان، نقشه‌ها و غیره) نرم‌افزارهایی هستند، که می‌توانند به اینترنت متصل شوند و دستورالعمل‌هایی را برای ارسال، دریافت و ذخیره‌سازی اطلاعات به گوشی (گره) ارائه دهند (مانند وب‌سایت‌ها، پیام‌های متنی و مسیرها). این دستورالعمل‌ها و اطلاعات در بستر سخت افزار دستگاه شما یا  قطعات ملموس فیزیکی در داخل تلفن شما و سایر رایانه‌های متصل به اینترنت، پردازش و ذخیره می‌شوند.

بررسی مفهوم گره و شبکه در بلاکچین بیت کوین، در مقایسه با اینترنت و تلفن‌های همراه، بسیار ساده هستند. چون اینترنت و تلفن‌های همراه برای انتقال و ذخیره انواع مختلف اطلاعات طراحی شده‌اند، اما  شبکه بیتکوین و گره‌های بیتکوین برای انتقال و ذخیره یک نوع اطلاعات طراحی شده‌اند، که آن هم اطلاعات یا داده‌هایی است که معاملات بیت کوین را بیان می‌کنند.

از آنجایی که شبکه بیت کوین بر روی اینترنت اجرا می‌شود، بنابراین از نظر فنی، یک گره بیت کوین، یک گره اینترنتی نیز هست.

گره بیت کوین چیست؟

گره‌های بیت کوین، کامپیوترهایی هستند که نرم افزار بیت کوین را اجرا می‌کنند و به شبکه بیت کوین متصل هستند. به عبارت دیگر، گره‌های بیت کوین تراکنش‌های بیت کوین را تایید، توزیع (ارسال)، پردازش و ذخیره می‌کنند.

اصطلاح بلاکچین نیز به فرآیند ذخیره دسته‌ای تراکنش‌های بیت کوین در گروه‌هایی به نام‌ بلاک اشاره دارد و با تشکیل زنجیره‌ای از بلاک‌ها، بلاکچین بوجود می‌آید.

به عبارت دیگر می‌توان گفت مفهوم بلاکچین، تراکنش‌های تاریخی ذخیره شده در بلاک‌هایی است که به هم مرتبط هستند. با این حال  قبل از این که بلاکی جدید به بلاکچین اضافه شود، گره‌ها باید معتبر بودن تراکنش‌های بلاک جدید را تایید کنند.

تأیید تراکنش‌های بلاک شامل بررسی مواردی مانند این است که آیا مقادیر بیت کوین دو بار خرج شده است یا خیر، یا این که آیا فرستنده واقعاً موجودی بیت کوینی را که قصد دارد ارسال کند، دارد یا خیر؟

چندین گره بطور جدا کار تایید معتبر بودن تراکنش‌ها را انجام می‌دهند و به فرآیندی که گره‌های جداگانه به طور جمعی بر اعتبار یک بلاک (و تراکنش‌های موجود در آن) قبل از افزودن آن به بلاکچین توافق می‌کنند، فرایند اجماع (consensus) گفته می‌شود.

از آنجایی که بیت کوین یک سیستم پرداخت غیرمتمرکز و همتا به همتا (p2p) است، هیچ منبع مرکزی یا واسطه‌ای برای اجرای قوانین اجماع در شبکه بیت کوین وجود ندارد. بنابراین، گره‌ها از نرم افزار بیت کوین برای رسیدن به اجماع استفاده می‌کنند.

علاوه بر قوانین پروتکل بیت کوین، نرم افزار بیت کوین نیز یک نسخه کامل از بلاکچین بیت کوین را با خود به‌همراه دارد. بنابراین، وقتی یک گره، نرم‌افزار بیت کوین را دانلود می‌کند و به شبکه بیتکوین متصل می‌شود، سوابق یا تاریخچه تراکنش‌های مشابه با هر گره دیگری را خواهد داشت. همچنین از مجموعه قوانینی برای تأیید تراکنش‌ها استفاده می‌کند، که هر گره بیتکوین دیگری استفاده می‌کند. به این ترتیب، هنگامی که یک تراکنش جدید به شبکه ارسال می‌شود، هر گره کار خود را برای بررسی اعتبار تراکنش انجام می‌دهد.

