شبکه همتا به همتا (Peer-to-Peer Network)

دسته‌‌بندی: تکنولوژی بلاک‌چین

در علوم کامپیوتر، یک شبکه همتا به همتا (به انگلیسی Peer-to-Peer Network) متشکل از گروهی کامپیوتر است که به طور دسته جمعی به ذخیره‌سازی و به اشتراک‌گذاری فایل‌ها می‌پردازد.

هرکدام از اعضای این گروه node نامیده شده و به طور معمول تمام این node ها قدرت و وظیفه یکسانی دارند.

در فین‌تک، عبارت همتا به همتا مربوط به انتقال و تبدیل ارزها و دارایی‌های دیجیتال است.

یک شبکه پرداخت همتا به همتا به خریداران و فروشنده‌ها این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به هیچ واسطه‌ای معاملات خود را انجام دهند.

در برخی موارد وبسایت‌هایی وجود دارند که با شبکه پرداخت همتا به همتا، وام‌دهندگان را به وام‌گیرندگان متصل می‌کند.

ساختار شبکه همتا به همتا می‌تواند برای کاربردهای متفاوتی مناسب باشد؛ اما این پدیده اولین بار در دهه 1990، وقتی اولین نرم‌افزار به اشتراک‌گذاری فایل به وجود آمد، مورد توجه قرار گرفت.

امروزه شبکه‌های همتا به همتا هسته اصلی بسیاری از رمزارزها بوده و نقش مهمی در صنعت بلاکچین ایفا می‌کند؛ اما بهرحال در دیگر نرم‌افزارهای محاسباتی توزیع نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند که از جمله آن‌ها می‌توان به موتورهای جستجو، پلتفرم‌های استریم، فروشگاه‌های آنلاین و پروتکل‌های وب سیستم‌های فایل بین سازمانی اشاره کرد.

شبکه همتا به همتا (به اختصار P2P) چگونه کار می‌کند؟

در کل یک سیستم همتا به همتا شامل شبکه توزیع‌شده‌ای از کاربران است.

معمولا این کاربران هیچ ادمین و یا سرور مرکزی ندارند؛ زیرا هر node یک کپی از فایل‌ها را در اختیار دارد و هم به عنوان کاربر و هم به عنوان سرور برای دیگر node ها عمل می‌کند.

هر node می‌تواند فایل‌ها را از دیگر node ها دانلود و یا برای آن‌ها آپلود کند.

این همان چیزی است که یک شبکه همتا به همتا را از دیگر سیستم‌های کاربر- سرور قدیمی‌تر متمایز می‌کند که در آن‌ها هر کاربر فایلی از یک سرور مرکزی دانلود می‌کنند.

در شبکه‌های همتا به همتا، دستگاه‌های متصل شده فایل‌ها و اطلاعات را درون هارد درایو‌های خودشان ذخیره و بعد از آن‌جا به اشتراک می‌گذارند و با استفاده از نرم‌افزارهایی که به این منظور طراحی شده‌اند، می‌توانند در node های دیگر به دنبال فایل مورد نظر خود بگردند.

وقتی که کاربر فایل مورد نظرش را پیدا کرده و دانلود می‌کند، می‌تواند به عنوان منبع عمل کرده و برای دانلود فایل توسط دیگر کاربران هارد خود را در اختیار شبکه بگذارد.

در عمل هردوی این کارها به صورت همزمان نیز قابل اجراست (ممکن است در حال دانلود فایل الف و آپلود فایل ب باشید).

از آنجایی که هر node می‌تواند به عنوان ذخیره‌کننده، انتقال‌دهنده، سرور و دانلودکننده فایل‌ها عمل کند، شبکه همتا به همتا با بیشتر شدن کاربران، سریع‌تر و موثرتر کار می‌کند.

در ضمن ساختار غیرمتمرکز این شبکه‌ها، آن‌ها را در برابر حملات سایبری نیز امن نگه می‌دارد. با توجه به نحوه کار شبکه‌های همتا به همتا، می‌توان آن‌ها را به دسته سازمان یافته، غیرسازمان یافته و هیبریدی تقسیم کرد.

شبکه‌های همتا به همتای سازمان نیافته

در یک شبکه همتا به همتای سازمان نیافته یا غیرسازمان‌یافته، nodeها دسته‌بندی و نظم خاصی ندارند و اعضای آن‌ها به صورت تصادفی با هم ارتباط دارند.

در این نوع شبکه‌ها امکان طغیان و بی نظمی بسیار بالاست؛ زیرا node ها دائما در حال رفت و آمد به شبکه هستند.

به وجود آوردن اینگونه شبکه‌های آسان‌تر است؛ اما در شبکه‌های همتا به همتای غیرسازمان یافته نیاز به استفاده بیشتر از حافظه و پردازنده وجود دارد؛ زیرا درخواست جستجوی فایل‌ها به node ها زیادی فرستاده می‌شود؛ اما ممکن است که شبکه با مشکل مواجه شود؛ به خصوص وقتی که تعداد کمی node محتوای درخواست‌شده را ارائه بدهند.

