همتا به‌ همتا (P2P) در رمز ارزها؛ نحوه کار و طبقه بندی

در علم رایانه شبکه همتا به‌ همتا (P2P) به گروهی از دستگاه‌ها اطلاق می‌شود که فایل‌ها را به‌صورت تجمیعی ذخیره کرده و به اشتراک می‌گذارند. هر شرکت‌کننده یک (نود-node) همتای واحد محسوب می‌شود. معمولاً همه نودها قدرت برابری داشته و وظایف یکسانی انجام می‌دهند.

عبارت همتابه‌همتا در فناوری مالی معمولاً به مبادله رمزارزها یا دارایی‌های دیجیتال به‌وسیله شبکه‌ای توزیع‌شده گفته می‌شود. خریداران و فروشندگان به‌وسیله پلتفرم P2P می‌توانند بدون نیاز به واسطه معامله کنند. در پاره‌ای موارد وب‌سایت‌ها محیط P2P فراهم می‌کنند که وام‌دهندگان و وام‌گیرندگان را با یکدیگر لینک شوند.

معماری همتا به‌ همتا (P2P) می‌تواند برای کاربردهای مختلفی مناسب باشد. اما با ابداع نخستین برنامه‌های به‌اشتراک‌گذاری فایل‌ها در دهه ۱۹۹۰، محبوبیت خاصی پیدا کرد. امروزه شبکه‌های P2P بخش اصلی رمزارزها محسوب شده و سهم عمده‌ای در صنعت بلاکچین دارند. اما در سایر اپلیکیشن‌های محاسباتی توزیع‌شده نظیر موتورهای جستجوی وب، پلتفرم‌های استریمینگ، بازارهای آنلاین و پروتکل وب فایل سیستم بین سیاره‌ای (IPFS) نیز به کار می‌روند.

همتا به‌ همتا (P2P) چگونه کار می‌کند؟

در واقع، سیستم همتا به‌ همتا (P2P) با شبکه توزیع‌شده‌ کاربران برقرار می‌ماند. چنین سیستم‌هایی معمولاً مدیر یا سرور مرکزی ندارند؛ زیرا هر نود یک کپی از فایل‌ها را در خود دارد و برای سایر نودها به‌عنوان سرویس‌گیرنده و در عین‌حال، سرور عمل می‌کند.

بنابراین هر نود می‌تواند فایل‌ها را از سایر نودها دانلود و یا روی آنها بارگذاری کند. چنین قابلیتی، شبکه‌های P2P را از سیستم‌های سرویس‌گیرنده – سِرور قدیمی که در آنها دستگاه‌های سرویس‌گیرنده فایل‌ها را از سِرور مرکزی دانلود می‌کردند – متمایز می‌سازد.

در شبکه‌های همتا به‌ همتا (P2P) دستگاه‌های متصل شده به‌ هم فایل‌هایی را به اشتراک می‌گذارند که در هارد‌ درایوهای آن‌ها ذخیره شده‌اند. کاربران به‌ وسیله اپلیکیشن‌های طراحی‌شده به‌عنوان واسط اشتراک داده‌ها، می‌توانند سایر دستگاه‌ها را برای یافتن و دانلود فایل‌ها جستجو کنند. کاربران پس از دانلود یک فایل فرضی به منبع آن فایل تبدیل می‌شوند.

به عبارتی، هنگامی‌که نودی به‌ عنوان سرویس‌گیرنده عمل می‌کند فایل‌ها را از سایر نودها دانلود می‌کند. اما نودها در حالت سِرور، منبعی برای فایل‌های قابل دانلود به‌وسیله سایر نودها هستند. هرچند که عملاً هر دو نقش به‌ طور هم‌زمان می‌توانند اجرا شوند (مثلاً دانلود فایل A و بارگذاری فایل B).

با ذخیره‌سازی، انتقال و دریافت فایل‌ها به‌ وسیله هر نود، شبکه‌های P2P به تدریج سریع‌تر و کارآمدتر می‌شوند؛ چرا که کاربرانشان افزایش می‌یابند. معماری توزیع‌شده، سیستم‌های P2P را در برابر حملات سایبری بسیار مقاوم می‌کند. چنین شبکه‌هایی برخلاف مدل‌های سنتی، تک‌نقطه خرابی (single point of failure) ندارند.

