شبکه همتا به همتا چیست و چه نقشی در بلاکچین دارد؟

در علوم کامپیوتر، یک شبکه همتا به همتا یا P2P از گروهی از دستگاه‌ ها تشکیل شده است که به طور جمعی فایل‌ ها را ذخیره و به اشتراک می‌ گذارند.

هر شرکت کننده (گره) به عنوان یک همتای فردی عمل می کند.

به طور معمول، همه گره ها قدرت برابر دارند و وظایف یکسانی را انجام می دهند.

در فناوری مالی، اصطلاح همتا به همتا معمولاً به مبادله ارزهای دیجیتال یا دارایی های دیجیتال از طریق یک شبکه توزیع شده اشاره می کند.

پلتفرم P2P به خریداران و فروشندگان این امکان را می دهد تا بدون نیاز به واسطه، معاملات خود را انجام دهند.

در برخی موارد، وب سایت ها ممکن است یک محیط P2P را نیز فراهم کنند که وام دهندگان و وام گیرندگان را به هم متصل می کند.

معماری P2P می تواند برای موارد استفاده مختلف مناسب باشد، اما در دهه 1990 زمانی که اولین برنامه های اشتراک گذاری فایل ایجاد شد، محبوبیت خاصی پیدا کرد.

امروزه شبکه‌ های P2P در هسته اکثر ارزهای دیجیتال قرار دارند و بخش بزرگی از صنعت بلاکچین را تشکیل می‌ دهند، آنها همچنین در سایر برنامه های کاربردی محاسباتی توزیع شده، از جمله موتور های جستجوی وب، پلتفرم های جریان، بازارهای آنلاین و پروتکل وب سیستم فایل بین سیاره ای (IPFS) مورد استفاده قرار می گیرند.

P2P یا همتا به همتا چگونه کار می کند؟

در اصل، یک سیستم P2P توسط یک شبکه توزیع شده از کاربران نگهداری می شود.

معمولاً آنها هیچ مدیر یا سرور مرکزی ندارند زیرا هر گره یک نسخه از فایل ها را نگه می دارد، هم به عنوان مشتری و هم به عنوان سرور برای سایر گره ها نیز عمل می کند.

بنابراین، هر گره می‌تواند فایل‌ ها را از گره‌ های دیگر دانلود کند یا فایل‌ ها را در آنها آپلود کند.

این موضوع همان چیزی است که شبکه‌ های P2P را از سیستم‌ های سرویس گیرنده و سرور سنتی‌ تر متمایز می‌ کند که در آن دستگاه‌ های سرویس گیرنده فایل‌ ها را از یک سرور متمرکز دانلود می‌ کنند.

در شبکه‌ های P2P، دستگاه‌ های متصل فایل‌ هایی را که در هارد دیسک‌ هایشان ذخیره می‌ شوند به اشتراک می‌ گذارند.

با استفاده از برنامه های نرم افزاری طراحی شده برای میانجی گری به اشتراک گذاری داده ها، کاربران می توانند برای یافتن و دانلود فایل ها از سایر دستگاه های موجود در شبکه پرس و جو کنند.

هنگامی که کاربر یک فایل معین را دانلود کرد، می تواند به عنوان منبع آن فایل عمل کند.

به عبارت دیگر، هنگامی که یک گره به عنوان یک مشتری عمل می کند، آنها فایل ها را از سایر گره های شبکه دانلود می کنند.

اما زمانی که آنها به عنوان یک سرور کار می کنند، منبعی هستند که گره های دیگر می توانند فایل ها را از آن دانلود کنند، در عمل، هر دو تابع را می توان همزمان اجرا کرد (به عنوان مثال، دانلود فایل A، و آپلود فایل B).

از آنجایی که هر گره فایل‌ ها را ذخیره، ارسال و دریافت می‌ کند، شبکه‌ های P2P با بزرگ‌ تر شدن پایگاه کاربرشان سریع‌ تر و کارآمد تر هستند.

همچنین، ساختار توزیع شده آنها، سیستم های P2P را در برابر حملات سایبری بسیار مقاوم می کند، بر خلاف مدل‌ های سنتی، شبکه‌ های P2P نقطه شکست ندارند.

ممکن است سیستم‌ های همتا به همتا را بر اساس معماری آ ن‌ها دسته‌ بندی کنیم.

سه نوع اصلی شبکه های همتا به همتا بدون ساختار، ساختار یافته و ترکیبی نامیده می شوند.

شبکه های همتا به همتا بدون ساختار

شبکه های P2P بدون ساختار، هیچ سازماندهی خاصی از گره ها را ارائه نمی دهند.

شرکت کنندگان به طور تصادفی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند، این سیستم ها در برابر فعالیت های پراکنده، یعنی چندین گره که به طور مکرر به شبکه می پیوندند و از آن خارج می شوند، قوی در نظر گرفته می شوند.

