Noda (node) — cái gì vậy trong blockchain?

Thế giới tiền điện tử và công nghệ blockchain đang phát triển nhanh chóng, thu hút ngày càng nhiều người tham gia. Tuy nhiên, ẩn sau những giao diện đẹp của các sàn giao dịch tiền điện tử và ví là một hạ tầng phức tạp, đảm bảo cho toàn bộ hệ thống hoạt động. Trung tâm của hạ tầng này là các nút – những yếu tố cơ bản của bất kỳ mạng blockchain nào. Nút là gì, nó thực hiện những chức năng gì và tại sao chúng lại quan trọng đến vậy cho hoạt động của tiền điện tử? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ phân tích chi tiết tất cả các khía cạnh của việc hoạt động của các nút và vai trò của chúng trong các mạng blockchain hiện đại.

Nút (node) trong blockchain là gì?

Định nghĩa cơ bản

Nút (node) trong blockchain – là một máy tính hoặc thiết bị được kết nối với mạng blockchain, lưu trữ bản sao của toàn bộ blockchain hoặc một phần của nó và tham gia vào quá trình xác thực và phân phối giao dịch. Mỗi nút là một điểm kết nối trong mạng phi tập trung, xử lý và truyền tải thông tin về các giao dịch và khối tới các nút khác.

Về cơ bản, nút – là một máy chủ, thực thi phần mềm đặc biệt cho phép tương tác với một mạng blockchain cụ thể. Ví dụ, để trở thành một nút trong mạng Bitcoin, cần cài đặt chương trình Bitcoin Core, còn đối với Ethereum – Geth hoặc Parity.

Từ “node” được dịch từ tiếng Anh sang tiếng Việt là “nút”, điều này rất đúng với chức năng của các thiết bị này – chúng là các nút kết nối trong mạng lưới blockchain toàn cầu, đảm bảo tính toàn vẹn, bảo mật và phi tập trung của nó.

Nút tham gia vào quá trình xác nhận giao dịch như thế nào

Quá trình xác nhận giao dịch là một trong những chức năng chính của các nút trong blockchain. Khi người dùng khởi xướng một giao dịch (chẳng hạn, gửi tiền điện tử cho người dùng khác), thông tin này được phát tán qua mạng và vào bể giao dịch chưa xác nhận.

Các nút thực hiện các hành động sau khi xác nhận giao dịch:

1. Kiểm tra tính hợp lệ: các nút kiểm tra xem giao dịch có tuân thủ quy tắc của mạng hay không. Chẳng hạn, họ đảm bảo rằng người gửi thực sự có đủ số lượng tiền điện tử để gửi, và chữ ký số là đúng.
   
2. Phát tán thông tin: nếu giao dịch được công nhận là hợp lệ, nút sẽ chuyển tiếp nó đến các nút khác trong mạng.
   
3. Bao gồm trong khối: các nút khai thác kết hợp các giao dịch đã được xác thực thành các khối và cố gắng tìm ra giải pháp cho bài toán mật mã (trong các mạng sử dụng Proof of Work).
   
4. Kiểm tra các khối mới: khi một khối mới được tạo ra, tất cả các nút kiểm tra nó và nếu nó hợp lệ, thì sẽ thêm vào bản sao của blockchain. Sau đó, họ chuyển thông tin về khối mới đến các nút khác.
   
5. Lưu trữ lịch sử: các nút lưu trữ lịch sử của tất cả các giao dịch đã được xác nhận, đảm bảo tính minh bạch và không thay đổi của blockchain.
   

Nhờ vào quá trình này, mạng lưới blockchain có thể hoạt động mà không cần cơ quan quản lý trung ương, và người dùng có thể yên tâm về tính bảo mật và chính xác của các giao dịch của họ.

