نودها در دنیای رمزارز چیستند؟

یک شبکهٔ ارز دیجیتال (cryptocurrency) شبیه یک بانک بزرگ غیرمتمرکز است. اما این بانک نه دفتر مرکزی دارد و نه یک نهاد واحد که آن را کنترل کند. این نقش را تعداد زیادی کامپیوتر کوچک در سراسر جهان بر عهده می‌گیرند که به آن‌ها نود (node) گفته می‌شود. در این مقاله توضیح می‌دهیم نود چیست، چگونه کار می‌کند و چطور می‌تواند درآمد ایجاد کند.

نود کریپتو چیست؟

نودها کامپیوترهایی هستند که به blockchain متصل‌اند. آن‌ها تمام اطلاعات را ذخیره می‌کنند، آن را در شبکه منتقل می‌کنند و مهم‌تر از همه، آن را تأیید می‌کنند تا از سرقت یا کلاهبرداری جلوگیری شود. هرچه تعداد نودها در شبکه بیشتر باشد، احتمال این‌که قوانین تغییر داده شوند، داده‌ها جعل شوند یا تراکنش‌ها سانسور شوند کمتر است. نکتهٔ مهم این است که با وجود این‌که نودها خود کامپیوتر هستند، اما توسط انسان‌های واقعی کنترل می‌شوند ــ یعنی validators یا miners.

کریپتو نودها در واقع دفتر شخصی و مستقل شما از کل تاریخچهٔ شبکه هستند. آن‌ها کنترل‌کننده‌های مستقلی‌اند که هیچ «امانت‌دار» یا متولی‌ای ندارند. این موضوع باعث می‌شود اپراتور نود بتواند به وضعیت واقعی و بدون سانسور شبکهٔ بلاکچینی و همچنین به درستی تراکنش‌های شخصی خودش اطمینان داشته باشد. به این رویکرد کاهش وابستگی به اعتماد (trust minimization) گفته می‌شود.

وظایف نودها

1. Validation. اعتبارسنج‌ها بررسی می‌کنند که هر تراکنش با قوانین شبکه مطابقت دارد یا نه. آن‌ها همچنین تضمین می‌کنند که تراکنش توسط مالک واقعی امضا شده و از هرگونه تقلب جلوگیری شود؛ به‌خصوص شایع‌ترین نوع تقلب در دنیای کریپتو یعنی double spending (خرجِ دوبارهٔ همان پول). اگر تراکنشی حتی در یکی از این بررسی‌ها رد شود، نودها آن را نمی‌پذیرند.

2. Broadcasting (پخش در شبکه). هنگام ارسال پول، کیف‌پول (wallet) سیگنالی را به نزدیک‌ترین نود می‌فرستد. سپس آن نود این اطلاعات را به همهٔ نودهای همسایهٔ خود در شبکه منتقل می‌کند. نتیجهٔ این کار، گسترش بسیار سریع و گستردهٔ داده در سراسر شبکه است.

3. ذخیرهٔ تاریخچه (دفترکل / Ledger). نودها کل تاریخچهٔ همهٔ تراکنش‌های شبکه را از اولین بلاک تا امروز ذخیره می‌کنند. این کار به شما امکان می‌دهد بدون نیاز به سرویس‌های شخص ثالث، کل زنجیره را از ابتدا تا انتها به‌صورت مستقل بررسی کنید.

نودها چگونه کار می‌کنند؟

کار نود بر پایهٔ ارتباط دائمی با دیگر مشارکت‌کنندگان شبکه و راستی‌آزمایی سخت‌گیرانهٔ هر تکهٔ اطلاعات است. نود نقش یک پستچی و ناظر بسیار هوشیار را بازی می‌کند. در ادامه، الگوریتم مرحله‌به‌مرحلهٔ پردازش یک تراکنش توسط نود و رسیدن شبکه به اجماع (consensus) را می‌بینید:

• گام ۱: دریافت تراکنش. نودها با استفاده از پروتکل‌های ویژهٔ شبکه با یکدیگر پیام رد و بدل می‌کنند. به محض این‌که یک نود، تراکنش جدید یا بلاک جدیدی را از نود دیگر دریافت کند، فرآیند بررسی کامل آن تراکنش آغاز می‌شود.