شبکه همتا به همتای سازمان‌یافته

در طرف مقابل یک شبکه سازمان‌یافته درست مانند اسمش دارای یک ساختار سازمان یافته است و به node ها اجازه می‌دهد که حتی در صورت کمیاب بودن فایل مورد نظرشان، به دنبال آن بگردند.

در اغلب موارد این کار توسط عملگرهای هش انجام می‌شود که کار جستجوی دیتابیس را آسان‌تر می‌کند.

با وجود اینکه شبکه‌های سازمان یافته موثرتر عمل می‌کنند، سطوح بالاتری از متمرکز بودن سیستم را به نمایش می‌گذارند و معمولا هم به تجهیزات و هزینه بیشتری دارند؛ اما به جز این موارد شبکه سازمان یافته نظم و هرج و مرج کمتری دارد.

شبکه همتا به همتای هیبریدی

شبکه همتا به همتای هیبریدی با ترکیب کردن مدل کاربر- سرور مرسوم فعلی با جنبه‌هایی از ساختار همتا به همتا به وجود می‌آید؛ برای مثال ممکن است در یک شبکه هیبریدی، یک سرور مرکزی متمرکز ساخته شود که nodeهای مختلف را به هم وصل می‌کند.

در مقایسه با دو نوع دیگر شبکه همتا به همتا مد‌ل‌های هیبریدی به نظر عملکرد کلی بهبودیافته‌تری را ارائه می‌دهند.

این نوع شبکه همتا به همتا به نوعی مزایای هردو نوع شبکه قبلی را با هم ترکیب نموده و همزمان به سطح خوبی از موثر بودن و غیرمتمرکز بودن می‌رسد.

توزیع شده و غیرمتمرکز

شبکه همتا به همتا ذاتا یک شبکه توزیع شده محسوب می‌شود؛ اما باید در نظر داشت که سطوح مختلفی از غیرمتمرکز بودن وجود دارد و تمام شبکه‌های همتا به همتا غیرمتمرکز نیستند.

در واقع بسیاری از سیستم‌ها به یک مرکز متصل هستند که فعالیت‌های شبکه را کنترل کرده و به نوعی آن را متمرکز می‌نماید؛ برای مثال برخی از شبکه‌ها به کاربران اجازه می‌دهند فایل‌های مورد نظرشان را در کامپیوتر دیگر کاربران سرچ کرده و دانلود کنند؛ اما این کاربران اجازه انجام کار دیگری را ندارند.

علاوه بر این شبکه‌های کوچک با تعداد محدود کاربر و وجود اهداف مشخص و مشترک نیز سطح بالاتری از متمرکز بودن شبکه را به نمایش می‌گذارند.

نقش همتا به همتا در بلاکچین‌ها

در اولین مراحل ظهور بیت‌کوین، ساتوشی ناکاموتو، خالق آن، این ارز دیجیتال را ” سیستم پرداخت همتا به همتای پول الکترونیک” معرفی کرد.

مطلب مرتبط: بیت‌کوین چیست؟

بیت‌کوین به عنوان یک پول دیجیتال ساخته شده است و با استفاده از یک شبکه همتا به همتا قابل انتقال است که توسط دفتر کلی با نام بلاکچین مدیریت می‌شود.

در این مساله شبکه همتا به همتا که با عنوان بلاکچین شناخته می‌شود، همان چیزی است که به دارندگان بیت‌کوین و دیگر رمزارزها اجازه می‌دهد بدون نیاز به هیچ سازمان و واسطه‌ای به سراسر جهان پول بفرستند.

در ضمن گفتن این نکته الزامی است که هرکسی می‌تواند یک node بیت‌کوین را به منظور شرکت کردن در فرآیند تایید تراکنش‌ها، راه‌اندازی کند.

در نتیجه سخنان بالا، هیچ بانک و مرکزی وجود ندارد که تراکنش‌ها و اتفاقات درون شبکه بیت‌کوین را ثبت و ضبط بنماید؛ اما به جای آن بلاکچین به عنوان یک دفتر کل عمل کرده و تمام فعالیت‌های شبکه را ذخیره می‌کند.

هر node درون شبکه یک کپی از بلاکچین دارد و کپی خود را با دیگر node ها مورد بررسی و مقایسه قرار می‌دهد تا همه چیز دقیق باشد. این شبکه به طور اتوماتیک تمام حرکت‌های خرابکارانه و مشکوک را پس می‌زند.

در بحث بلاکچین‌های ارزهای دیجیتال، node ها وظایف مختلفی دارند؛ برای مثال فول‌نود (full node) وظیفه تامین امنیت تمام سیستم و شبکه را با تایید کردن تراکنش‌ها بر عهده دارند.

هر فول نود یک کپی بروزرسانی شده از بلاکچین را در اختیار دارد که به آن‌ها اجازه می‌دهد در کار گروهی تایید و اعتبارسنجی شبکه شرکت کنند؛ در ضمن نیاز به گفتن نیست که تمام فول نودهای موجود ماینر نیستند.

