در سیستمهای مالی سنتی، این بانکها و نهادهای مرکزی هستند که باید تراکنشها را پردازش و تایید کنند. اما در حوزه ارزهای دیجیتال، در شبکههایی مثل بیت کوین و اتریوم نیازی به حضور نهادهایی مثل بانک و دولت نیست. چرا؟ چون تمام تراکنشها از طریق شبکه همتا به همتا و بدون نیاز به واسطه انجام میشود. اما شبکه همتا به همتا چیست؟
شبکههای P2P تحول بزرگی در سیستمهای مالی مدرن ایجاد کردند. به واسطه این شبکهها ارزهای دیجیتال موفق به تمرکززدایی شدند. در این مقاله از ارزیکال همه چیز درباره شبکه P2P را توضیح میدهیم تا یکبار برای همیشه با آن آشنا شوید؛ با ما همراه باشید.
معرفی شبکه همتا به همتا یا P2P
شبکه همتا به همتا چیست؟ شبکههای همتا به همتا یا P2P مخفف عبارت Peer-to-Peer مدلی از ارتباط در شبکه هستند. در این شبکهها برخلاف مدلهای سنتی کلاینت-سرور، هر دستگاه یا کاربر بدون نیاز به نهاد واسطه برای مدیریت و کنترل دادهها، مستقیما با سایر گرهها (Node) در ارتباط است.
یعنی در شبکه Peer To Peer هر نود همزمان نقش کلاینت و سرور را دارد؛ زیرا هم گیرنده است هم ارسالکننده. بهدلیل عدم وجود سرور کنترل کننده، توزیع اطلاعات در این شبکهها کاملا غیرمتمرکز است و روی سرور مرکزی ثبت نمیشود.
تاریخچه شبکه P2P برمیگردد به سال ۱۹۸۰ یعنی همزمان با ظهور کامپیوترهای شخصی. کم کم با توسعه شبکهها و امکان چت متنی در سال ۱۹۸۸ این شبکهها بیشتر مطرح شدند تا اینکه یک سال بعد با معرفی پلتفرم Napster که برای اشتراکگذاری موسیقی ایجاد شده بود، حسابی مورد استقبال کاربران قرار گرفتند.
اما اکثر ما در سال ۲۰۰۹ با راهاندازی بلاکچین بیت کوین توسط ساتوشی ناکاموتو بود که با شبکه همتا به همتا آشنا شدیم. ساتوشی شبکه بیت کوین را شبکهای همتا به همتا معرفی کرده بود و از همانجا مفهوم P2P برای بسیاری از افراد جذاب شد.
انواع ساختار شبکههای همتا به همتا
در پاسخ به این سوال که ساختار شبکه همتا به همتا چیست باید گفت این شبکهها بسته به نوع طراحی، در سه دسته اصلی تقسیمبندی میشوند:
- شبکههای بدون ساختار: در این مدل نظم خاصی در ساختار نودها وجود ندارد و آنها کاملا تصادفی به یکدیگر متصل میشوند.
- شبکههای ساختار یافته: نودها در این ساختار بر اساس الگوریتمهای مشخص، مثلا مطابق با جدول هش یا موارد دیگر سازماندهی میشوند. فرایند جستجو و دسترسی به داده در این مدل نسبت به شبکههای ساختار نیافته، سریعتر است.
- شبکههای ترکیبی: همانطور که از نامش پیداست ساختار این دسته از شبکهها ترکیبی از مدل همتا به همتا و مدل کلاینت-سرور است. در شبکههای ترکیبی یا هیبریدی، یک سرور برای جستجوی اطلاعات در نظر گرفته میشود که اتصالات اولیه و جستجوها را مدیریت میکند؛ اما انتقال دادهها بین کاربران همچنان بهطور مستقیما انجام میشود.
جالب است بدانید خیلی از فناوریهایی که در زندگی روزمره مدام از آنها استفاده میکنیم براساس شبکههای P2P ترکیبی، طراحی شدند. از نمونههای معروف این نوع شبکه، پیامرسانهایی مثل Whatsapp هستند. سرعت پردازش شبکههای ترکیبی از دو نوع ساختار یافته و ساختار نیافته بیشتر است و نسبت به آنها عملکرد بهتری دارد.