Các loại nút: đầy đủ, nhẹ, khai thác

Trong các mạng blockchain có nhiều loại nút khác nhau, mỗi loại thực hiện các chức năng cụ thể:

1. Nút đầy đủ (Full node) – lưu trữ bản sao đầy đủ của blockchain và kiểm tra tất cả các giao dịch và khối theo quy tắc của mạng. Các nút đầy đủ là nền tảng của sự phân cấp, vì chúng kiểm tra độc lập tất cả dữ liệu mà không phụ thuộc vào sự tin tưởng vào các thành viên khác.
   
2. Nút nhẹ (Light node) – chỉ lưu trữ tiêu đề của các khối, chứ không phải toàn bộ lịch sử giao dịch. Để kiểm tra các giao dịch, các nút nhẹ dựa vào các nút đầy đủ. Chúng yêu cầu ít tài nguyên hơn và có thể hoạt động trên các thiết bị có khả năng hạn chế, như smartphone.
   
3. Nút khai thác (Mining node) – một loại nút đầy đủ đặc biệt, ngoài việc kiểm tra các giao dịch, cũng tham gia vào việc tạo ra các khối mới. Các nút khai thác cạnh tranh với nhau trong việc giải quyết các bài toán toán học phức tạp để có quyền thêm một khối mới vào chuỗi và nhận phần thưởng.

Ngoài những loại chính này, còn có:

• Nút lưu trữ – không chỉ lưu trữ trạng thái hiện tại của blockchain mà còn toàn bộ lịch sử thay đổi, điều này làm cho chúng đặc biệt quý giá cho phân tích và nghiên cứu.
  
• Masternode – các nút đặc biệt trong một số mạng blockchain, thực hiện các chức năng bổ sung, như đảm bảo giao dịch riêng tư, bỏ phiếu cho các vấn đề quản lý mạng, v.v. Để khởi động masternode thường yêu cầu gửi một khoản đặt cọc bằng token của mạng tương ứng.
  
• Nút staking – tham gia vào quá trình xác nhận giao dịch trong các mạng sử dụng Proof of Stake, khóa (staking) một số lượng nhất định của tiền điện tử.
  

Việc chọn loại nút phụ thuộc vào mục tiêu của người tham gia mạng, khả năng kỹ thuật của họ và sẵn sàng đầu tư tài nguyên vào việc duy trì blockchain.

Nút hoạt động như thế nào trong mạng blockchain?

Cách các nút liên kết với nhau

Mạng blockchain là một mạng ngang hàng (peer-to-peer), nơi mà các nút tương tác trực tiếp với nhau mà không cần đến một máy chủ trung tâm. Sự tương tác này đảm bảo tính toàn vẹn và an ninh của toàn bộ hệ thống.

Cơ chế tương tác của các nút bao gồm:

1. Phát hiện nút: khi một nút mới tham gia vào mạng, nó phải tìm các nút hiện có để kết nối. Điều này có thể diễn ra thông qua các “seed nodes” (nút khởi đầu) đã được lập trình trước, thông qua máy chủ DNS hoặc qua các cơ chế phát hiện khác.
   
2. Thiết lập kết nối: mỗi nút hỗ trợ nhiều kết nối với các nút khác, hình thành một mạng lưới kết nối phức tạp. Chẳng hạn, một nút trong mạng Bitcoin thường hỗ trợ từ 8 đến 125 kết nối hoạt động.
   
3. Giao thức trao đổi dữ liệu: các nút sử dụng các giao thức đặc biệt để trao đổi thông tin. Những giao thức này xác định dữ liệu nào và ở định dạng nào sẽ được truyền giữa các nút.
   
4. Đồng bộ hóa: các nút mới khi kết nối vào mạng phải đồng bộ hóa với trạng thái hiện tại của blockchain, tải tất cả các khối kể từ khi mạng được tạo ra (đối với các nút hoàn chỉnh) hoặc chỉ thông tin cần thiết (đối với các nút nhẹ).
   
5. Phát tán thông tin: khi một nút nhận giao dịch hoặc khối mới, nó kiểm tra chúng và, nếu chúng hợp lệ, truyền thông tin đến tất cả các nút kết nối, đảm bảo sự phân phối dữ liệu nhanh chóng trên toàn mạng.
   

