Nút Blockchain là gì? Hướng dẫn đầy đủ

Nút Blockchain là gì?

Các nút blockchain là một thành phần quan trọng của mạng blockchain. Nút là một máy tính hoặc thiết bị kết nối với mạng và tham gia đặt hàng, xác minh và xác thực các giao dịch. Về cơ bản, các nút giúp đảm bảo rằng blockchain là bản ghi an toàn và đáng tin cậy về tất cả các giao dịch đã xảy ra trên mạng.

Có một số loại nút blockchain có thể tồn tại trên mạng blockchain, mỗi loại có vai trò và trách nhiệm cụ thể. Một số nút chịu trách nhiệm lưu trữ bản sao của toàn bộ chuỗi khối và xác thực các giao dịch bằng các quy tắc đồng thuận của chuỗi khối. Những người khác chịu trách nhiệm xác minh và thêm các giao dịch mới vào blockchain. Các nút khác là các nút chuyên biệt được cấu hình để xử lý các tác vụ phức tạp hơn trên blockchain, chẳng hạn như chạy hợp đồng thông minh hoặc đóng vai trò trung gian đáng tin cậy cho một số giao dịch nhất định.

Bất kể vai trò cụ thể của chúng là gì, tất cả các nút blockchain đều hoạt động cùng nhau để đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật của blockchain. Họ liên lạc với nhau, trao đổi thông tin về các giao dịch và khối mới, đồng thời sử dụng các quy tắc đồng thuận blockchain để xác thực các giao dịch này và thêm chúng vào blockchain.

Bài viết này trả lời một câu hỏi rất quan trọng: các nút blockchain là gì và chúng làm gì? Hãy thảo luận về nó.

Tầm quan trọng của các nút Blockchain là gì?

Nguồn: Freepik

Sự gia tăng phổ biến của công nghệ blockchain trong vài năm qua và việc áp dụng rộng rãi nó trong các ngành như chuỗi cung ứng, chăm sóc sức khỏe, năng lượng, v.v. sẽ chỉ tiếp tục khi công nghệ tiến bộ. Do đó, điều quan trọng là phải hiểu cơ sở hạ tầng và kiến ​​trúc cốt lõi đằng sau công nghệ blockchain để hiểu được động lực và tiện ích khiến nó vượt trội hơn so với các công nghệ truyền thống.

Các nút là xương sống của cơ sở hạ tầng blockchain. Mục tiêu chính là tăng cường bảo mật dữ liệu trên blockchain và chứng minh độ tin cậy trên mạng. Có hàng ngàn nút trong mạng blockchain đảm bảo tính phân cấp, bất biến và truy xuất nguồn gốc. Các nút giúp cung cấp độ tin cậy bằng cách lưu giữ hồ sơ của tất cả các giao dịch blockchain. Ngoài ra, các nút cũng có thể bảo vệ chuỗi khối khỏi các cuộc tấn công tập trung vì không có điểm lỗi nào trong mạng chuỗi khối. Mỗi nút có một bản sao của cơ sở dữ liệu blockchain và sử dụng nó để xác minh các giao dịch và thêm chúng vào blockchain dưới dạng khối. Do đó, mạng lưới các nút càng rộng thì blockchain càng đáng tin cậy.

Các nút có nhiều ứng dụng khác nhau trong blockchain, từ đặt hàng, tổ chức và ghi lại các giao dịch blockchain đến từ chối và lưu trữ dữ liệu cũng như duy trì các thuật toán đồng thuận. Ngoài ra, các nút cũng chịu trách nhiệm xác định xem khối giao dịch hoặc chữ ký có hợp lệ hay không, sau đó chấp nhận hoặc từ chối nó để giữ cho mạng hoạt động trơn tru.

Các nút Blockchain hoạt động như thế nào?

Nguồn: RS trực tuyến | phần giải thích trực quan về nút trong chuỗi khối trong ba loại hệ thống

Bây giờ chúng ta đã thảo luận về nút blockchain là gì, điều quan trọng là phải hiểu cách thức hoạt động của nút. Để làm được điều đó, trước tiên chúng ta phải quay lại blockchain và hiểu chức năng của nó. Chuỗi khối là một sổ cái chia sẻ bất biến, trong đó mỗi khối được kết nối bằng mật mã với khối tiếp theo, trong đó những thay đổi đối với một phần của chuỗi khối sẽ khiến tất cả các khối tiếp theo phải trải qua những thay đổi. Tuy nhiên, chúng tồn tại trên mạng phân tán và có nhiều bản sao nên không thể thay đổi.

