تعریف گره یا نود (Node) در بلاک چین ممکن است با توجه به زمینه مورد بحث متفاوت باشد. وقتی صحبت از کامپیوتر یا شبکه‌های مخابراتی می‌شود، گره‌ها به عنوان یک نقطه توزیع مجدد یا به عنوان یک نقطه پایان ارتباطات عمل کنند. معمولاً یک گره از یک دستگاه شبکه فیزیکی تشکیل شده است، اما در برخی موارد از گره‌های مجازی استفاده می‌شود.
شبکه گره نقطه‌ای است که می‌توان پیامی را ایجاد، دریافت یا انتقال داد. حالا در مورد انواع گره‌های بیت کوین بحث خواهیم کرد: گره‌های کامل، ابر گره‌ها، گره‌های استخراج کننده و سرویس گیرنده‌های SPV.
گره‌های بیت کوین
بلاکچین (که به صورت سیستم‌های توزیع شده طراحی شده‌اند) شبکه گره‌های رایانه‌ای است که استفاده از بیت کوین به عنوان یک ارز دیجیتال غیر متمرکز همتا به همتا (P2P) را ممکن می‌کند. به همین دلیل، از نظر طراحی مقاوم در برابر سانسور است و نیازی به واسطه برای تراکنش بین افراد نیست (هر چقدر هم از هم فاصله داشته باشند).
بنابراین، گره‌های بلاکچین وظیفه دارند به عنوان یک نقطه ارتباطی عمل کنند که ممکن است عملکردهای مختلفی را انجام دهند. هر رایانه یا دستگاهی که به رابط بیت کوین متصل شود ممکن است به عنوان گره‌ای در نظر گرفته شود به این معنا که آنها به نوعی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. این گره‌ها همچنین می‌توانند با استفاده از پروتکل همتا به همتا بیت کوین اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها و بلاک‌ها را در شبکه توزیع شده رایانه منتقل کنند. با این حال، هر گره کامپیوتر با توجه به عملکردهای خاص خود تعریف می‌شود، بنابراین انواع مختلفی از گره‌های بیت کوین وجود دارد.
گره‌های کامل
گره‌های کامل گره‌هایی هستند که بیت کوین را واقعاً پشتیبانی و تأمین می‌کنند و برای شبکه ضروری هستند. این گره‌ها همچنین ممکن است به عنوان گره‌های کاملاً معتبر شناخته شوند زیرا در روند تأیید تراکنش‌ها و بلوک‌ها بر خلاف قوانین اجماع سیستم درگیر می‌شوند. همچنین، گره‌های کامل قادرند تراکنش‌ها و بلوک‌های جدید را به بلاکچین ارسال کنند.
معمولاً، یک گره کامل با هر بلوک و معامله یک نسخه از بلاکچین بیت کوین را بارگیری می‌کند، اما این شرطی نیست که برای یک گره کامل در نظر گرفته شود (ممکن است به جای آن یک نسخه کاهش یافته از بلاکچین استفاده شود).
یک گره کامل بیت کوین را می‌توان از طریق پیاده سازی‌های مختلف نرم افزاری ایجاد کرد، اما محبوب ترین نوع آن Bitcoin Core است. حداقل شرایط لازم برای اجرای گره کامل Bitcoin Core به شرح زیر است:
1- دسک تاپ یا لپ تاپ با نسخه بروز Windows ، Mac OS X یا Linux.
2- 200 گیگابایت فضای دیسک آزاد.
3- 2 گیگابایت حافظه (RAM).
4- اتصال اینترنت پرسرعت با سرعت بارگذاری حداقل 50 کیلوبایت بر ثانیه.
5- اتصال نامحدود یا اتصال با محدودیت بالا برای بارگذاری. گره‌های کامل آنلاین ممکن است به میزان بارگذاری 200 گیگابایت در ماه و میزان بارگیری 20 گیگابایت در ماه برسند یا از آن بیشتر شوند. همچنین برای شروع اولین گره کامل ، باید 200 گیگابایت دانلود کنید.
گره کامل شما باید حداقل 6 ساعت در روز کار کند. اگر آن را به طور مداوم (7/24) اجرا کنید، حتی بهتر است.
بسیاری از سازمان‌ها و کاربران داوطلب گره‌های کامل بیت کوین را به عنوان راهی برای کمک به اکوسیستم بیت کوین اجرا می‌کنند. از سال 2018، تقریباً 9700 گره عمومی در شبکه بیت کوین وجود دارد. توجه داشته باشید که این تعداد فقط گره‌های عمومی را شامل می‌شود، که به گره‌های شنیدنی بیت کوین اشاره می‌کنند که قابل مشاهده و دسترسی هستند (معروف به گره های شنیداری).
علاوه بر گره‌های عمومی، گره‌های پنهان دیگری نیز وجود دارد که قابل مشاهده نیستند (گره های غیر شنیداری). این گره‌ها معمولاً در پشت فایروال، از طریق پروتکل‌های مخفی مانند Tor.