Kiến trúc như vậy cung cấp độ bền vững cao cho mạng trước các sự cố và tấn công. Ngay cả khi một số nút bị hỏng hoặc bị xâm phạm, mạng vẫn tiếp tục hoạt động thông qua các kết nối còn lại.

Nguyên tắc hoạt động của các nút trong quá trình xác thực và truyền dữ liệu

Nhiệm vụ chính của các nút là duy trì sự đồng thuận về trạng thái của blockchain. Để làm điều này, chúng thực hiện một loạt các quy trình phức tạp:

1. Nhận và kiểm tra giao dịch:
   
   • Khi người dùng gửi giao dịch, nó sẽ vào mempool (bể bộ nhớ) của một vài nút.
   • Mỗi nút kiểm tra sự phù hợp của giao dịch với các quy tắc của giao thức: tính hợp lệ của chữ ký số, đủ số tiền, phù hợp với định dạng, v.v.
   • Các giao dịch hợp lệ được lưu trữ trong mempool của nút và được truyền tới các nút khác trong mạng.
     
2. Hình thành khối (đối với các nút khai thác):
   
   • Các nút khai thác chọn giao dịch từ mempool, ưu tiên những giao dịch có phí cao hơn.
   • Chúng tạo ra một ứng cử viên cho khối mới, bao gồm hàm băm của khối trước, dấu thời gian, hàm băm gốc của cây Merkle cho các giao dịch đã bao gồm và các dữ liệu cần thiết khác.
   • Sau đó, họ cố gắng tìm một giá trị nonce (số ngẫu nhiên) mà ở đó hàm băm của khối sẽ thỏa mãn các điều kiện khó khăn nhất định (trong các mạng Proof of Work).
     
3. Kiểm tra và chấp nhận các khối mới:
   
   • Khi nút nhận được thông tin về một khối mới, nó tiến hành một loạt các kiểm tra: cấu trúc khối có tuân theo giao thức hay không, tính hợp lệ của tất cả các giao dịch được bao gồm, tính chính xác của hàm băm của khối, v.v.
   • Nếu khối vượt qua tất cả các kiểm tra, nút sẽ thêm nó vào phiên bản blockchain của mình và truyền thông tin về khối mới cho các nút khác.
   • Nếu nút phát hiện một phiên bản blockchain thay thế (fork), nó sẽ tuân theo quy tắc chọn chuỗi dài nhất hoặc chuỗi có độ khó tích lũy lớn nhất (tùy thuộc vào giao thức).
     
4. Xử lý fork:
   
   • Đôi khi trong mạng có thể xảy ra tình huống mà nhiều thợ đào cùng lúc tìm thấy các khối hợp lệ, dẫn đến sự không đồng nhất tạm thời trong blockchain (fork).
   • Các nút tiếp tục làm việc với cả hai nhánh cho đến khi một trong số đó dài hơn. Sau đó, họ công nhận chuỗi dài hơn là hợp lệ và loại bỏ phiên bản thay thế.
     
5. Cập nhật trạng thái:
   
   • Sau khi chấp nhận khối mới, nút cập nhật quan điểm của mình về trạng thái hiện tại của blockchain: số dư của các địa chỉ, trạng thái của các hợp đồng thông minh (trong các mạng hỗ trợ chúng), v.v.

Quá trình phức tạp này đảm bảo tính toàn vẹn và nhất quán của dữ liệu trong toàn mạng, bất chấp việc không có một cơ quan trung ương quản lý.

Các loại nút

Nút đầy đủ

Nút đầy đủ (Full node) là nền tảng của bất kỳ mạng blockchain nào. Nó tải và lưu trữ một bản sao đầy đủ của blockchain, bắt đầu từ khối đầu tiên nhất (genesis block), và tự mình kiểm tra từng giao dịch theo các quy tắc của mạng.

Các đặc điểm của nút đầy đủ:

1. Tính độc lập hoàn toàn – các nút đầy đủ không phụ thuộc vào lòng tin tại các thành viên khác trong mạng, họ tự kiểm tra tất cả các dữ liệu.
   