• گام ۲: بررسی فرمت و امضا. نود بررسی می‌کند که فرمت تراکنش درست باشد و این‌که تراکنش با استفاده از private key مالک معتبر آن حساب امضا شده باشد (یعنی جعلی نباشد).

• گام ۳: بررسی وضعیت (جلوگیری از double spending). نود، کپی محلی blockchain خود را بررسی می‌کند و تأیید می‌کند که فرستنده برای تکمیل این تراکنش، موجودی کافی دارد و این پول قبلاً در تراکنشِ تأییدشدهٔ دیگری خرج نشده است.

• گام ۴: رد کردن یا افزودن به «اتاق انتظار». هر تراکنشی که حداقل یکی از بررسی‌ها را رد کند، کنار گذاشته می‌شود. فقط پس از گذر موفق از همهٔ بررسی‌هاست که تراکنش معتبر شناخته می‌شود و به mempool (یا UTX pool) ارسال می‌گردد. این همان «اتاق انتظار» تراکنش‌هایی است که هنوز تأیید نشده‌اند.

• گام ۵: تشکیل بلاک جدید. سپس همهٔ تراکنش‌هایی که وارد mempool شده‌اند، توسط یک سازندهٔ بلاک انتخاب می‌شوند. این سازنده می‌تواند miners (مثلاً در شبکهٔ Bitcoin) یا validators (مثلاً در blockchain اتریوم / Ethereum) باشند. تراکنش‌های انتخاب‌شده در یک بلاک جدید قرار می‌گیرند.

• گام ۶: انتشار و راستی‌آزمایی نهایی. پس از ساخته شدن، بلاک جدید در سراسر شبکه پخش می‌شود. نودهای دیگر آن را دریافت می‌کنند و یک بررسی کامل انجام می‌دهند تا از اصالت تراکنش‌ها و رعایت همهٔ قوانین اجماع مطمئن شوند.

• گام ۷: رسیدن به اجماع (Consensus). فقط پس از تأیید موفق است که بلاک جدید به کپی محلی blockchain همهٔ نودهای مشارکت‌کننده اضافه می‌شود. در این لحظه، توافق جمعی (consensus) دربارهٔ وضعیت فعلی شبکه به دست می‌آید.

انواع نودها

نودها بسته به وظایفی که انجام می‌دهند، میزان اطلاعاتی که می‌توانند ذخیره کنند و جایگاهی که در شبکه دارند، به چند نوع تقسیم می‌شوند.

Full Nodes (فول نود)

فول نودها کل تاریخچهٔ تراکنش‌ها را از لحظهٔ ایجاد شبکه تا امروز در خود نگه می‌دارند. آن‌ها قابل‌اعتمادترین و امن‌ترین نوع نود در نظر گرفته می‌شوند، چون می‌توانند همهٔ تراکنش‌ها را به‌طور کامل و مستقل تأیید کنند. اپراتورهای این نودها می‌توانند از آن‌ها برای فراهم کردن دسترسی به داده‌ها برای دیگر کاربران نیز استفاده کنند.

حجم داده در شبکه‌های بزرگ دائماً در حال رشد است؛ برای مثال، تا سال ۲۰۲۵ اندازهٔ blockchain اتریوم برای یک full node بیش از ۳ ترابایت خواهد شد، که به فضای ذخیره‌سازی قابل‌توجهی نیاز دارد.

Light Nodes (لایت نود)

لایت نودها فقط header بلاک‌ها را ذخیره می‌کنند و قادر به انجام تأیید کامل نیستند. آن‌ها برای بررسی اصالت داده به full nodeها متکی‌اند. این نوع نودها عمدتاً در کیف‌پول‌های آنلاین و آفلاین استفاده می‌شوند که حافظه و منابع محاسباتی محدودی دارند.