گره‌های شنیداری (ابرگره‌ها)
اساساً، گره شنیداری یا ابر گره یک گره کامل است که به صورت عمومی قابل مشاهده است. این نوع گره ارتباط برقرار می‌کند و به هر گره دیگری که تصمیم به برقراری ارتباط با آن می‌گیرد، اطلاعات را ارائه می‌دهد. از این رو، یک ابرگره اساساً یک نقطه توزیع مجدد است که ممکن است هم به عنوان منبع داده و هم به عنوان یک پل ارتباطی عمل کند.
یک ابرگره قابل اعتماد معمولاً 24/7 اجرا می‌شود و چندین اتصال برقرار شده دارد و سابقه بلاکچین و داده‌های معاملات را به چندین گره در سراسر جهان منتقل می‌کند. به همین دلیل، یک ابرگره در مقایسه با یک گره کامل مخفی، احتمالاً به قدرت محاسباتی بیشتری و اتصال به اینترنت بهتر احتیاج دارد.
گره‌های ماینرها
برای اینکه بتوانید در سناریوی رقابتی فعلی بیت کوین استخراج کنید، باید در سخت افزارها و برنامه‌های تخصصی استخراج سرمایه گذاری کنید. این برنامه‌های استخراج (نرم افزار) ارتباط مستقیمی با Bitcoin Core ندارند و به طور موازی برای امتحان و استخراج بلوک‌های بیت‌کوین اجرا می‌شوند. یک استخراج کننده ممکن است کار به تنهایی (استخراج انفرادی) یا گروهی (استخر استخراج) را انتخاب کند.
در حالی که گره‌های کامل ماینرهای انفرادی از کپی خود در بلاکچین استفاده می‌کنند، استخراج کنندگان استخر با هم کار می‌کنند و هرکدام به منابع محاسباتی خود کمک می‌کنند (قدرت هش). در استخر استخراج، فقط مدیر استخر لازم است که یک گره کامل را اجرا کند (که می‌تواند به عنوان گره کامل استخر استخراج شناخته شود).
مشتریان سبک وزن یا SPV
همچنین به عنوان مشتریان تأیید اعتبار پرداخت ساده (SPV) شناخته می‌شوند، مشتریانی هستند که از شبکه بیت کوین استفاده می‌کنند اما در واقع به عنوان یک گره کامل عمل نمی‌کنند. بنابراین، سرویس گیرندگان SPV به امنیت شبکه کمک نمی‌کنند زیرا کپی بلاکچین را نگهداری نمی‌کنند و در روند تأیید و اعتبار سنجی معاملات شرکت نمی‌کنند.
به طور خلاصه، SPV روشی است که از طریق آن کاربر می‌تواند بدون اینکه کل داده‌های بلوک را بارگیری کند، بررسی کند که آیا برخی تراکنش‌ها در یک بلوک وارد شده‌اند یا خیر. بنابراین، مشتری‌های SPV به اطلاعات ارائه شده توسط سایر گره‌های کامل (ابرگره) اعتماد می‌کنند. مشتریان سبک وزن به عنوان نقاط انتهایی ارتباطات کار می‌کنند و توسط بسیاری از کیف پول‌های ارز رمزنگاری شده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مشتری در مقابل گره‌های استخراج
توجه به این نکته مهم است که اجرای یک گره کامل با اجرای یک گره استخراج کاملا یکسان نیست. در حالی که استخراج کنندگان باید در سخت افزار و نرم افزار گران قیمت استخراج سرمایه گذاری کنند، هر کسی قادر به اجرای یک گره کاملاً معتبر است.
قبل از تلاش برای استخراج یک بلوک، یک ماینر باید معاملات معلق را که قبلاً توسط گره‌های کامل معتبر پذیرفته شده بودند جمع کند. در مرحله بعد، استخراج کننده یک بلوک کاندید ایجاد می‌کند (با گروهی از معاملات) و سعی می‌کند آن بلوک را استخراج کند. اگر ماینر موفق به یافتن راه حل معتبر برای بلوک کاندید خود شود، آن را به شبکه توزیع می‌کند تا سایر گره‌های کامل بتوانند اعتبار بلوک را تأیید کنند. بنابراین، قوانین اجماع توسط شبکه توزیع شده گره‌های معتبر تعیین و ایمن می‌شوند و نه توسط ماینرها.
جمع بندی
گره‌های بیت کوین از طریق پروتکل شبکه همتا به همتا بیت کوین با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و با این کار یکپارچگی سیستم را تضمین می‌کنند. گره‌ای که رفتار نادرست داشته باشد یا سعی در انتشار اطلاعات نادرست داشته باشد، به سرعت توسط گره‌های صادق تشخیص داده می‌شود و از شبکه جدا می‌شود.
علیرغم این واقعیت که اجرای یک گره کاملاً معتبر پاداش مالی نمی‌دهد، بسیار توصیه می‌شود زیرا اعتماد، امنیت و حریم خصوصی کاربران را فراهم می‌کند. گره‌های کامل از رعایت قوانین اطمینان حاصل می‌کنند. آنها از بلاکچین در برابر حملات و کلاهبرداری‌ها (مانند هزینه‌های مضاعف) محافظت می‌کنند. علاوه بر این، یک گره کامل نیازی به اعتماد به دیگران ندارد و به کاربر اجازه می‌دهد کنترل کامل پول خود را داشته باشد.
