شبکه همتا به همتا (Peer to Peer) چیست و چه کاربردی در ارزهای دیجیتال دارد؟

در حال حاضر کریپتوکارنسی یا همان ارزهای دیجیتال، یکی از سودآورترین و پرطرفدارترین دارایی‌های موجود در جهان هستند که به‌طور تقریبی ۳۰۰ میلیون نفر روی آن سرمایه‌گذاری کرده‌اند.

در این میان بیتکوین که محبوب‌ترین ارز شناخته می‌شود، برای مبادلات مالی به‌صورت ناشناس و مستقیم، با مدل تراکنش همتا به همتا(P۲P) ایجاد شد. به این ترتیب دیگر نیازی به یک واسطه مرکزی مانند بانک یا کارگزار مالی وجود ندارد.

این مدل P۲P پایه و اساس فناوری بلاکچین  همتا به همتا را به وجود آورد که بیتکوین و همه ارزهای دیجیتال را پشتیبانی می‌کند.

با توجه به این که شبکه Peer to Peer انقلاب عظیمی را در حوزه کریپتو ایجاد کرده است، قصد داریم در این مقاله به بررسی مکانیسم این شبکه، ادغام آن با مبادلات رمزنگاری و فناوری بلاکچین همتا به همتا بپردازیم؛ پس با سیگما همراه شوید.

شبکه همتا به همتا چیست؟

شبکه Peer to Peer یا همان شبکه همتا به همتا را می‌توان شبکه‌ای غیرمتمرکز شامل مجموعه‌ای از سیستم‌های کامپیوتری تعریف کرد که به یکدیگر متصل هستند و هریک از این سیستم‌های کامپیوتری را گره می‌گویند.

در واقع، هر یک از این گره‌ها همتا و یکسان هستند و تبادل اطلاعات در میان آن‌ها بدون نیاز به سرور مرکزی انجام می‌شود؛ به عبارت دیگر، هر کامپیوتر یا گره می‌تواند هم‌زمان به‌عنوان یک سرور فایل و یک کلاینت (مشتری) عمل کند؛

برای مثال، زمانی که یک گره به‌عنوان کلاینت عمل می‌کند، داده‌ها را از سایر گره‌ها دانلود خواهد کرد و چنانچه به‌منزله یک سرور عمل کند، می‌تواند منبعی برای سایر گره‌ها باشد.

بیشتر بدانید: عدم تمركز و مقیاس‌پذیری در بلاکچین

به بیان ساده‌تر، همتایان یا سیستم‌های رایانه‌ای شرکت‌کننده می‌توانند در یک شبکه منابع را هم‌زمان استفاده کرده و همچنین برای یکدیگر فراهم کنند. این منابع می‌توانند شامل فایل، فضای ذخیره‌سازی، دسترسی به اسکنر یا پرینتر یا قدرت پردازش باشند.

در این میان، هیچ قدرت متمرکز و هیچ نقطه شکست واحدی وجود ندارد. در شبکه همتا به همتا تمام گره‌های متصل به هم می‌توانند در ذخیره‌سازی، توزیع و آپلود فایل‌ها شرکت کنند. علاوه‌‌بر این، تراکنش‌ها به‌صورت همتا به همتا هستند؛ به این معنا که بین دو طرف مبادله به‌طور مستقیم و بدون واسطه انجام می‌شوند.

نحوه کار شبکه Peer to Peer چگونه است؟

هریک از گره‌ها در شبکه Peer to Peer فایل‌ها را با گره‌های دیگر به اشتراک می‌گذارند و نیازی به عبور از یک سرور مرکزی ندارند. همان‌طور که گفته شد، گره‌ها در شبکه همتا به همتا نقش دوگانه کلاینت و سرور را برای سایر گره‌های شبکه ایفا می‌کنند.

در واقع، P۲P Network با شبکه سرور سنتی که در آن مشتریان منابع خاصی را از سرورهای مرکزی درخواست می‌کنند، متفاوت است. در ادامه به تفاوت این دو شبکه اشاره خواهیم کرد:

انواع شبکه P۲P چیست؟

سه نوع شبکه همتا به همتا یا Peer to Peer وجود دارد که براساس معماری دسته‌بندی شده‌اند. در ادامه به این سه شبکه پرداخته‌ایم:

• شبکه P۲P ساختاریافته

این نوع شبکه همتا به همتا طوری سازمان‌دهی شده که هر گره می‌تواند حتی غیرقابل دسترس‌ترین منابع و فایل‌ها را جست‌وجو و مکان‌یابی کند. گره‌ها در بیشتر موارد از جدول هش توزیع‌شده‌ای استفاده می‌کنند که هر فایل را به یک همتای خاص ارتباط می‌دهد.