Archive Nodes (آرکایو نود)

این‌ها نودهای «فوق‌کامل» هستند. آن‌ها نه‌تنها تاریخچهٔ تراکنش‌ها بلکه وضعیت شبکه در هر لحظهٔ مشخصی در گذشته را نیز ذخیره می‌کنند. چنین نودهایی برای blockchain explorerها، سرویس‌های حسابرسی (auditing) و سرویس‌های تحلیلی بسیار حیاتی‌اند. حجم ذخیره‌سازی موردنیاز برای Archive Node بسیار عظیم است؛ برای Ethereum می‌تواند به ۱۸ تا ۲۰ ترابایت برسد.

Validator Nodes و Miners (Consensus Nodes)

این‌ها نودهایی هستند که به‌طور فعال در فرآیند اجماع شرکت می‌کنند و مسئول ایجاد بلاک‌های جدید و تأیید نهایی آن‌ها هستند:

• Miners. بر اساس مکانیسم Proof-of-Work کار می‌کنند. آن‌ها با استفاده از توان پردازشی بسیار زیاد، تراکنش‌ها را به زنجیره اضافه می‌کنند.

• Validators. بر اساس مکانیسم Proof-of-Stake فعالیت می‌کنند. آن‌ها نیاز به یک stake (سپردهٔ قفل‌شده) دارند و مسئول تأیید تراکنش‌ها و رسیدن به اجماع با سایر validators هستند.

Masternodes (مسترنودها)

این‌ها نودهایی هستند که وظایف خدماتی خاص انجام می‌دهند؛ مثل فراهم کردن تراکنش‌های آنی یا خصوصی، و همچنین می‌توانند در حاکمیت شبکه (رأی‌گیری) مشارکت کنند. برای راه‌اندازی آن‌ها باید مقدار قابل‌توجهی وثیقه (collateral) قفل شود.

اقتصاد نود (Node Economy)

اپراتورهای نود فقط در صورتی دستمزد دریافت می‌کنند که نود آن‌ها به‌طور فعال در فرآیند اجماع و تولید بلاک شرکت کند (یعنی به‌عنوان validator، miner یا masternode). Archive nodeها و full nodeهایی که در اجماع شرکت نمی‌کنند (یعنی فقط داده را ذخیره کرده و تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند) معمولاً هیچ جبران مالی مستقیمی از شبکه دریافت نمی‌کنند. این نودهای اخیر اغلب نه به‌خاطر پول، بلکه به دلایل ایدئولوژیک (حمایت از غیرمتمرکزسازی) یا برای امنیت شخصی و اطمینان از دارایی‌های خودشان اجرا می‌شوند.

نودهایی که در اجماع شرکت می‌کنند، از دو سازوکار اصلی درآمد کسب می‌کنند:

1. انتشار کوین‌های جدید (Block/Epoch Reward) وقتی شبکه کوین‌های جدید تولید می‌کند، این کوین‌ها به‌صورت خودکار برای ایجاد یا تأیید موفق یک بلاک به حساب اپراتور واریز می‌شوند. این بخش مربوط به miners است.

2. کارمزد تراکنش‌ها (network fees یا gas) این‌ها کارمزدهایی هستند که کاربران برای وارد شدن تراکنش‌شان به یک بلاک پرداخت می‌کنند. این درآمد به validators می‌رسد.

برای validators در شبکه‌های PoS (جایی‌که یک deposit لازم است)، میزان درآمد به‌طور مستقیم به میزان پایداری و قابل‌اعتماد بودن تجهیزات آن‌ها بستگی دارد. سیستم برای عملکرد نامطمئن یا خاموشی‌ها، مکانیزم جریمه (slashing) در نظر گرفته است. بنابراین validators مجبورند در تجهیزات حرفه‌ای سرمایه‌گذاری کنند (مثل منبع تغذیهٔ بدون وقفه / UPS و اینترنت پشتیبان) ــ این کار دیگر فقط یک سرگرمی نیست، بلکه یک کسب‌وکار است که به زیرساخت جدی نیاز دارد.