شبکه P2P چگونه کار میکند؟
در شبکههای P2P هر گره مستقیما به سایر گرهها متصل میشود و با آنها ارتباط برقرار میکند. یعنی به محض ثبت تراکنش جدید توسط یکی از نودها این تراکنش برای نودهای دیگری که به آن متصلاند نیز ارسال میشود.
این نودها نیز تراکنش را برای سایر نودهای متصل به خود میفرستند و اینطوری است که کل شبکه از این تراکنش خبردار میشوند. در این حین هر نود اطلاعات را بررسی میکند و در نهایت گروهی از نودها، تراکنش را داخل بلاک ذخیره میکنند تا بلاک به زنجیره اضافه شود.
کاربردهای شبکه همتا به همتا چیست؟
شبکههای P2P به واسطه عدم وابستگی به سرور مرکزی در طیف گستردهای از فناوریها نقش دارد. این روزها در زمینههای مختلف و انواع تکنولوژیها ردی از شبکه همتا به همتا میبینیم. به نظر شما بیشترین کاربرد شبکه همتا به همتا چیست؟
در ادامه با چند مورد از معروفترین کاربردهای آن آشنا میشویم.
اشتراکگذاری فایل
یکی از معروفترین کاربردهای شبکه Peer to Peer اشتراکگذاری فایل است که از برنامه معروفی به نام BitTorrent شروع شد. در این مدل افراد فایل موسیقی، فیلم، کتاب، نرم افزار و غیره را برای یکدیگر ارسال میکردند بدون اینکه به سرور مرکزی فشاری وارد شود.
توزیع محتوا
در برخی پروژههای سنگین توزیع محتوا، افراد میتوانند به کمک شبکه همتا به همتا بخشی از سیستم خود مثل حافظه، پهنای باند یا توان پردازشی را در اختیار دیگران قرار دهد. شبکههایی مثل Tor یا Freenet از همین مدل شبکه استفاده میکنند.
تماس صوتی-تصویری
ملموسترین استفاده از شبکه همتا به همتا همین تماسهای صوتی تصویری است. برنامههایی مثل Skype یا WhatApp و… از این ساختار استفاده میکنند که اصطلاحا به آنها برنامههای Real Time یا بلادرنگ گفته میشود. در این برنامهها خبری از تاخیر نیست و ارتباط بین دو یا تعداد بیشتری از نودها در لحظه برقرار میشود.
صنعت گیمینگ
در گیمینگ که این روزها بسیار محبوب و پرطرفدار است، هنگام بازی اتصال بین کاربران برقرار و دادهها به سرعت رد و بدل میشوند بیآنکه سرور مرکزی در کار باشد که درگیر شود. بازیهایی مثل Minecraft و غیره نمونههایی از بازیهایی هستند که پایه طراحی آنها شبکههای P2P است.
بازار ارزهای دیجیتال و فناوری بلاکچین
اکنون میرسیم به یکی از مهمترین کاربردهای شبکه همتا به همتا که تمرکز اصلی ما نیز در این مقاله روی این کاربرد فوقالعاده از شبکه P2P است. این شبکهها پایه و اساس فناوری بلاکچین هستند. در شبکههای Peer to Peer همه نودها نسخهای از اطلاعات تراکنشها را دارند و هیچ مرجع مرکزی برای کنترل آنها وجود ندارد. همین ساختار، تراکنشها را امن و شفاف میکند و بلاکچین را به یک شبکه غیرتمرکز و جذاب تبدیل میکند.
نقش شبکههای همتا به همتا (P2P) در بلاکچین
تا اینجا فهمیدیم شبکه همتا به همتا چیست حالا نوبت آن است که ببینیم نقش شبکه همتا به همتا در بلاکچین چیست؟ در یک کلام راحتتان کنم، بلاکچین بر پایه شبکه P2P ایجاد شده و بدون آن اصلا معنا ندارد.
وقتی بحث نقش این شبکه در بلاکچین در میان باشد، لازم است تفاوت مفهوم همتا به همتا در قالبهای مختلف را بدانید. شبکه همتا به همتا را با معاملات همتا به همتا یا صرافیهای P2P اشتباه نگیرید!