Các nút là duy nhất theo nghĩa là mỗi nút có thể được phân biệt với các nút khác bằng những đặc điểm hoặc tính năng nhất định. Chúng có thể có các chức năng khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng là gì. Thông thường, một nút được cho là lưu giữ bản ghi các giao dịch blockchain, như đã thảo luận ở trên, nhưng đây không phải là chức năng dành cho tất cả các nút. Những gì các nút làm phụ thuộc vào yêu cầu chung của blockchain. Mỗi nút đóng một vai trò khác nhau trong hệ sinh thái blockchain, cùng với các nhiệm vụ tiêu chuẩn là quản lý giao dịch, chia sẻ dữ liệu với các nút khác để phát triển mạng và triển khai các thuật toán để giữ cho toàn bộ mạng được cập nhật và hoạt động.

Ngoài ra còn có một loại nút blockchain đặc biệt được gọi là nút RPC được cấu hình để xử lý các tác vụ phức tạp hơn trên blockchain, chẳng hạn như tìm nạp các giao dịch hợp đồng thông minh hoặc đóng vai trò trung gian đáng tin cậy cho một số giao dịch nhất định. Các nút này thường có sức mạnh tính toán và tài nguyên đáng kể và thường được vận hành bởi các tổ chức lớn.

Các loại nút Blockchain khác nhau

Nguồn: Freepik

Các loại nút blockchain khác nhau và chức năng của chúng đối với các lớp blockchain khác nhau là một phần rất quan trọng để hiểu nút blockchain là gì.

1. Nút đầy đủ

Nguồn: Freepik

Một nút đầy đủ lưu trữ toàn bộ chuỗi khối, cho phép nó xác thực đầy đủ các giao dịch và chặn theo các quy tắc đồng thuận của mạng. Ngoài ra, các nút đầy đủ đóng một vai trò quan trọng trong việc phổ biến dữ liệu này trên mạng, đảm bảo phân phối kịp thời và hiệu quả các giao dịch và khối mới. Tuy nhiên, các nút đầy đủ thường không đề xuất các khối mới để đưa vào chuỗi khối. Bằng cách chạy một nút đầy đủ, người tham gia có thể xác minh một cách độc lập và có thẩm quyền mọi giao dịch trong lịch sử blockchain mà không cần dựa vào các tài liệu tham khảo bên ngoài. Sự độc lập này đảm bảo rằng mạng vẫn được phân cấp và chống lại các tác nhân độc hại hoặc các điểm lỗi duy nhất. Geth của Ethereum là một ứng dụng khách và triển khai phần mềm phổ biến để chạy các nút đầy đủ.

Hơn nữa, các nút đầy đủ đóng một vai trò quan trọng trong quản trị mạng blockchain. Khi một thay đổi hoặc cập nhật giao thức được đề xuất, lựa chọn của toàn bộ nút chấp nhận hoặc bỏ qua thay đổi này sẽ trở thành tín hiệu đồng thuận mạnh mẽ. Bằng cách chọn cập nhật phần mềm của họ để đáp ứng các đề xuất này, các nút đầy đủ nói lên lập trường của họ một cách hiệu quả, định hình hướng phát triển của mạng. Vai trò của họ không chỉ đơn giản là thụ động; Các nút đầy đủ tích cực thực thi các quy tắc mạng. Nếu đa số chọn áp dụng thay đổi trong khi những người khác thì không, thì những người sau có thể thấy mình ở trong một chuỗi không tương thích, minh họa vai trò quan trọng của các nút trong việc hiện thực hóa các quyết định quản trị.

2. Nút lưu trữ hoặc Lưu trữ

Ngược lại, nút lưu trữ là một dạng đặc biệt của nút đầy đủ, có chức năng lưu trữ dữ liệu sâu hơn. Ngoài việc lưu trữ chuỗi khối hoàn chỉnh, một nút lưu trữ còn lưu trữ toàn bộ lịch sử của mạng một cách tỉ mỉ, nắm bắt mọi trạng thái chuyển tiếp giữa các khối. Điều này có nghĩa là đối với mọi hành động, có thể là giao dịch, thực hiện hợp đồng hoặc bất kỳ hoạt động nào khác, nút lưu trữ sẽ ghi lại và lưu trữ các thay đổi kết quả. Điều này giống như việc có một bản chụp nhanh mọi khoảnh khắc trong lịch sử blockchain, cho phép các nhà phát triển tua lại và kiểm tra từng khoảnh khắc quan tâm.

Đối với các dự án yêu cầu tìm hiểu sâu về dữ liệu lịch sử hoặc gỡ lỗi các hợp đồng thông minh phức tạp, các nút lưu trữ là một công cụ không thể thiếu. Tuy nhiên, độ sâu thông tin này phải trả giá vì yêu cầu lưu trữ cho các nút lưu trữ vượt xa yêu cầu của các nút đầy đủ thông thường, đòi hỏi cơ sở hạ tầng và đầu tư đáng kể để duy trì chúng một cách hiệu quả. Một lần nữa, bất kỳ ai cũng có thể chạy một nút lưu trữ trên chuỗi mà không được phép.