2. Yêu cầu hệ thống đáng kể – để lưu trữ và xử lý toàn bộ blockchain yêu cầu phần cứng đủ mạnh. Chẳng hạn, để hoạt động một nút đầy đủ Bitcoin cần khoảng 500 GB dung lượng trống trên ổ cứng (tính đến năm 2024), và đối với Ethereum – nhiều hơn nữa.
   
3. Thời gian đồng bộ hóa ban đầu lâu dài – khi khởi động lần đầu tiên nút đầy đủ có thể mất vài ngày để tải xuống và xác minh toàn bộ lịch sử blockchain.
   
4. Giá trị cao cho mạng lưới – càng nhiều nút đầy đủ trong mạng, nó càng phân cấp và chống lại các cuộc tấn công tốt hơn.
   

Chức năng của nút đầy đủ:

• Lưu trữ toàn bộ lịch sử tất cả giao dịch kể từ khi mạng được tạo ra
• Xác minh độc lập tất cả giao dịch và khối
• Phát tán thông tin về các giao dịch và khối mới
• Xử lý yêu cầu từ các khách hàng nhẹ (trong một số mạng)
• Tham gia vào các cuộc bỏ phiếu cho các cập nhật giao thức (trong một số blockchain)

Ví dụ về phần mềm cho nút đầy đủ:

• Bitcoin Core cho mạng Bitcoin
• Geth hoặc Parity cho Ethereum
• Solana Validator cho Solana
• Cardano Node cho Cardano

Khởi chạy nút đầy đủ mang lại cho người dùng tối đa an toàn và riêng tư, vì tất cả giao dịch được xác minh nội địa, không cần phải tin tưởng vào các máy chủ bên ngoài. Hơn nữa, các thành viên trong mạng khởi chạy nút đầy đủ có đóng góp quan trọng vào sức khỏe và sự phân cấp của blockchain.

Nút nhẹ (Light node)

Nút nhẹ (Light node), cũng được biết đến như một khách hàng nhẹ, là phiên bản đơn giản hóa của nút, không lưu trữ bản sao đầy đủ của blockchain. Thay vào đó, nó chỉ tải xuống tiêu đề khối và thông tin tối thiểu cần thiết để xác minh các giao dịch cụ thể.

Đặc điểm của nút nhẹ:

1. Yêu cầu hệ thống thấp – nút nhẹ có thể hoạt động trên các thiết bị có tài nguyên hạn chế, chẳng hạn như smartphone hoặc tablet.
   
2. Đồng bộ hóa nhanh – để bắt đầu làm việc, chỉ cần tải xuống tiêu đề khối, điều này nhanh chóng hơn nhiều so với việc đồng bộ hóa nút đầy đủ.
   
3. Mô hình tín nhiệm – các nút nhẹ dựa vào các nút đầy đủ để lấy thông tin về trạng thái của blockchain và kiểm tra các giao dịch.
   
4. Đóng góp thấp hơn cho sự an toàn của mạng – các nút nhẹ không tham gia vào việc kiểm tra toàn bộ tất cả các giao dịch, do đó đóng góp của chúng cho sự an toàn của mạng thấp hơn so với các nút đầy đủ.
   

Chức năng của nút nhẹ:

• Tải và kiểm tra tiêu đề của các khối
• Sử dụng xác minh thanh toán đơn giản (SPV, Xác minh thanh toán đơn giản) để kiểm tra các giao dịch cụ thể
• Tạo và gửi các giao dịch của riêng mình vào mạng
• Giám sát các địa chỉ hoặc hợp đồng thông minh cụ thể mà người dùng quan tâm

Công nghệ hoạt động:

Các nút nhẹ sử dụng phương pháp xác minh thanh toán đơn giản (SPV), được Satoshi Nakamoto đề xuất trong bài báo gốc về Bitcoin. Phương pháp này cho phép kiểm tra xem giao dịch có được bao gồm trong khối hay không mà không cần tải toàn bộ khối:

1. Nút nhẹ yêu cầu các nút đầy đủ chứng minh sự bao gồm của giao dịch quan tâm vào blockchain (điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng cây Merkle).
2. Nút đầy đủ cung cấp đường dẫn Merkle, chứng minh rằng giao dịch thực sự đã được bao gồm trong một khối nhất định.
3. Nút nhẹ kiểm tra chứng minh này và xác nhận sự tồn tại của giao dịch mà không cần tải tất cả dữ liệu của khối.

