العقد في تكنولوجيا البلوكشين: التشغيل والأنواع

فهم العقد أمر أساسي لفهم كيفية عمل شبكات blockchain. يستكشف هذا التحليل الفني الأنواع المختلفة من العقد في شبكة بيتكوين، وهيكلها ودورها الحاسم في صيانة البنية التحتية اللامركزية.

تعريف وسياق تقني للعقد

يختلف مفهوم العقد بشكل كبير حسب السياق التكنولوجي. في مجال الشبكات الحاسوبية والاتصالات، تؤدي العقد وظائف متنوعة: تعمل كنقاط لإعادة توزيع البيانات أو كنقاط نهاية للتواصل. من الناحية الفنية، يتم تنفيذ العقد من خلال جهاز مادي للشبكة، على الرغم من أنه في بعض البنى المعمارية، توجد أيضًا تنفيذات افتراضية.

من المنظور الفني، يمثل عقدة الشبكة نقطة محددة حيث يمكن إنشاء الرسائل أو تلقيها أو إعادة بثها ضمن هيكل الشبكة. في نظام البلوك تشين، تكتسب هذه التعريفات خصائص خاصة سنقوم بتحليلها أدناه.

بنية العقد في شبكة بيتكوين

تم تصميم تقنية البلوكشين كنظام موزع يتكون من شبكة مترابطة من العقد الحاسوبية. هذه الهندسة المعمارية هي بالضبط ما يسمح لبيتكوين بالعمل كعملة رقمية لامركزية من نظير إلى نظير (P2P) مع مقاومة فطرية للرقابة، مما يلغي الحاجة إلى الوسطاء في المعاملات بين المستخدمين، بغض النظر عن موقعهم الجغرافي.

تعمل عقد البلوكشين كنقاط اتصال مع وظائف محددة. يمكن اعتبار أي جهاز متصل بواجهة بيتكوين عقدة بمعنى واسع، حيث أنه يقيم اتصالًا مع عناصر أخرى في الشبكة. تقوم هذه العقد بنقل المعاملات ومعلومات الكتل عبر شبكة موزعة من خلال بروتوكول P2P الخاص ببيتكوين. يتم التصنيف الفني للعقد وفقًا لوظائفها المحددة داخل النظام البيئي.

تصنيف ووظائف عقد البيتكوين

العقد الكاملة (Full Nodes)

تشكل العقد الكاملة الركيزة الأساسية لأمان واستدامة شبكة البيتكوين. تُعرف أيضًا بالعقد الكاملة للتحقق، وتشارك بنشاط في التحقق من المعاملات والكتل وفقًا لقواعد الإجماع المحددة في البروتوكول. تتمتع هذه العقد بالقدرة على نشر المعاملات والكتل الجديدة عبر البلوكتشين.

تقنيًا، يقوم العقد الكامل بتحميل نسخة كاملة من سلسلة كتل البيتكوين، بما في ذلك كل كتلة ومعاملة. ومع ذلك، فإن هذا لا يشكل متطلبًا مطلقًا، حيث يمكنه أيضًا العمل مع نسخة مختصرة من سلسلة الكتل.

المواصفات الفنية لتشغيل عقدة بيتكوين كور:

• الأجهزة: جهاز كمبيوتر بنظام تشغيل ويندوز، ماك أو إس إكس أو لينوكس محدث
• التخزين: 200 جيجابايت من المساحة الحرة على القرص
• الذاكرة: 2 جيجابايت من RAM كحد أدنى
• الاتصال: اتصال بالإنترنت عالي السرعة (حد أدنى 50 kB/s)
• نقل البيانات: غير محدود أو مع حد مرتفع ( استهلاك أولي ~200 جيجابايت، صيانة شهرية ~20 جيجابايت )
• التوفر: الحد الأدنى 6 ساعات يوميًا، المثالي 24/7

حالياً، تحتوي شبكة بيتكوين على حوالي 9,700 عقدة عامة تعمل. هذا الرقم يمثل فقط العقد العامة أو "عقد الاستماع"، التي تكون مرئية ومتاحة لبقية الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، هناك عدد كبير من العقد المخفية (non-listening nodes) التي تعمل خلف جدران الحماية أو من خلال بروتوكولات التعتيم مثل تور.