به طور مشابه، هنگامی که یک بلاک جدید به شبکه ارسال می‌شود، هر گره به تنهایی تصمیم می‌گیرد که آیا آن را به نسخه بلاکچین خود اضافه کند یا خیر. این طراحی به گره‌ها اجازه می‌دهد تا تراکنش‌ها و بلاک‌های بیت کوین را به‌طور مطمئن تأیید کنند.

لازم بذکر است، که  هر بلاک در بلاکچین بیت کوین به طور متوسط ​​شامل ۲۰۰۰ تراکنش است.

انواع گره بیت کوین چیست؟

انواع گره‌های مختلف بیت کوین، معمولا بر اساس نقشی که یک گره در افزودن بلاک‌ها به بلاکچین ایفا می‌کند، شناخته می‌شوند.

گره‌های بیت کوین تراکنش‌های بیت کوین را ارسال، تایید، پردازش و ذخیره می‌کنند و بلاک‌ها نیز مجموعه‌ای از تراکنش‌های معتبر بیت کوین هستند. در ادامه ابتدا به  انواع اصلی گره‌های بیت کوین می‌پردازیم.

• گره کامل (full node)

هنگامی که یک تراکنش رخ می‌دهد، یک گره کامل یا فول نود، آن را دریافت می‌کند. گره‌های کامل کل بلاکچین را ذخیره می‌کنند و می توانند تمام قوانین شبکه بیت کوین را با استفاده از نرم افزار بیت کوین به طور کامل تأیید کنند. یک گره کامل اعتبار تراکنش را در برابر تاریخچه بلاکچین و مجموعه قوانین کدگذاری شده در نرم افزار بیت کوین بررسی می‌کند.

اگر تراکنش معتبر باشد، فول نود آن را به نودهای دیگری که به آن‌ها متصل است ارسال می‌کند. این نودها فرآیند تأیید یکسانی را طی می‌کنند. هنگامی که معتبر بودن تراکنش با اجماع تعدادی کافی از نودهای کامل حاصل شد، اعتبار تراکنش تایید شده و به مجموعه‌ای از تراکنش‌های معتبر دیگر اضافه می‌شود.

• ماینرها (miners)

گره‌های ماینینگ یا ماینرها، ابتدا تراکنش‌ها را از استخر استخراج دریافت کرده و سپس آن‌ها را در بلاک‌ها دسته بندی می‌کنند.

ماینرها نسخه‌ای از نرم افزار بیت کوین را اجرا می‌کنند که حاوی قوانین خاصی برای ایجاد و پیشنهاد بلاک به شبکه بیت کوین است و شامل مواردی مانند بزرگی یک بلاک، نحوه قالب بندی تراکنش‌ها و نحوه امضای یک بلاک است.

ماینرها در یک مسابقه برای ایجاد بلاک بعدی با یکدیگر رقابت می‌کنند. هنگامی که یک ماینر یک بلاک معتبر ایجاد کرد، بلاک پیشنهادی را به نودهای دیگر در شبکه بیت کوین ارسال می‌کند.

فول نودها بلاک را دریافت می‌کنند و به روشی مشابه تایید تراکنش‌ها، اعتبار بلاک را مطابق قوانین کدگذاری‌شده‌ای که در نرم‌افزار بیت‌کوین در حال اجرا هستند تأیید می‌کنند. اگر یک فول نود، یک بلاک را معتبر بداند، بلاک را به نسخه بلاکچین خود اضافه کرده و بعد آن را به شبکه بیت کوین ارسال می‌کند. به همین ترتیب سایر نودها نیز همان فرآیند تأیید را طی می‌کنند.

هنگامی که تعداد کافی از نودها، بلاک را تأیید کرده و آن را به نسخه بلاکچین خود اضافه می‌کنند، اجماع حاصل می‌شود. در این مرحله، تراکنش‌های بلاک پردازش می‌شوند، تمام نودها نسخه بروز شده بلاکچین را تأیید و ذخیره می‌کنند و ماینرها رقابت را برای ایجاد بلاک بعدی آغاز می‌کنند.