معاملات همتا به همتا به تراکنشهایی گفته میشود که افراد با یکدیگر تعامل مالی مستقیم دارند؛ یعنی تراکنش بدون واسطه و بهطور مستقیم بین دو فرد انجام میشود. مثلا من از شما بیت کوین میخرم یا اینکه شما از دوست خود سولانا میخرید و…
صرافی ارز دیجیتال همتا به همتا نقش واسطه بین این افراد را دارد تا بدون دخالت صرافی افراد به هم متصل شده و معامله کنند؛ مثل Binance P2P. اما شبکه همتا به همتا مفهوم پشت هر دو این مفاهیم است که شما نیز تا اینجای مقاله با آن آشنا شدید. شبکه P2P زیرساختی است که در آن هر کاربر بدون نیاز به سرور مرکزی با دیگر کاربران ارتباط میگیرد.
در ادامه نقش P2P در فناوری بلاکچین را بیشتر توضیح میدهیم.
توزیع داده در بلاکچین
به لطف شبکه همتا به همتا، در شبکههای بلاکچین هزاران گره از سراسر دنیا به هم متصلاند و از نسخه یکسانی از دفتر کل توزیع شده استفاده میکنند. یعنی در شبکه P2P همه نودها نسخهای از بلاکچین را دارند و وقتی بلاک جدیدی ساخته یا تراکنشی انجام شود همه از آن مطلع میشوند. به این ترتیب اطلاعات مستقیم و بدون نیاز به سرور مرکزی بین کاربران توزیع میشود.
حفظ غیر متمرکز بودن شبکه بلاکچین
کاربران حوزه کریپتو میتوانند به کمک شبکه همتا به همتا ارز دیجیتال را مستقیم از یکدیگر بخرند یا بفروشند. در عین حال که کاربران همه استقلال دارند اما هیچکس بهتنهایی قدرت کنترل کل شبکه را ندارد. این یعنی غیر متمرکز بودن شبکه بلاکچین.
امنیت و جلب اعتماد
به واسطه شبکه همتا به همتا بلاکچینها کمتر در معرض حملاتی مثل DoS و غیره قرار میگیرند. اطلاعات در بلاکچینها در همه جا پخش و شفاف است برای همین بلاکچین حتی بدون وجود نهاد مرکزی نیز قابل اعتماد است.
مزایا و معایب شبکه P2P
شبکه همتا به همتا با وجود تمام قابلیتها و ویژگیهای مثبت، محدودیتهایی دارد که نباید نادیده گرفت. ویژگیهایی مثل حذف سرور مرکزی و تمرکززدایی که گاهی مزیتاند و گاهی چالش ایجاد میکنند. در ادامه زوایای مثبت و منفی این ویژگیها را بررسی میکنیم.
مزایا شبکه همتا به همتا چیست؟
چند مورد از اصلیترین مزایای شبکههای P2P عبارتند از:
- در شبکههای همتا به همتا به دلیل حذف سرور مرکزی هزینه زیرساخت کاهش پیدا میکند و نسب به شبکههای مبتنی بر سرور، مقرون بهصرفهتر است.
- احتمال از دسترس خارج شدن این شبکهها بسیار کم است. اطلاعات در شبکه همتا به همتا بین چندین نود توزیع شده است و با خراب شدن یک نود کل شبکه تحت تاثیر قرار نمیگیرد و میتواند به فعالیت خود ادامه دهد.
- نفوذ به نودها و هک شبکه P2P از شبکه مبتنی بر سرور سختتر است زیرا هک فقط با دسترسی به سرور مرکزی امکانپذیر نیست بلکه تعداد زیادی از نودها باید مورد حمله قرار بگیرند.
- عدم نظارت نهادهای مرکزی و حذف آنها بهعنوان واسطه باعث تمرکززدایی و تقویت حریم خصوصی کاربران میشود.
- شبکههای Peer to Peer مقیاسپذیرند؛ نودها میتوانند به این شبکه اضافه و یا از آن کم شوند. اضافه شدن نود جدید به شبکه P2P اختلالی در منابع شبکه ایجاد نمیکند؛ زیرا هر گره پهنای باند و قدرت پردازش خود را به شبکه اضافه میکند.
همین ویژگیهای مثبت است که شبکههای همتا به همتا را محبوب و پرکاربرد کرده است.