Ví dụ về các khách hàng nhẹ:

• Electrum cho Bitcoin
• Metamask cho Ethereum
• Trust Wallet cho nhiều blockchain khác nhau
• Atomic Wallet cho các giao dịch đa tiền tệ

Các nút nhẹ cung cấp một sự cân bằng tốt giữa an toàn và tiện lợi khi sử dụng. Chúng cho phép người dùng thông thường tương tác với blockchain mà không cần đầu tư tài nguyên đáng kể cho việc duy trì một nút đầy đủ.

Nút khai thác (Mining node)

Nút khai thác (Mining node) là một loại nút đầy đủ chuyên biệt, không chỉ kiểm tra và phân phối các giao dịch mà còn tham gia tích cực vào việc tạo ra các khối mới. Những nút này đóng vai trò quan trọng trong các mạng sử dụng thuật toán đồng thuận Proof of Work (PoW), như Bitcoin, Litecoin và một số loại khác.

Đặc điểm của nút khai thác:

1. Yêu cầu cao về sức mạnh tính toán – để khai thác hiệu quả, cần có thiết bị chuyên dụng, như máy khai thác ASIC cho Bitcoin hoặc các card đồ họa mạnh mẽ (GPU) cho một số loại tiền điện tử khác.
   
2. Tiêu thụ một lượng lớn điện năng – quá trình khai thác yêu cầu một lượng lớn năng lượng, điều này là một trong những chi phí hoạt động chính.
   
3. Mô hình cạnh tranh – các thợ đào cạnh tranh với nhau để có quyền tạo ra khối mới và nhận được phần thưởng.
   
4. Động lực tài chính – các thợ đào nhận phần thưởng dưới dạng đồng tiền mới và phí giao dịch được bao gồm trong khối.
   

Quá trình hoạt động của nút khai thác:

1. Tập hợp giao dịch – nút khai thác thu thập các giao dịch chưa được xác nhận từ mempool, ưu tiên cho những giao dịch có phí cao hơn.
   
2. Tạo ứng viên khối – nút hình thành tiêu đề khối, bao gồm hash của khối trước, dấu thời gian, hash gốc Merkle cho các giao dịch đã chọn và các dữ liệu cần thiết khác.
   
3. Tìm kiếm giải pháp – thợ đào liên tục thay đổi nonce (số sử dụng một lần) trong tiêu đề khối và tính toán hash, cố gắng tìm giá trị mà hash sẽ đáp ứng yêu cầu về độ khó của mạng (thường có nghĩa là hash phải nhỏ hơn một giá trị mục tiêu nhất định).
   
4. Thông báo giải pháp – khi giải pháp đã được tìm thấy, thợ đào ngay lập tức thông báo về khối mới trong mạng, để các nút khác có thể kiểm tra và thêm vào các bản sao blockchain của họ.
   
5. Nhận phần thưởng – thợ đào tìm thấy giải pháp hợp lệ nhận phần thưởng dưới dạng đồng tiền mới (ví dụ, trong Bitcoin, đây là phần thưởng cho khối) và phí cho mọi giao dịch được bao gồm trong khối.
   

Các bể khai thác:

Do sự phức tạp đang gia tăng của việc khai thác trong các mạng phổ biến, các thợ mỏ riêng lẻ thường hợp tác trong các nhóm khai thác – nhóm các thành viên kết hợp sức mạnh tính toán của họ và chia sẻ phần thưởng đạt được theo tỷ lệ với công việc tính toán đã thực hiện. Điều này cho phép có được thu nhập ổn định hơn, mặc dù thấp hơn so với việc tự phát hiện khối.