این امر، بازیابی مقادیر اختصاص داده‌شده به یک کلید را برای گره‌های شرکت‌کننده آسان خواهد کرد. با این حال این ویژگی هزینه‌هایی را نیز به همراه دارد.

در شبکه Peer to Peer ساختاریافته، گره‌ها باید فهرستی را حفظ کنند که مقادیر معین و خاصی را برآورده می‌کنند. این نبود انعطاف‌پذیری سبب می‌شود آن‌ها در شبکه‌هایی با نرخ انحراف بالا کارایی کمتری داشته باشند.

• شبکه P۲P بدون ساختار

در این بخش، درمی‌یابیم شکل ساختار یافته شبکه P۲P چیست و چه عملکردی دارد. شبکه بدون ساختار را می‌توان رایج‌ترین و ساده‌ترین نوع P۲P Network به حساب آورد. در این نوع شبکه، گره‌ها به‌صورت تصادفی و بدون هیچ ساختاری به یکدیگر متصل می‌شوند که این امر بهینه‌سازی محلی را ممکن می‌کند.

با توجه به این که همه گره‌ها عملکرد یکسانی را انجام می‌دهند، شبکه‌های بدون ساختار قوی هستند و می‌توانند نرخ انحراف بالایی را تحمل کنند.

از طرف دیگر ماهیت بدون ساختار این شبکه، یافتن و بازیابی تعداد زیادی فایل و منبع را تبدیل به یک چالش کرده است. در واقع، زمانی که یک همتا کوئری خود را در شبکه مطرح می‌کند، شبکه باید تمام همتاهای حاوی فایل موردنظر را پیدا کند.

سیل بی‌شمار درخواست‌های جست‌‌وجو، حافظه بسیار زیادی را اشغال خواهد کرد و حجم پردازش نیز افزایش خواهد یافت. علاوه‌‌بر این، با توجه به این که به هر همتا محتوای خاصی اختصاص داده نشده است، هیچ تضمینی وجود ندارد که Flooding فایل مورد نظر را پیدا کند.

• شبکه P۲P ترکیبی

  در شبکه P۲P ترکیبی (هیبریدی)، مدل سنتی مشتری-سرور و مدل همتا به همتا را ترکیب می‌کنند.

این شبکه Peer to Peer به‌طور معمول از یک سرور مرکزی تشکیل شده است که عملکردهای متمرکز ساختاریافته مشتری – سرور را فراهم می‌کند؛ برای مثال، به گره‌ها برای یافتن یکدیگر و تجمیع غیرمتمرکزی که توسط برابری گره در یک شبکه همتا به همتا خالص و بدون ساختار ارائه شده، کمک می‌کند.

این شبکه اغلب عملکرد بهتری دارد؛ زیرا بهترین شبکه‌های همتا به همتای ساختار یافته و بدون ساختار را ترکیب می‌کند.

نمونه‌ای از شبکه همتا به همتا در بلاکچین

معماری شبکه Peer to Peer به‌عنوان عنصر اساسی فناوری بلاکچین، تراکنش‌های ارزهای دیجیتال را مدیریت می‌کند. ارزهای دیجیتال از قدرت فناوری بلاکچین همتا به همتا استفاده می‌کنند؛ زیرا می‌توانند بدون کمک هیچ نهاد مرکزی مبادله یا منتقل شوند.

بلاکچین یک فناوری دفتر کل توزیع‌شده است که به‌صورت عمومی و دائمی تراکنش‌ها را ذخیره می‌کند.

بلوک‌های جدیدی که حاوی داده‌های تراکنش هستند، به‌طور پیوسته به بلوک‌های پرشده قبلی مرتبط می‌شوند و زنجیره‌ای از بلوک‌های داده را تشکیل می‌دهند. بلاکچین تراکنش‌ها را به‌طور تغییرناپذیر در بلوک‌های دیجیتالی ثبت می‌کند که حاوی اطلاعات مهر زمانی فرستنده و گیرنده هستند.

بیشتر بدانید: حریم خصوصی در بلاکچین چیست؟ حفظ حریم خصوصی افراد در بلاکچین

در این شبکه تنها گره‌های شرکت‌کننده می‌توانند تراکنش‌ها را بین یکدیگر تأیید کنند و هیچ مقام مرکزی به‌عنوان مدیریت شبکه وجود ندارد.

هنگامی که ساتوشی ناکاموتو، بیتکوین را در سال ۲۰۰۸ توسعه داد، به ایجاد یک «سیستم نقدی الکترونیکی همتا به همتا» فکر کرد که به شیوه‌ای ناشناخته و بدون واسطه عمل کند. P۲P Network بخش کلیدی فناوری بلاکچین است؛ زیرا از دفتر کل غیرمتمرکز تراکنش‌ها پشتیبانی می‌کند.