معایب شبکه همتا به همتا چیست؟
برخی از ویژگیهای مثبت شبکه همتا به همتا در عین حال که مزیت هستند محدودیت نیز محسوب میشوند. معایب شبکه همتا به همتا چیست؟
- با اینکه عدم وجود نظارت مرکزی یا نهادی برای مدیریت روی داراییها یک مزیت نیز بود اما ممکن است شبکههای همتا به همتا بیشتر در معرض خطر و حملات سایبری قرار بگیرند.
- شبکههای P2P از نظر فنی پیچیدهتر هستند و برای راهاندازی و مدیریت آنها با چالشهای متفاوتی روبهرو هستیم.
- بهخاطر غیرمتمرکز بودن و اینکه هر نود میتوتند دیتا جا به جا کند، کنترل و جلوگیری از انتشار فایلهای مخرب نیز سختتر است.
- اگر با شبکه همتا به همتا از نوع ساختار نیافته مواجه باشیم، با کاهش تعداد نودهای فعال ممکن است عملکرد کل سیستم تحت تاثیر قرار بگیرد و دچار اختلال شود.
یکی دیگر از معایب شبکه همتا به همتا حملاتی است که هنگام هارد فورک اتفاق میافتند. اگر با فورک آشنایی ندارید، این مفهوم به زمانی اشاره دارد که کامیونیتی یک شبکه بابت بهروزرسانی، با یکدیگر اختلاف نظر دارند و بین آنها دو دستگی ایجاد میشود. دو نمونه معروف هارد فورک، اتریوم کلاسیک و بیت کوین کش است. با توجه به غیرمتمرکز بودن بلاکچینها احتمال حمله سایبری هنگام هارد فورک بالاست.
شبکههای همتا به همتا، یکی از پایههای اصلی دنیای غیر متمرکز
وقتی تحولات فناوری در دهههای اخیر را بررسی میکنیم به خوبی حرکت دنیا به سمت غیرمتمرکز شدن را میبینیم. از سیستمهای مالی غیرمتمرکز دیفای تا ارزهای دیجیتال و شبکههای توزیع شده، حتی رایگیری دیجیتال و غیره همه خبر از آیندهای میدهند که قدرت از دست نهادهای مرکزی به دست کاربران میرسد. این بین شبکههای همتا به همتا بیشتر از همیشه مورد توجه قرار میگیرند و همهگیر میشوند.
هر چه زودتر بفهمیم شبکه همتا به همتا چیست و با ساز و کار این شبکه، کاربرد، مزایا و محدودیتهای آن آشنا شوید راحتتر خود را با فناوریهایی که بر پایه آن توسعه پیدا میکنندهماهنگ میکنید.
سوالات متداول
شبکه P2P چیست و چه تفاوتی با مدل کلاینت-سرور دارد؟
شبکه همتا به همتا مدلی از ارتباطات شبکهای است که در آن هر دستگاه یا کاربر میتواند هم بهعنوان سرویسگیرنده و هم بهعنوان سرویسدهنده عمل کند. برخلاف مدل کلاینت-سرور که یک سرور مرکزی وظیفه ارائه خدمات را دارد، در P2P هیچ مرکزیتی وجود ندارد و نودها بهطور مستقیم با یکدیگر در ارتباطند.
از شبکه P2P در چه حوزههایی استفاده میشود؟
انعطافپذیری و غیرمتمرکز بودن شبکههای همتا به همتا آنها باعث شده در زمینههای مختلفی کاربرد داشته باشند. این شبکهها در حوزههایی مثل پیامرسانها، حوزه کریپتو و بلاکچین، سیستمهای ذخیرهسازی غیرمتمرکز و حتی سرویسهای استریم استفاده میشود.
آیا شبکههای P2P امن هستند؟
امنیت شبکههای همتا به همتا به نحوه پیادهسازی و استفاده از آنها بستگی دارد. از آنجایی که در این نوع شبکهها هیچ سرور مرکزی وجود ندارد، حملاتی مثل اختلال در سرور کمتر اتفاق میافتد. اما در عوض، نودها ممکن است در معرض تهدیداتی مثل بدافزار یا نودهای مخرب قرار بگیرند.