ماینینگ : فول نودها در مقابل ماینرها

ماینرها با انگیزه اقتصادی برای ایجاد و پیشنهاد بلاک‌های معتبر تشویق می‌شوند و ماینری که بلاک او به بلاکچین اضافه می‌شود، پاداش دریافت می‌کند. این پاداش بلاک، شامل بیت کوین تازه استخراج شده، که از قبل در نرم افزار بیت کوین برنامه ریزی شده است، به علاوه کارمزد شبکه بیت کوین برای تمام تراکنش‌های موجود در بلاک است.

ماینینگ فرایندی رقابتی و گران است. اگر یک ماینر یک بلاک نامعتبر را پیشنهاد کند (مثلاً با تراکنش‌های نادرست)، بلاک پیشنهاد شده توسط نودهای دیگر رد می‌شود و ماینر برای زمان و پولی که برای ایجاد بلاک صرف می‌کند، پاداشی دریافت نخواهد کرد. بنابراین، ماینرها تشویق می‌شوند که فقط بلاک‌های معتبر را پیشنهاد دهند.

تفاوت اصلی بین گره‌های کامل و ماینرها این است، که ماینرها می‌توانند بلاک‌های جدیدی را به شبکه بیت کوین پیشنهاد کنند و با افزودن به بلاک‌های جدید، پاداش‌های بلاکی دریافت کنند، ولی فول نودها قادر به انجام این کار نیستند. چون فلسفه وجودی فول نودها با ماینرها متفاوت است و نودها وظیفه ذخیره و ارسال تراکنش‌ها و بلاک‌ها را در سیستم بعهده دارند. ولی ماینرها تنها توان محاسباتی سخت افزار شبکه خود را به کار می‌برند، یا به عبارت دیگر ماینرها لازم نیست یک گره کامل باشند، ولی اگر تمایل داشته باشند می توانند در راستای تقویت عدم تمرکز بیشتر در شبکه بیت کوین و داشتن کپی کاملی از بلاکچین، به یک نود کامل تبدیل شوند.

توان محاسباتی یا قدرت لازم برای استخراج به این معنی است، که ماینرها باید از سخت افزار تخصصی و قدرتمندی که به طور خاص برای ایجاد و پیشنهاد بلاک‌های جدید طراحی شده‌اند، استفاده کنند. اما در مقابل، فول نودها می‌توانند روی اکثر لپ تاپ‌ها و حتی روی رایانه‌های تک بردی رزبری پای (raspberry pi) نیز اجرا شوند.

• گره‌های سبک (light)

گره‌های سبک، نسخه ویژه‌ای از نرم افزار بیت کوین را اجرا می‌کنند و همانطور که از نام آن پیداست، نسخه سبکی از بلاکچین را ذخیره می‌کنند. این نسخه از بلاکچین حاوی هدر بلاک یا  کدهایی در هر بلاک هستند که اساساً «نشان دهنده اعتبار یک بلاک» هستند. نسخه کم حجم اطلاعات به گره‌های سبک اجازه می‌دهد، تا بدون نیاز به ذخیره تاریخچه کامل آن، به شبکه بیت کوین متصل شوند و در آن تراکنش انجام دهند.

اما نکته مهم این است که نودهای سبک نمی‌توانند به طور مستقل قوانین شبکه بیت کوین را تأیید کنند و بنابراین باید به نودهای کامل متصل شوند تا داده‌های بلاک را دریافت کنند.

کیف پول‌های موبایل رایج‌ترین نمونه نودهای سبک هستند و اکثر تلفن‌های همراه (به استثنای یک یا دو مورد) به اندازه کافی برای اجرای یک نود کامل قدرتمند نیستند.

کیف پول‌ها مطمئناً به اندازه کافی برای اجرای یک فرایند استخراج ارزهای دیجیتال نیز قدرتمند نیستند. اما به اندازه‌ای توان دارند، که نسخه فشرده‌شده‌ای از بلاکچین را با اطلاعاتی در مورد کیف پول‌هایی که موجودی بیت‌کوین را نشان می‌دهند، ذخیره کنند. به عبارت دیگر اگر بیت کوین را از تلفن خود ارسال یا دریافت کرده‌اید، دستگاه شما یک نود سبک در شبکه بیت کوین است.