نقاط المتابعة ( سوبرنودز )

النود الفائق هو في الأساس نود كامل مع إمكانية الوصول العامة التي تنشئ اتصالات وتوفر المعلومات لأي نود آخر يتصل به. من الناحية الوظيفية، يعمل كنقطة إعادة توزيع تعمل كمصدر للبيانات وجسر للتواصل في الشبكة.

تعمل العقد الفائقة الموثوقة بشكل مستمر (24/7) وتحافظ على اتصالات متعددة في الوقت نفسه تنقل تاريخ blockchain وبيانات المعاملات إلى مجموعة متنوعة من العقد على مستوى العالم. تتطلب هذه الوظيفة قدرة معالجة وعرض نطاق ترددي أكبر مقارنة بالعقد المخفية.

عقد التعدين

تتطلب التعدين التنافسي لـ بيتكوين حاليًا أجهزة متخصصة وبرامج محددة. لا تتصل هذه التطبيقات مباشرة بـ بيتكوين كور، بل تعمل بالتوازي في محاولة لتعدين الكتل. يمكن للعمال أن يعملوا بشكل فردي ( التعدين الفردي ) أو جماعيًا ( التعدين في بركة ).

يستخدم عمال المناجم المنفردون الذين يقومون بتشغيل عقد كاملة نسختهم الخاصة من سلسلة الكتل، بينما يعمل عمال المناجم في المسبح معًا من خلال تقديم قوة تجزئة جماعية. في مسبح التعدين، يحتاج فقط المدير إلى تشغيل عقدة كاملة، تُسمى "عقدة كاملة للمسبح".

عملاء خفيفون والتحقق من الدفع المبسط (SPV)

تستخدم العملاء الخفيفة شبكة بيتكوين دون العمل كعقد كاملة. هذه العقد SPV ( التحقق من الدفع المبسط ) لا تساهم في أمان الشبكة لأنها لا تخزن نسخة من البلوكشين ولا تشارك في التحقق من المعاملات وتأكيدها.

بروتوكول SPV يسمح للمستخدم بالتحقق من تضمين معاملة في كتلة دون الحاجة إلى تنزيل بيانات كاملة من الكتلة. تعتمد هذه العملاء بشكل أساسي على المعلومات المقدمة من العقد الكاملة (السوبرنودات). تعمل العملاء الخفيفة كنقاط نهاية للتواصل وتتم تنفيذها من قبل العديد من محافظ العملات المشفرة.

الفروق التقنية بين العميل والعقدة التعدينية

من الضروري التمييز بين تشغيل العقدة الكاملة والعقدة التعدينية. بينما تتطلب عملية التعدين استثمارًا في أجهزة باهظة الثمن وبرامج متخصصة، يمكن لأي مستخدم تشغيل عقدة تحقق كاملة. تتضمن عملية التعدين أنه، قبل محاولة تعدين كتلة، يجب على المعدن جمع المعاملات المعلقة التي تم التحقق منها مسبقًا بواسطة العقد الكاملة. بعد ذلك، يقوم بإنشاء كتلة مرشحة بمجموعة من المعاملات ويحاول تعدينها. إذا وجد الحل الصحيح، ينقل الكتلة إلى الشبكة حيث تتحقق العقد الكاملة من صحتها.

تظهر هذه الهندسة المعمارية أن قواعد الإجماع محددة ومحفوظة بواسطة الشبكة الموزعة من عقد التحقق، وليس فقط من قبل عمال المناجم.

أهمية العقد في أمان الشبكة

تتواصل عقد البيتكوين مع بعضها البعض من خلال بروتوكول الشبكة P2P، مما يضمن سلامة النظام. أي عقدة تحاول نشر معلومات غير صحيحة يتم التعرف عليها بسرعة من قبل العقد النزيهة وتفصل عن الشبكة.

على الرغم من أن تشغيل عقدة تحقق كاملة لا يقدم مكافآت مالية مباشرة، إلا أنه يوفر فوائد كبيرة من حيث الثقة والأمان والخصوصية. تقوم العقد الكاملة بإنفاذ قواعد البروتوكول، وتحمي البلوكتشين من الهجمات والاحتيالات ( مثل الإنفاق المزدوج )، وتمنح المستخدم السيطرة الكاملة على أمواله دون الاعتماد على أطراف ثالثة.

إن لامركزية العقد تشكل أحد الأعمدة الأساسية التي تضمن مقاومة واستقلالية شبكة بيتكوين كنظام مالي موزع.