طبقه‌بندی سیستم‌های همتا به‌ همتا (P2P)

اگر سیستم‌های همتابه‌همتا را مطابق معماری آنها دسته‌بندی کنیم، سه نوع اصلی آن‌ها بدون ساختار، ساختارمند و ترکیبی خواهند بود.

شبکه‌های همتا به‌ همتا (P2P) بدون ساختار

در شبکه‌های همتا به‌ همتا (P2P) بدون ساختار، نودها سازماندهی خاصی ندارند. شرکت‌کنندگان به‌ صورت تصادفی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. چنین سیستم‌هایی در برابر آشفتگی زیاد، یعنی زمانی‌که چندین نود بارها به شبکه می‌پیوندند یا از آن خارج می‌شوند، قوی تلقی می‌شوند.

اگر چه ایجاد شبکه‌های بدون ساختار راحت‌تر است اما به‌ علت ارسال استعلام‌ها به بیشترین همتایان ممکن، به CPU و حافظه بیشتری نیاز دارد. این پدیده ازدیاد افراطی استعلام‌ها را در شبکه به همراه دارد. به‌ویژه هنگامیکه نودهای کمی محتوای مورد نظر را عرضه کنند.

شبکه‌های P2P ساختارمند

شبکه‌های P2P ساختارمند معماری سازمان‌یافته‌ای دارند. در این شبکه‌ها نودها می‌توانند به‌صورت اثربخشی فایل‌ها را جستجو کنند؛ حتی اگر محتوای مورد نظر به‌طور گسترده در دسترس نباشد. در بیشتر موارد چنین هدفی به‌وسیله توابع هش محقق می‌شود که جستجو در پایگاه‌های داده را تسهیل می‌کنند.

اگرچه شبکه‌های ساختارمند ممکن است کارآمدتر باشند اما این شبکه‌ها تمرکز بالایی دارند و معمولاً هزینه راه‌اندازی و نگهداری‌شان زیاد است. ضمناً در مواجهه با آشفتگی زیاد استحکام کمتری دارند.

شبکه‌های P2P ترکیبی

شبکه‌های همتا به‌ همتا (P2P) ترکیبی، ترکیبی از مدل معمول سِرور – سرویس‌گیرنده و برخی جنبه‌های معماری همتابه‌همتا هستند. برای مثال، ممکن است سِرور مرکزی طراحی شود که ارتباط بین همتایان را تسهیل کند.

مدل‌های ترکیبی در مقایسه با دو نوع دیگر عملکرد کلی بهتری دارند. مدل‌های مذکور معمولاً برخی مزایای اصلی آن رویکردها را ترکیب و کارایی و عدم تمرکز قابل‌توجهی را به‌صورت هم‌زمان محقق می‌کنند.

مقایسه توزیع‌شده‌ با غیرمتمرکز

باید توجه کرد که هر چند معماری همتا به‌ همتا (P2P) ذاتاً توزیع‌شده است اما میزان عدم تمرکز این شبکه‌ها متفاوت است. لذا همه شبکه‌های P2P غیرمتمرکز نیستند.

در واقع، بسیاری از سیستم‌ها برای راهبری فعالیت‌های شبکه به مرجع مرکزی متکی هستند که باعث می‌شود تا حدودی متمرکز باشند. مثلاً برخی از سیستم‌های اشتراک فایل P2P به کاربران این امکان را می‌دهند که فایل‌های سایر کاربران را دانلود کنند. اما کاربران نمی‌توانند در فرایندهای دیگری نظیر مدیریت استعلام‌ها مشارکتی داشته باشند.

می‌توان گفت شبکه‌های کوچکی که توسط کاربرانی با اهداف مشترک کنترل می‌شوند، با وجود فقدان زیرساخت شبکه‌ای متمرکز، میزان تمرکز زیادی دارند.