چگونه یک نود راه‌اندازی کنیم؟

راه‌اندازی یک نود از نظر فنی فرآیندی پیچیده اما بسیار مهم برای رسیدن به حداکثر غیرمتمرکزسازی است. برای سادگی، می‌توان آن را به چهار مرحلهٔ کلیدی تقسیم کرد.

مرحلهٔ ۱: تحقیق و انتخاب پروژه

مرحلهٔ اولیه، ارزیابی blockchain است؛ مهم است که پروژه‌هایی انتخاب شوند که اپراتور به آن‌ها باور دارد. شما باید هدف خود را به‌طور شفاف مشخص کنید: آیا به یک full node برای امنیت شخصی نیاز دارید، یا می‌خواهید یک validator node برای کسب درآمد راه‌اندازی کنید (که به سپردهٔ مالی نیاز دارد، مثلاً ۳۲ ETH برای Ethereum).

در گام بعد، باید تجهیزات لازم را انتخاب کنید. نیازمندی‌های سخت‌افزاری برای یک full node پایهٔ Bitcoin و یک full node پایهٔ Ethereum می‌تواند متفاوت باشد.

تنظیمات فنی و همگام‌سازی (Synchronization)

Setup یعنی دانلود و پیکربندی نرم‌افزار اختصاصی (client) برای شبکهٔ بلاکچینی انتخاب‌شده. برای مثال، در Ethereum به دو نوع نرم‌افزار نیاز است که با هم کار کنند: یک execution layer client (مثل Geth) که تراکنش‌ها را پردازش می‌کند و state شبکه را مدیریت می‌کند؛ و یک consensus layer client (مثل Lighthouse) که مسئول proof-of-stake و همگام‌سازی بلاک‌ها است.

سخت‌ترین مرحله، همگام‌سازی (synchronization) است. این مرحله بیشترین زمان و منابع را مصرف می‌کند. در این مرحله نودها کل تاریخچهٔ blockchain را دانلود و راستی‌آزمایی می‌کنند. این فرآیند به شدت به عملیات دیسک (disk I/O) وابسته است و عملکرد آن تا حد زیادی به سرعت SSD شما بستگی دارد.

پایش و به‌روزرسانی

پس از همگام‌سازی موفق، نود به توجه دائمی نیاز دارد. اپراتورها باید به‌طور منظم عملکرد آن را پایش کنند، نرم‌افزار را به‌روزرسانی کنند (برای جلوگیری از آسیب‌پذیری‌ها و تطبیق با قوانین جدید شبکه) و وضعیت پارامترهای شبکه را زیر نظر داشته باشند. اگر در حال اجرای نود برای یک پروژهٔ جدید هستید، اغلب لازم است ابتدا در شبکهٔ آزمایشی (testnet) ثبت‌نام کنید و سپس به شبکهٔ اصلی (mainnet) بروید.

نودها قلب و ریه‌های اکوسیستم کریپتوکارنسی هستند و اصل غیرمتمرکزسازی را مجسم می‌کنند. آن‌ها یکپارچگی، امنیت و پایداری شبکه را تضمین کرده و نقش حسابرس‌های مستقل را ایفا می‌کنند. راه‌اندازی یک نود ــ فارغ از نوع آن ــ اقدامی حیاتی در حمایت از اقتصاد غیرمتمرکز است. هرچه نودهای مستقل بیشتری در شبکه وجود داشته باشد، دست‌کاری داده‌ها دشوارتر می‌شود و آیندهٔ کل سیستم کریپتوکارنسی امن‌تر خواهد بود.

امیدواریم بعد از خواندن این مقاله، متوجه شده باشید نودهای کریپتوکارنسی چه هستند. اما اگر هنوز سؤالی دارید، می‌توانید آن را در بخش نظرات مطرح کنید.