Các cân nhắc về môi trường:

Trong những năm gần đây, mối ảnh hưởng của việc khai thác đến môi trường đã nhận được sự chú ý đáng kể, đặc biệt là trong các mạng có độ phức tạp tính toán cao như Bitcoin. Điều này đã dẫn đến việc tìm kiếm các phương thức thay thế hiệu quả năng lượng hơn, chẳng hạn như Proof of Stake (PoS), nơi các nhà tạo khối mới được chọn dựa trên số lượng coin bị khóa (staking), thay vì sức mạnh tính toán.

Ví dụ về phần mềm khai thác:

• CGMiner và BFGMiner cho Bitcoin
• T-Rex và NBMiner cho các thuật toán khai thác GPU khác nhau
• XMRig cho Monero

Các nút khai thác là thành phần quan trọng nhất của các hệ thống Proof of Work, đảm bảo an ninh cho mạng và xác nhận các giao dịch.

Các nút hỗ trợ bảo mật và phi tập trung của mạng như thế nào?

Vai trò của các nút trong sự phi tập trung của blockchain

Các nút đóng vai trò cơ bản trong việc đảm bảo tính phi tập trung của các mạng blockchain – một trong những nguyên tắc chính phân biệt công nghệ này với các hệ thống tập trung truyền thống.

Các khía cạnh chính của ảnh hưởng của các nút đến sự phi tập trung:

1. Lưu trữ dữ liệu phân tán:
   
   • Mỗi nút đầy đủ lưu trữ một bản sao đầy đủ của chuỗi khối, có nghĩa là dữ liệu không tập trung trên một máy chủ hoặc một nhóm máy chủ.
   • Ngay cả khi một phần đáng kể của các nút bị hỏng, dữ liệu vẫn sẽ khả dụng thông qua các nút còn lại.
   • Điều này làm cho blockchain kháng cự trước sự kiểm duyệt và các cuộc tấn công vật lý vào hạ tầng.
     
2. Xác minh độc lập:
   
   • Mỗi nút đầy đủ tự kiểm tra tất cả các giao dịch và khối, không dựa vào sự tin tưởng vào những người tham gia khác trong mạng.
   • Điều này loại bỏ sự cần thiết của các bên trung gian đáng tin cậy hoặc các quyền lực trung ương.
   • Người dùng có thể yên tâm về tính chính xác của dữ liệu mà không cần phải tin tưởng vào bất kỳ ai cụ thể, mà chỉ dựa vào quy tắc của giao thức.
     
3. Phân bố địa lý:
   
   • Các nút thường được phân bố trên toàn cầu, trong các lĩnh vực pháp lý và hệ thống chính trị khác nhau.
   • Điều này bảo vệ mạng khỏi các cuộc tấn công cục bộ, đứt kết nối internet hoặc các hạn chế pháp lý ở những quốc gia riêng lẻ.
   • Càng mở rộng phân bố địa lý của các nút, độ bền của mạng sẽ càng cao trước các vấn đề khu vực.
     
4. Truy cập mở:
   
   • Trong hầu hết các blockchain công khai, bất kỳ ai cũng có thể khởi động một nút mà không cần xin phép.
   • Điều này làm giảm rào cản tham gia và ngăn chặn việc độc quyền mạng bởi các tổ chức riêng lẻ.
   • Mô hình tham gia mở góp phần vào sự gia tăng số lượng nút và tăng cường tính phi tập trung.
     
5. Quản lý đồng thuận:
   
   • Trong một số mạng blockchain, các nhà điều hành nút có thể tham gia vào các cuộc bỏ phiếu về các bản cập nhật giao thức hoặc thay đổi quy tắc.
   • Điều này tạo ra một mô hình quản lý phi tập trung, nơi các quyết định được đưa ra tập thể.
   • Một ví dụ có thể là quy trình kích hoạt softforks trong Bitcoin thông qua tín hiệu sẵn sàng từ các nút.