• انواع دیگر نودهای بیت کوین

نودهای کامل، ماینرها و گره‌های سبک انواع اصلی نودهای بیت کوین هستند. با این حال، انواع دیگری از گره وجود دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

 نودهای لایتنینگ (lightning nodes): لایتنینگ شبکه‌ای است که بر روی شبکه بیت کوین ساخته شده است و باعث افزایش مقیاس پذیری بیت کوین می‌شود. لایتنینگ، تراکنش‌ها را سریع‌تر و با هزینه کمتری انجام می‌دهد.

 نودهای آرشیو (archive nodes): نودهای آرشیو، نیز به عنوان نودهای کامل شناخته می‌شوند. نودهای آرشیو مترادف با نودهای کامل هستند و زمانی که از نود کامل صحبت می‌کنیم، منظور همین فول نودهای آرشیوی است. آن‌ها یک نسخه کامل از بلاکچین را ذخیره می‌کنند و می‌توانند تمام قوانین شبکه بیت کوین را تأیید کنند. این تمایز از این واقعیت ناشی می‌شود که مردم گاهی اوقات فول نودها را به دو نوع تقسیم می‌کنند، نودهای آرشیو و نودهای تعدیل یافته.

 نودهای تعدیل یافته (pruned nodes): نودهای تعدیل یافته تاریخچه کامل بلاکچین را تا اندازه خاصی ذخیره می‌کنند. به این صورت که بلاک‌ها را از ابتدا آغاز می‌کنند و زمانی که به سطح مشخصی رسید، شروع به حذف یا هرس کردن بلاک‌های قبلی می‌کنند تا بتوانند نسخه‌های کامل بلاک‌های جدید را ذخیره کنند. نودهای تعدیل یافته به عنوان نود کامل محسوب می‌شوند، بنابراین قادرند تراکنش‌ها را تأیید کرده و جزوی از اجماع باشند، با این حال از لحاظ حجم، کوچکتر از فول نودها و بزرگ‌تر از نودهای سبک هستند.

 نودهای استخر استخراج (mining pool nodes): نودهای استخر استخراج ارزهای دیجیتال یا نودهای بلاکچینی استخراج، فعالیت‌های استخراج را در گروه‌‌های ماینرها هماهنگ می‌کنند، تا بتوانند منابع را برای استخراج بلاک‌های جدید جمع آوری کنند. هنگامی که یک نود استخر ماینینگ، بلاکی را ایجاد می‌کند که به بلاکچین اضافه می‌شود، نود استخراج، پاداش بلاک را به تناسب مقدار منابع آن‌ها بین ماینرها توزیع می‌کند. ماینرها به استخرهای ماینینگ ازین جهت علاقه دارند که می‌توانند دستمزد خود را بصورت مداوم دریافت نمایند. بعنوان مثال به جای دریافت 10 بیت کوین به ازای استخراج هر 100 بلاک، می‌توانند به ازای استخراج هر 10 بلاک، 1 بیت کوین دریافت کنند.

مطالب مرتبط

• هاوینگ بیت کوین یکی از رویدادهای مهم این ارز دیجیتال است. در مقاله تاثیر هاوینگ بر قیمت بیت کوین هم به تاثیر پذیری قیمت بیت کوین از هاوینگ پرداخته‌ایم.
• آیا تا به حال فکر کرده‌اید که چگونه می‌توانید از طریق بیت کوین درآمد کسب کنید؟ با مطالعه «معرفی روش‌های کسب درآمد از بیت کوین: از استخراج تا بازی»، با انواع استراتژی‌ها و روش‌های خلاقانه‌ای آشنا می‌شوید که می‌توانند منبع درآمدی مستمر و گاهی اوقات سرگرم‌کننده برای شما باشند.
• کنجکاو هستید بدانید که مغز متفکر پشت پرده پدیده انقلابی بیت کوین چه کسی است؟ “ساتوشی ناکاموتو کیست؟” یک مقاله جذاب است که شما را با زندگی ناشناخته و رمزآلود خالق بیت کوین آشنا می‌کند.
• این روزها که بحث صندوق‌های بیت کوین داغ است. برای کسانی که به دنبال درک مفهوم “etf بیت کوین” و نقش آن در تنوع‌بخشی به سبد سرمایه‌گذاری خود هستند، این مقاله یک منبع ارزشمند است.