نقش همتا به‌ همتا (P2P) در شبکه‌های بلاک‌چین

ساتوشی ناکاموتو در مراحل اولیه بیت‌کوین، آن را «سیستم نقدی الکترونیک همتابه‌همتا» تعریف کرد. بیت‌کوین به‌عنوان شکل دیجیتال پول ابداع شد. این پول به‌ وسیله شبکه‌ای P2P، که دفتر کل توزیع‌شده‌ای با عنوان بلاکچین را مدیریت می‌کند، از کاربری به کاربر دیگر قابل انتقال است.

معماری همتا به‌ همتا (P2P)، که بخش اصلی فناوری بلاکچین است، انتقال بیت‌کوین و سایر رمزارزها را در سراسر جهان بدون نیاز به واسطه یا سِرور مرکزی فراهم می‌کند. همچنین هر شخصی در صورت تمایل به شرکت در فرایند تأیید و اعتباردهی بلوک‌ها می‌تواند یک نود بیت‌کوین ایجاد کند.

لذا در شبکه بیت‌کوین، بانکی برای پردازش یا ثبت تراکنش‌ها نیست. در عوض، بلاکچین به‌عنوان دفتر کل دیجیتالی عمل می‌کند که تمام فعالیت‌ها را به‌صورت عمومی ثبت می‌کند. هر نود اساساً رونوشتی از بلاکچین را نگهداری و با نودهای دیگر مقایسه می‌کند. این شبکه برای حصول اطمینان از صحت داده‌ها هر گونه فعالیت مخرب یا بی‌دقتی را به‌سرعت پس می‌زند.

نودها در بلاکچین‌های رمزارزی نقش‌های مختلفی می‌توانند ایفا کنند. به‌طور مثال، نودهای کامل، نودهایی هستند که به‌ وسیله تأیید تراکنش‌های مخالف قواعد اجماع سیستم، امنیت شبکه را تأمین می‌کنند.

هر نود کامل با حفظ نسخه کامل و به‌روز از بلاکچین می‌تواند در کار جمعیِ تأیید وضعیت واقعی دفتر کل توزیع‌شده، شرکت کند. باید توجه کرد که همه نودهای اعتباردهی ماینر نیستند.

مزایای سیستم همتا به‌ همتا (P2P)

معماری همتا به‌ همتا (P2P) مزایای فراوانی دارد. از جمله مهم‌ترین مزیت‌ها این است که شبکه‌های P2P در مقایسه با نظام سنتی سرویس‌گیرنده – سِرور امنیت بیشتری دارند. توزیع بلاکچین‌ها در نودهای زیاد، آنها را در برابر حملات منع سرویس (DoS)، که بسیاری از سیستم‌ها را مختل کرده است، واقعاً ایمن می‌کند.

به‌همین‌ترتیب، از آنجا که لازم است اکثر نودها قبل از اضافه شدن دیتا به بلاکچین، با هم به اجماع برسند، عوض کردن داده‌ها توسط مهاجم تقریباً غیرممکن است. چنین چیزی به‌ویژه برای شبکه‌های بزرگی نظیر بیت‌کوین نیز صادق است. بلاک‌چین‌های کوچک‌تر بیشتر مستعد حملات هستند؛ چرا که سرانجام فرد یا گروهی می‌توانند کنترل بیشتر نود‌ها را به دست گیرد (حمله 51 درصدی).

در نتیجه، شبکه همتابه‌همتای توزیع‌شده در کنار الزامات مربوط به اجماع اکثریت، به بلاک‌چین‌ها در برابر فعالیت‌های مخرب، مقاومت نسبتاً بالایی می‌بخشد. یکی از دلایل دستیابی بیت‌کوین و سایر بلاک‌چین‌ها به تحمل خطای بیزانس، مدل P2P است.

علاوه بر امنیت، مقاومت در برابر سانسور مراجع داخلی نیز از کاربردهای مهم در معماری P2P در بلاک‌چین‌های رمزارزی است. کیف پول‌های رمزارزی برخلاف حساب‌های بانکی استاندارد، نمی‌توانند به‌وسیله حکومت‌ها مسدود یا خالی شوند. چنین مقاومتی را می‌توان به تلاش پلتفرم‌های پردازشی و محتوایی مربوط به پرداخت‌های خصوصی برای سانسور نیز تعمیم داد.