اگرچه ساختن آسان‌ تر است، اما شبکه‌ های P2P بدون ساختار ممکن است به استفاده از CPU و حافظه بالاتری نیاز داشته باشند، زیرا درخواست‌ های جستجو برای بیشترین تعداد همتایان ممکن ارسال شود.

شبکه های همتا به همتا ساختار یافته

شبکه‌ های P2P یا همتا به همتا ساختار یافته، ساختار سازمان‌ یافته‌ ای را ارائه می‌ کنند که به گره‌ ها اجازه می‌ دهد به طور موثر فایل‌ ها را جستجو کنند، حتی اگر محتوا به طور گسترده در دسترس نباشد.

در بیشتر موارد، این امر از طریق استفاده از توابع هش که جستجوی پایگاه داده را تسهیل می کند، به دست می آید.

در حالی که شبکه های ساختار یافته ممکن است کارآمد تر باشند، تمایل به ارائه سطوح بالاتری از تمرکز دارند و معمولاً به هزینه های راه اندازی و نگهداری بالاتری نیاز دارند، شبکه‌ های ساختار یافته در صورت مواجهه با نرخ‌ های بالای ریزش، استحکام کمتری دارند.

شبکه های همتا به همتا ترکیبی

شبکه های ترکیبی P2P، مدل مرسوم مشتری و سرور را با برخی از جنبه های معماری همتا به همتا ترکیب می کنند.

به عنوان مثال، ممکن است یک سرور مرکزی طراحی کند که ارتباط بین همتایان را تسهیل کند.

شبکه توزیع شده در مقابل غیرمتمرکز

اگر چه ساختار همتا به همتا ذاتاً توزیع شده است، مهم است که توجه داشته باشید که درجات مختلفی از عدم تمرکز وجود دارد.

بنابراین، همه شبکه‌ های همتا به همتا غیرمتمرکز نیستند.

در واقع، بسیاری از سیستم ها برای هدایت فعالیت های شبکه به یک مرجع مرکزی متکی هستند و آنها را تا حدودی متمرکز می کند.

به عنوان مثال: برخی از سیستم‌ های اشتراک‌ گذاری فایل P2P به کاربران امکان جستجو و دانلود فایل‌ها از کاربران دیگر را می‌ دهند، اما آنها نمی‌ توانند در فرآیند های دیگر، مانند مدیریت عبارت‌ های جستجو شرکت کنند.

علاوه بر این، شبکه‌ های کوچکی که توسط یک پایگاه کاربر محدود با اهداف مشترک کنترل می‌ شوند نیز می‌ توان گفت که علیرغم نبود زیرساخت شبکه متمرکز از درجه تمرکز بالاتری برخوردار هستند.

نقش شبکه همتا به همتا در بلاکچین

در مراحل اولیه بیت کوین، ساتوشی ناکاموتو، بیت کوین را به عنوان سیستم نقدی الکترونیکی همتا به همتا تعریف کرد.

بیت کوین به عنوان شکل دیجیتالی پول ایجاد شد.

می توان آن را از طریق یک شبکه P2P از یک کاربر به کاربر دیگر منتقل کرد، که یک سیستم مرکزی توزیع شده به نام بلاکچین را مدیریت می کند.

ساختار همتا به همتا به بیت‌ کوین و سایر ارزهای دیجیتال اجازه می‌ دهد بدون نیاز به واسطه یا سرور مرکزی در سراسر جهان منتقل شوند.

همچنین، اگر هر کسی بخواهد در فرآیند تایید و اعتبار بلاک ها شرکت کند، می تواند یک گره بیت کوین راه اندازی کند .

بنابراین، هیچ بانکی برای پردازش یا ثبت تراکنش در شبکه بیت کوین وجود ندارد.

در عوض، بلاکچین به عنوان یک سیستم مرکزی دیجیتال عمل می کند که تمام فعالیت ها را به صورت عمومی ثبت می کند.

اساساً، هر گره یک کپی از بلاکچین را نگه می دارد و آن را با گره های دیگر مقایسه می کند تا از صحت داده ها اطمینان حاصل کند.

شبکه به سرعت هرگونه فعالیت مخرب یا عدم دقت را رد می کند.

در زمینه بلاکچین های ارزهای دیجیتال، گره ها می توانند نقش های مختلفی را ایفا کنند.

به عنوان مثال؛ گره های کامل، آنهایی هستند که با تأیید تراکنش ها در برابر قوانین اجماع سیستم، امنیت شبکه را تأمین می کنند.

هر گره کامل یک نسخه کامل و به روز شده از بلاکچین را حفظ می کند و به آنها اجازه می دهد در کار جمعی تأیید وضعیت واقعی سیستم مرکزی توزیع شده شرکت کنند.