مزایا و نقاط قوت

ساختار همتا به همتای بلاکچین‌ها مزایای بسیار زیادی دارد و از همه مهم‌تر همان امنیت بسیار بالاتر نسبت به سیستم‌های قدیمی‌تر است.

توزیع شدن بلاکچین در بین تعداد بسیار زیادی node در سراسر جهان این شبکه در برابر حملات Dos، که به بسیاری از سیستم‌ها آسیب می‌رساند، ایمن است.

به دلیل وجود تعداد بسیار زیادی node که اطلاعات را قبل از اضافه شدن به بلاکچین تایید می‌کنند، کسی نمی‌تواند در آن‌ها تغییر ایجاد کند.

این موضوع برای شبکه‌های بسیار بزرگ همچون بیت‌کوین بیشتر صحیح است؛ اما در مورد شبکه‌های کوچکتر امکان حمله وجود دارد و یک نفر و یا گروه در نهایت می‌تواند کنترل اغلب شبکه را در اختیار بگیرد( به این نوع حمله، حمله 51 درصد گفته می‌شود)

در نتیجه تمام این موارد، شبکه همتا به همتای توزیع‌شده مقاومت بسیار خوبی در برابر فعالیت‌های خرابکارانه دارند.

علاوه بر امنیت، استفاده از ساختار همتا به همتا در بلاکچین ارزهای دیجیتال به عدم سانسور توسط یک نیروی مرکزی نیز کمک می‌کند. برخلاف حساب‌های بانکی، دولت نمی‌تواند کیف پول رمزارز ما را بسته و یا خالی کند.

بسیاری از خدمات‌های آنلاین و یا تولید کنندگان محتوا از بیت‌کوین و به طور کلی شبکه همتا به همتا برای جلوگیری از بسته شدن حساب‌هایشان توسط دولت استفاده می‌کنند.

محدودیت‌ها و نقاط ضعف

با وجود نقاط قوت فراوان، استفاده از شبکه همتا به همتا در بلاکچین محدودیت‌های خاصی را نیز دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد.

به دلیل آن که دفتر کل توزیع شده و یا همان بلاکچین به جای کار با یک سرور مرکزی باید برای تمام node های حاضر بروزرسانی شود، اضافه کردن تراکنش‌ها به بلاکچین نیازمند مقدار بسیار عظیمی از قدرت محاسباتی است.

با وجود بالا بودن امنیت، موثر بودن چنین شبکه‌ای کمتر است، به خصوص وقتی بسیار گسترده و بزرگ شود که این مشکل، مقیاس‌پذیری نام دارد.

رمزنگاران و توسعه‌دهندگان بلاکچین به دنبال راه‌حل‌های برای مشکل مقیاس‌پذیری هستند که از جمله این پروژه‌ها می‌توان شبکه لایتنینگ، پلاسما اتریوم و پروتکل ممبلوایمبل اشاره کرد.

یکی دیگر از نقاط ضعف، بالا رفتن احتمال حمله در هنگام تشکیل هارد فورک‌ها می‌باشد. از آنجایی که اکثر بلاکچین‌ها غیرمتمرکز و اوپن سورس هستند، گروهی از node ها می‌توانند کد مرکزی را کپی کرده و تغییر بدهند و در نهایت از زنجیره اصلی جدا شوند.

هاردفورک‌ها به طور طبیعی و به ذات خطرناک نبوده و تهدید محسوب نمی‌شوند؛ اما اگر اقدام‌های امنیتی به درستی برداشته نشود، هردوی این زنجیره‌ها، چه جدید و چه قدیم، در برابر حملات سایبری آسیب‌پذیر می‌شوند.

علاوه بر تمام این موارد، ذات غیرمتمرکز شبکه همتا به همتا در بلاکچین‌ها، کنترل و نظارت بر روی آن‌ها را بسیار سخت و حتی غیرممکن می‌کند.

این موضوع فقط در مورد بلاکچین‌ها صدق نمی‌کند و بسیاری از کمپانی‌ها و سرویس‌هایی که از شبکه همتا به همتا استفاده می‌کنند، با کلاهبرداری و زدید مواجه شده‌اند.

سخن پایانی

ساختار همتا به همتا به راه‌های مختلفی قابل استفاده بوده و هسته مرکزی بلاکچین است که رمزارزها را به وجود آورده است.

با تراکنش‌های توزیع شده بین تعداد بسیار زیادی node، شبکه همتا به همتا امنیت، غیرمتمرکز بودن و جلوگیری از سانسور را به ارمغان می‌آورد.

علاوه بر خدمات ارزنده شبکه همتا به همتا به ارزهای دیجیتال، از این سیستم می‌توان در دیگر پلتفرم‌های محاسباتی؛ از نرم‌افزارهای به اشتراک‌گذاری فایل تا پلتفرم‌های معامله اوراق انرژی، استفاده کرد.

این اصطلاح در واژه‌نامه جامع بورسینس منتشر شده است.اصطلاحات دیگر را ببینید...

قصد شروع سرمایه‌گذاری در بورس را دارید؟ اولین قدم این است که افتتاح حساب رایگان را در یکی از کارگزاری‌ها انجام دهید:

اموزش بورس