برخی تولیدکنندگان محتوا و سوداگران آنلاین از پرداخت‌های رمزارزی به‌عنوان راهی برای جلوگیری از بلوکه شدن پرداخت‌هایشان توسط اشخاص ثالث استفاده می‌کنند.

محدودیت‌های سیستم P2P

استفاده از شبکه‌های همتا به‌ همتا (P2P) بلاکچین با وجود مزایای فراوان، محدودیت‌های خاصی نیز دارد.

چون‌ که دفاتر کل توزیع‌شده به‌جای سِروری مرکزی باید در هر نود واحد روزآمد شوند، اضافه کردن تراکنش‌ها به بلاک‌چین مستلزم قدرت محاسباتی زیادی است. با اینکه چنین چیزی باعث ارتقای امنیت می‌شود اما کارایی را به‌ شدت کاهش داده و یکی از موانع اصلی مقیاس‌پذیری و بکارگیری گسترده آن به حساب می‌آید. با وجود این، رمزنگارها و سازندگان بلاکچین در حال بررسی راهکارهای جایگزین احتمالی برای رفع این مشکلات هستند. نمونه‌های عمده این راهکارها شبکه لایتنینگ، اتریوم پلاسما و پروتکل Mimblewimble هستند.

محدودیت بالقوه دیگر حملاتی هستند که ممکن است در طول رویدادهای هاردفورک رخ دهند. از آنجا که اکثر بلاکچین‌ها غیرمتمرکز و متن‌باز هستند، گروه‌هایی از نودها به‌ راحتی می‌توانند کدها را کپی و تصحیح کنند. آن‌ها می‌توانند از زنجیره اصلی جدا شوند و شبکه موازی جدیدی شکل دهند. هارد فورک‌ها رویدادهایی کاملاً طبیعی هستند و به‌خودی‌ خود تهدید محسوب نمی‌شوند. اما چنانچه برخی روش‌های امنیتی به‌درستی به‌کارگرفته نشوند ممکن است هر دو زنجیره در برابر حملات مجدد آسیب‌پذیر شوند.

همچنین ماهیت توزیع‌شده شبکه‌های P2P کنترل و تنظیم آن‌ها را نسبتاً دشوار کرده است. چندین اپلیکیشن و شرکت P2P مرتکب فعالیت‌های غیرقانونی و نقض کپی‌رایت شده‌اند.

سخن پایانی

معماری همتا به‌ همتا (P2P) می‌تواند به شیوه‌های فراوانی ایجاد و به کار برده شود. این معماری بخش اصلی بلاکچین‌هایی است که رمزارزها را ایجاد کرده است. معماری P2P به وسیله دفاتر کل تراکنش‌های توزیع‌شده در سطح شبکه گسترده نودها، امنیت، عدم تمرکز و مقاومت در برابر سانسور را عملی می‌کند.

سیستم‌های P2P علاوه‌ بر سودمندیشان در فناوری بلاکچین به سایر اپلیکیشن‌های توزیع‌شده محاسباتی اعم از شبکه‌های اشتراک فایل و پلتفرم‌های معاملات انرژی، سرویس می‌دهند.

اترکس؛ صرافی ارزهای دیجیتال

می خواهید بهترین صرافی برای خرید و فروش ارزهای گوناگون با خدمات خودکار و درگاه بانکی را بشناسید؟ اترکس بهترین گزینه است!

اترکس، صرافی ارزهای دیجیتال با خدمات خودکار و پرداخت از طریق درگاه بانکی است. خرید و فروش ارزهای دیجیتال گوناگون به صورت سریع و امن در اترکس انجام می‌شود. با مزایایی نظیر سرعت، امنیت، تنوع و سهولت، اترکس بهترین گزینه برای خرید و فروش ارزهای دیجیتال است.

همین حالا به اترکس ملحق شوید و تجربه کار با صرافی مدرن و راحت را تجربه کنید.

بیشتر بخوانید:

وام‌دهی همتا به همتا (P2P) چه تأثیری بر ارزهای دیجیتال دارد؟