مزایای شبکه همتا به همتا

معماری همتا به همتای بلاکچین مزایای بسیاری را به همراه دارد، از جمله مهمترین آنها این واقعیت است که شبکه های P2P امنیت بیشتری نسبت به ترتیبات سنتی مشتری و سرور ارائه می دهند.

توزیع بلاکچین بر روی تعداد زیادی از گره ها، آنها را عملاً در برابر حملات Denial-of-Service (DoS) که سیستم های متعددی را آزار می دهد مصون می کند.

به همین ترتیب، از آنجایی که اکثر گره‌ ها باید قبل از اضافه شدن داده‌ ها به یک بلاکچین، اجماع ایجاد کنند، برای مهاجم تقریبا غیرممکن است که داده‌ ها را تغییر دهد.

این ویژه برای شبکه های بزرگی مانند بیت کوین صادق است.

بلاکچین های کوچکتر مستعد حملات هستند زیرا یک فرد یا گروه در نهایت می تواند بر اکثر گره ها کنترل داشته باشد (این حمله به عنوان حمله 51 درصدی شناخته می شود).

شبکه همتا به همتا توزیع شده، همراه با الزامات اجماع اکثریت، به بلاکچین ها درجه نسبتا بالایی از مقاومت در برابر فعالیت های مخرب می دهد.

فراتر از امنیت، استفاده از ساختار همتا به همتا در بلاکچین‌ های ارزهای دیجیتال همچنین آنها را در برابر سانسور توسط مقامات مرکزی مقاوم می‌کند.

برخلاف حساب‌ های بانکی استاندارد، کیف پول‌ های ارزهای دیجیتال نمی‌ توانند توسط دولت‌ ها مسدود یا تخلیه شوند.

این مقاومت به تلاش‌ های سانسور توسط پلتفرم‌ های پردازش پرداخت خصوصی و محتوا نیز گسترش می‌ یابد. برخی از سازندگان محتوا و تاجران آنلاین، پرداخت‌ های رمزنگاری شده را به عنوان راهی برای جلوگیری از مسدود شدن پرداخت‌ های خود توسط اشخاص ثالث اتخاذ کردند.

محدودیت ها

علیرغم مزایای فراوان، استفاده از شبکه های همتا به همتا در بلاکچین محدودیت های خاصی نیز دارد.

از آنجایی که سیستم مرکزی توزیع شده باید در هر گره به جای سرور مرکزی به روز شود، افزودن تراکنش ها به زنجیره بلوکی به مقدار زیادی قدرت محاسباتی نیاز دارد.

در حالی که این امر امنیت را افزایش می دهد، کارایی را تا حد زیادی کاهش می دهد و یکی از موانع اصلی در مقیاس پذیری و پذیرش گسترده است.

رمزنگاران و توسعه دهندگان بلاکچین در حال بررسی جایگزین هایی هستند که ممکن است به عنوان راه حل های مقیاس بندی استفاده شوند.

نمونه های برجسته عبارتند از: شبکه لایتنینگ ، پلاسما اتریوم و پروتکل Mimblewimble.

محدودیت دیگر مربوط به حملاتی است که ممکن است در طول رویداد های هارد فورک رخ دهند.

از آنجایی که بیشتر بلاکچین‌ ها غیرمتمرکز و منبع باز هستند، گروه‌ هایی از گره‌ ها می‌ توانند کد را کپی و اصلاح کنند و از زنجیره اصلی جدا شوند تا یک شبکه موازی جدید تشکیل دهند.

هارد فورک کاملا طبیعی است و به خودی خود تهدیدی نیست، اما اگر برخی از روش‌ های امنیتی به درستی اتخاذ نشوند، هر دو زنجیره ممکن است در برابر حملات مجدد آسیب‌ پذیر شوند.

علاوه بر این، ماهیت توزیع‌ شده شبکه‌ های P2P، کنترل و تنظیم آن‌ ها را نه تنها در حوزه بلاکچین، نسبتاً دشوار می‌ کند بلکه چندین برنامه و شرکت P2P با فعالیت های غیر قانونی و نقض حق چاپ درگیر می شوند.

نتیجه گیری

ساختار همتا به همتا را می توان به روش های مختلف توسعه و مورد استفاده قرار داد و این در هسته بلاکچین ها است که ارزهای دیجیتال را ممکن می کند.

معماری P2P با توزیع سیستم مرکزی تراکنش‌ ها در شبکه‌ های بزرگ گره‌ ها، امنیت، عدم تمرکز و مقاومت در برابر سانسور را ارائه می‌ کند.

سیستم‌ های P2P علاوه بر سودمندی در فناوری بلاکچین، می‌ توانند سایر برنامه‌ های محاسباتی توزیع‌ شده، از شبکه‌ های اشتراک‌ گذاری فایل تا پلتفرم‌ های معاملات را نیز ارائه دهند.