Những thách thức đối với tính phi tập trung:

Mặc dù có nhiều lợi ích, nhưng vẫn có những yếu tố có thể hạn chế sự phi tập trung:

• Rào cản kỹ thuật – việc khởi động một nút đầy đủ đòi hỏi kiến thức và tài nguyên kỹ thuật nhất định, điều này có thể hạn chế số lượng người tham gia.
• Các động lực kinh tế – trong một số mạng, không có đủ động lực kinh tế để khởi động các nút không phải là validator, điều này có thể dẫn đến số lượng họ không đủ.
• Sự tập trung của sức mạnh tính toán – trong các mạng PoW, việc khai thác có thể tập trung trong tay các pool lớn hoặc các công ty có quyền truy cập vào điện năng rẻ.
• Kích thước blockchain – khi kích thước blockchain tăng lên, yêu cầu về lưu trữ dữ liệu cũng tăng theo, điều này có thể dẫn đến sự giảm sút số lượng các nút đầy đủ.

Các biện pháp tăng cường sự phi tập trung:

Các dự án blockchain thực hiện nhiều biện pháp để duy trì và tăng cường sự phi tập trung:

• Phát triển các tối ưu hóa giảm yêu cầu về tài nguyên để khởi động nút
• Tạo chương trình thưởng cho việc khởi động các nút
• Phát triển các thuật toán khai thác chống ASIC để ngăn chặn việc tập trung sức mạnh tính toán
• Triển khai các cơ chế khuyến khích phân phối địa lý của các nút

Càng nhiều người tham gia độc lập khởi động các nút, mạng lưới blockchain sẽ càng phi tập trung và bền vững, điều này phù hợp với các nguyên tắc cơ bản của công nghệ này.

Nguyên tắc đồng thuận do các nút duy trì

Sự đồng thuận – là cơ chế cho phép tất cả các nút trong một mạng phi tập trung đạt được sự đồng thuận về trạng thái của blockchain. Các nút đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì các giao thức đồng thuận khác nhau, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của toàn bộ hệ thống.

Các cơ chế đồng thuận chính trong mạng blockchain:

1. Proof of Work (PoW) – Bằng chứng công việc:
   
   • Được áp dụng trong Bitcoin, Litecoin, Dogecoin và các loại khác
   • Vai trò của các nút: các nút khai thác cạnh tranh trong việc giải quyết các bài toán toán học phức tạp, yêu cầu tài nguyên tính toán đáng kể. Các nút đầy đủ kiểm tra tính chính xác của giải pháp đã tìm được và tính hợp lệ của khối đã được tạo.
   • Bảo mật: dựa trên giả định rằng việc kiểm soát phần lớn sức mạnh tính toán của mạng về mặt kinh tế là không khả thi.
   • Các nút đồng thuận chuỗi dài nhất (chuỗi có độ khó tích lũy cao nhất) như một phiên bản hợp lệ của blockchain.
     
2. Proof of Stake (PoS) – Bằng chứng cổ phần:
   
   • Được áp dụng trong Ethereum 2.0, Cardano, Solana và các loại khác
   • Vai trò của các nút: các xác thực viên (một loại nút đặc biệt) khoá (stake) một lượng tiền điện tử nhất định làm tiền ký quỹ và nhận quyền tạo ra các khối tương ứng với kích thước cổ phần của họ.
   • Bảo mật: dựa trên các động lực kinh tế – các xác thực viên có nguy cơ mất cổ phần của họ nếu hành động không trung thực.
   • Các nút chọn chuỗi có tỷ lệ đặt cược của các validator lớn nhất là chuỗi hợp lệ.
     