با توجه به این که معماری شبکه به خودی خود می‌تواند یکپارچگی تراکنش‌ها را تضمین کند، این سیستم به سیستم «بدون نیاز به اعتماد» معروف است.

در اینجا مفهوم اولیه بلاکچین همتا به همتا غیرمتمرکز مطرح می‌شود. این زنجیره‌ها در یک مکان متمرکز یا سرور نظارتی نگه‌داری نمی‌شوند، بلکه در تمام گره‌های موجود در شبکه (حتی در سراسر جهان) پراکنده خواهند شد؛ درنتیجه هر گره یک کپی از بلاکچین و اطلاعات تراکنش را نگه خواهد داشت؛ بنابراین به داده‌های ذخیره‌شده در شبکه امنیت و اعتبار می‌بخشد.

• ویژگی‌های بلاکچین چیست؟

آیا برایتان عجیب است که چگونه می‌توان یک گره را برای شرکت در فرایند راه‌اندازی کرد؟ باید بدانید که هرکسی قادر است با ایجاد یک گره، در روند اعتبارسنجی شرکت کند. با وجود این چند مورد محاسباتی باید برآورده شود.

درباره بیتکوین می‌توانید با نصب نرم‌افزار Bitcoin Core و دانلود تمام داده‌های بلاکچین BTC، یک گره راه‌اندازی کنید. این موضوع بلاکچین را به یک سیستم شفاف، برابری طلب و دموکراتیک تبدیل کرده است.

همچنین تضمین می‌کند که هیچ شخص یا نهادی نتواند کنترل بلاکچین را به دست بگیرد. این ویژگی برخلاف پایگاه‌های داده متمرکز سنتی است که در آن یک نهاد واحد همه داده‌ها را کنترل می‌کند؛ به این ترتیب می‌توان گفت فناوری بلاکچین پتانسیل این را دارد که انقلابی در نحوه انجام تجارت و تعامل ما با یکدیگر ایجاد کند.

نکته مهمی که باید به آن اشاره کنیم این است که ماینرها برای کمک به حفظ اکوسیستم کریپتو، پاداش دریافت خواهند کرد. در واقع، ماینرها گره‌هایی هستند که تراکنش‌های بیتکوین را تأیید می‌کنند.

این گره‌ها عنصری حیاتی به شمار می‌آیند؛ زیرا مشروعیت دفتر کل توزیع‌شده را تأیید و امنیت شبکه را تضمین می‌کنند.

فناوری بلاکچین همتا به همتا کاربردهای مختلفی را ایجاد کرده که از مهم‌ترین کاربردها می‌توان به ارزهای دیجیتال اشاره کرد. همچنین بلاکچین از امور مالی، بازی، توکن‌های غیرقابل تعویض و برنامه‌های داده پشتیبانی می‌کند.

با وجود این که فناوری بلاکچین هنوز در حال تکامل است، کسب‌وکارها در حال بررسی راه‌هایی هستند که یک سیستم دفتر کل غیرمتمرکز و به اشتراک گذاشته‌شده عمومی بتواند عملیات خود را بهبود بخشد.

مزایا و معایب شبکه Peer to Peer

شبکه P۲P خدمات اشتراک‌گذاری فایل و داده‌ها را تغییر داده است؛ به‌گونه‌ای که مقاومت بیشتری در برابر حملات سایبری دارد و تراکنش‌های کارآمد بسیار بیشتری را ارائه می‌دهد. برخلاف شبکه مشتری-سرور که مشتریان اطلاعات را از سرورهای متمرکز درخواست می‌کنند، شبکه همتا به همتا به گره‌ها اجازه می‌دهد تا مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

این طراحی غیرمتمرکز چندین مزیت از جمله بهبود کارایی شبکه، انعطاف‌پذیری در برابر شکست و حفظ حریم خصوصی را به همراه دارد. با این حال، شبکه Peer to Peer دارای محدودیت‌های متعددی است که باید هنگام طراحی یا استفاده در نظر گرفته شوند.