3. Bằng chứng cổ phần ủy quyền (DPoS) – Bằng chứng cổ phần được ủy quyền:
   
   • Được áp dụng trong EOS
     

Kết luận

Các nút đóng vai trò then chốt trong việc vận hành và bảo mật của bất kỳ mạng blockchain nào. Chúng đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu, xác nhận giao dịch và phân quyền, điều này làm cho chúng trở thành những thành phần không thể thiếu của hệ sinh thái tiền điện tử. Hiểu các nguyên tắc hoạt động của các nút và các loại của chúng là rất quan trọng không chỉ đối với các nhà phát triển và validator mà còn cho các nhà đầu tư, những người muốn hiểu sâu hơn về cơ sở hạ tầng của tài sản kỹ thuật số. Việc lựa chọn loại nút phù hợp không chỉ giúp duy trì mạng mà còn nhận được phần thưởng cho hoạt động của mình.

Tại sao vai trò của các nút trong các mạng blockchain lại quan trọng

Các nút (node) – là máy tính hoặc thiết bị được kết nối với mạng blockchain và thực hiện các chức năng quan trọng cho tính bền vững và bảo mật của nó. Các nhiệm vụ chính của các nút bao gồm:

• Lưu trữ một bản sao đầy đủ hoặc một phần của blockchain. Điều này đảm bảo rằng lịch sử của tất cả các giao dịch vẫn có sẵn và không thay đổi.
  
• Xác nhận giao dịch và các khối. Các nút xác thực tham gia vào sự đồng thuận, kiểm tra tính chính xác của các giao dịch và các khối mới.
  
• Bảo đảm phân quyền. Càng nhiều nút hoạt động trong mạng thì nguy cơ tập trung càng thấp, điều này giúp mạng trở nên bền vững hơn trước các cuộc tấn công và sự cố.
  

Ví dụ, trong các mạng như Bitcoin hoặc Ethereum, các nút giúp đồng bộ hóa dữ liệu giữa các thành viên và ngăn chặn việc chi tiêu hai lần. Nhờ có các nút, blockchain vẫn giữ được tính mở, được bảo vệ và hoàn toàn minh bạch.

Làm thế nào để chọn loại nút phù hợp để tham gia vào mạng

Việc chọn loại nút phụ thuộc vào mục tiêu và nguồn lực của bạn. Có một số loại nút chính:

1. Nút đầy đủ (Full Node).
   Lưu trữ bản sao đầy đủ của blockchain và tham gia kiểm tra tất cả các giao dịch và khối. Đây là lựa chọn đáng tin cậy nhất cho những ai muốn góp phần tối đa vào sự an toàn của mạng lưới. Tuy nhiên, những nút này yêu cầu sức mạnh tính toán đáng kể và dung lượng bộ nhớ lớn.
   
2. Nút nhẹ (Light Node hoặc SPV Node).
   Chỉ lưu trữ tiêu đề của các khối và yêu cầu thông tin cần thiết khi cần thiết. Tùy chọn này phù hợp với những người dùng có nguồn lực hạn chế, muốn tương tác với mạng mà không cần phải đồng bộ hóa hoàn toàn.
   
3. Masternode.
   Cung cấp các chức năng bổ sung cho mạng (chẳng hạn như giao dịch ngay lập tức, quản lý DAO) và thường yêu cầu đặt cọc bằng tiền điện tử gốc của mạng. Đổi lại, masternode nhận được phần thưởng, điều này làm cho chúng trở thành lựa chọn hấp dẫn cho các nhà đầu tư dài hạn.
   
4. Nút lưu trữ (Archive Node).
   Dành cho những người cần truy cập vào dữ liệu đầy đủ của mạng, bao gồm tất cả các trạng thái lịch sử của tài khoản. Hữu ích cho các nhà phân tích và nhà phát triển.
   

Khi chọn nút, cần xem xét:

• Dung lượng lưu trữ và tốc độ internet;
  
• Ngân sách bảo trì và các phần thưởng có thể;
  
• Kỹ năng kỹ thuật của bạn và sẵn sàng cho việc quản trị.
  

Đối với người dùng mới, nút nhẹ là giải pháp tối ưu. Những người tham gia thị trường có kinh nghiệm hơn, mong muốn tham gia sâu và nhận thu nhập thụ động, nên xem xét việc khởi chạy nút đầy đủ hoặc masternode.