مزایای شبکه P2P

• بهبود کارایی شبکه: در شبکه P۲P، هر گره در مسیریابی و ارسال داده‌ها شرکت می‌کند. این موضوع می‌تواند کارایی شبکه را بهبود بخشد، زیرا نیازی به روترها یا سرورهای اختصاصی نیست.
• مقاومت در برابر شکست: در شبکه P۲P از دست دادن یک گره، کل شبکه را فلج نمی‌کند. به این ترتیب می‌توان گفت این شبکه نسبت به شبکه‌های متمرکز، مقاومت بیشتری در برابر شکست از خود نشان می‌دهد.
• حریم خصوصی: در شبکه P۲P نیازی به یک مرجع مرکزی برای ذخیره یا دسترسی به داده‌های کاربر نیست؛ بنابراین، در زمینه حریم خصوصی دوستانه‌تر از شبکه‌های متمرکز دیده می‌شوند.
• مقیاس‌پذیری: شبکه P۲P به‌گونه‌ای طراحی شده که مقیاس‌پذیر باشد. هر گره یا همتا می‌تواند یک سرور باشد و از گلوگاه‌هایی که سیستم‌های متمرکز هنگام افزایش تعداد مشتریان با آن مواجه می‌شوند، جلوگیری کند. با یک شبکه P۲P، افزایش تعداد مشتریان به معنای افزایش یکسان در تعداد سرورهاست.
• هزینه: شبکه P۲P به‌طور قابل‌توجهی مقرون‌به‌صرفه است. در این شبکه هزینه‌ها در اطراف یک مرجع متمرکز جمع نمی‌شوند، بلکه توزیع خواهند شد. علاوه‌بر این، نقش‌های چندگانه و متعدد هر گره در شبکه Peer to Peer باعث مقیاس‌پذیرتر و کارآمدتر شدن این شبکه شده است.
• مکانیسم اجماع: بهره‌مندبودن شبکه همتا به همتا از مکانیسم اجماع اساسی، خطر اصلاح یا تغییر داده‌ها را کاهش می‌دهد.

معایب شبکه همتا به همتا از نظر سیگما

• سرعت کمتر: به‌دلیل افزایش تعداد جهش‌هایی که برای رسیدن به همه گره‌ها لازم است، شبکه P۲P اغلب کندتر از شبکه متمرکز عمل می‌کند.
• مدیریت دشوارتر: مدیریت شبکه‌های P۲P می‌تواند چالش‌برانگیزتر از شبکه‌های متمرکز باشد؛ زیرا هیچ مقام مرکزی به‌عنوان مسئول عملیات شبکه وجود ندارد؛ برای مثال، چنانچه ویروس‌ها از گره‌های متعدد به سیستم نفوذ کنند، شبکه P۲P می‌تواند در برابر حملات بدافزار آسیب‌پذیر شود. این چارچوب غیرمتمرکز همچنین نظارت یا کنترل فعالیت‌های ممنوعه و معاملات غیرقانونی را دشوارتر خواهد بود.
• قدرت محاسباتی: در زمینه بلاکچین‌های اثبات کار (PoW)، قدرت محاسباتی عظیم مورد نیاز برای به‌روزرسانی اطلاعات در برخی از شبکه‌ها، باعث بروز نگرانی‌های زیست‌محیطی شده است.

سخن پایانی

با توجه به آنچه در طول این مقاله سایت سیگما عنوان شد، به‌طورکلی می‌توان گفت شبکه Peer to Peer با وجود غیرمتمرکز بودن، داشتن امنیت بالا و مطمئن‌بودن به فناوری زیربنایی بسیاری از سرویس‌ها و برنامه‌ها تبدیل شده است. امروزه شبکه‌های P۲P در برنامه‌های اشتراک‌گذاری فایل، بازارهای آنلاین و نرم‌افزارهای منبع‌باز استفاده می‌شوند.

ارزهای دیجیتال و فناوری دفتر کل توزیع‌شده آن‌ها که امنیت باورنکردنی و شفافیت بسیار بالایی را در حوزه مالی ارائه می‌دهند، تصویر شاخصی از P۲P Network هستند.

این پیشرفت‌ها با ظهور صرافی‌های رمزنگاری P۲P که فضای کریپتو را با استفاده از فناوری بلاکچین همتا به همتا به یک شبکه غیرمتمرکز تبدیل کرده، به مرحله بالایی رسیده است.

درواقع صرافی‌های رمزنگاری P۲P از نرم‌افزاری تثبیت‌شده برای تسهیل تراکنش‌های مستقیم بین خریداران و فروشندگان استفاده می‌کنند. این صرافی‌ها پیشنهادهای خرید و فروش مختلفی را که توسط طرف‌های مربوط ارسال می‌شود فهرست می‌کنند.

در واقع، چنانچه خریدار هستید، می‌توانید فروشنده‌ای را انتخاب کنید که با نیازهای شما مطابقت دارد. همچنین اگر در این مورد نظر دیگری دارید می‌توانید در بخش کامنت‌های سیگما برای ما بنویسید.

سوالات متداول

• شبکه همتا به همتا یا پیر تو پیر (P۲P) چیست؟

به صورت کلی شبکه همتا به همتا به مجموعه‌ای از کامپیوترهایی گفته می‌شود که بدون نیاز به سرور اصلی با یکدیگر در حال تبادل اطلاعات هستند؛ به هریک از این کامپیوترها گره گفته می‌شود.

• انواع شبکه P۲P چیست؟

شبکه P۲P ساختاریافته، شبکه P۲P بدون ساختار و شبکه P۲P ترکیبی سه مدلی هستند که در شبکه همتا به همتا وجود دارند.