3. Trình xác thực nút

Không giống như các nút đầy đủ truyền thống xác thực và chuyển tiếp giao dịch, các nút xác thực (còn được gọi là nút đặt cược trong một số mạng) đóng vai trò tích cực hơn trong quá trình tạo khối. Chúng được lựa chọn dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau như số lượng tiền thật đặt cược, danh tiếng hoặc các yếu tố khác để xác thực và thêm các khối mới vào chuỗi. Bằng cách đề xuất hoặc xác nhận các khối mới, các nút này giúp đạt được sự đồng thuận về trạng thái tiếp theo của chuỗi khối. Trong mạng blockchain như Shardeum, các nút xác thực có vai trò đa dạng. Khi đến lượt, họ xác nhận, đạt được sự đồng thuận và xử lý các giao dịch theo cách không có người lãnh đạo. Khi các giao dịch này được xác thực, mạng sẽ kết hợp chúng thành các nhóm hoặc khối. Nhóm giao dịch hợp nhất này sau đó được chuyển tiếp đến các nút lưu trữ trong mạng để lưu trữ toàn diện và ghi lại lịch sử.

Tất cả những điều trên đều dựa trên giả định rằng người xác nhận hành động trung thực. Nếu họ tham gia vào hoạt động độc hại hoặc xác thực các giao dịch/khối không chính xác, họ sẽ phải đối mặt với các hình phạt nghiêm khắc, thường được gọi là “sai áp”, có thể dẫn đến tịch thu tài sản mà họ đặt cọc. Do đó, các nút xác thực thể hiện sự kết hợp giữa niềm tin và quyền hạn trong hệ sinh thái blockchain nhất định, đảm bảo tính toàn vẹn của mạng đồng thời khuyến khích phân cấp.

4. RPC nút

Các nút RPC, hoặc các nút Gọi thủ tục từ xa, đóng vai trò là điểm truy cập quan trọng trong mạng blockchain. Các nút này tạo điều kiện cho các tương tác bên ngoài với blockchain bằng cách xử lý các yêu cầu và thực hiện các chức năng được chỉ định. Nhà phát triển, ứng dụng và những người tham gia mạng khác liên lạc với các nút RPC để truy xuất dữ liệu, gửi giao dịch hoặc truy vấn trạng thái mạng. Các nút này diễn giải và truyền tải các yêu cầu bên ngoài này tới blockchain và sau đó trả về các phản hồi thích hợp. Mặc dù không liên quan trực tiếp đến sự đồng thuận hoặc xác thực khối, các nút RPC đóng vai trò quan trọng trong việc thu hẹp khoảng cách giữa các thực thể bên ngoài và cơ sở hạ tầng blockchain cơ bản, giúp mạng dễ truy cập và sử dụng được hơn cho nhiều ứng dụng và dịch vụ. Sự hiện diện của họ nhấn mạnh tầm quan trọng của khả năng tiếp cận và tính thân thiện với người dùng trong việc thúc đẩy việc áp dụng blockchain.

5. Các nút được cắt tỉa đầy đủ

Các nút được cắt bớt, về chức năng cốt lõi, rất giống với các nút đầy đủ, nhưng chúng áp dụng cách tiếp cận hiệu quả hơn về mặt lưu trữ. Thay vì duy trì toàn bộ chuỗi khối, các nút được cắt bớt sẽ ưu tiên các khối mới nhất, loại bỏ dữ liệu cũ hơn để duy trì trong ngưỡng lưu trữ được chỉ định. Ban đầu, một nút được cắt bớt sẽ tải xuống chuỗi khối, nhưng khi nó hoạt động, nó sẽ loại bỏ các khối cũ hơn một cách có hệ thống, đảm bảo chỉ giữ lại dữ liệu mới nhất phù hợp với các tham số lưu trữ đã đặt. Ví dụ: nếu người vận hành phân bổ 550 MB cho một nút được cắt bớt, nó sẽ giữ lại các khối gần đây nhất phù hợp với ràng buộc này và cắt bớt dữ liệu cũ hơn nếu cần. Bất chấp phương pháp lưu trữ gọn gàng hơn, các nút được cắt bớt vẫn giữ được khả năng xác thực giao dịch của nút đầy đủ và tham gia vào các thủ tục đồng thuận.

6. Nút ủy quyền

Nút quyền là nút được chọn bởi tổ chức hoặc cộng đồng chịu trách nhiệm về chuỗi khối. Chúng được sử dụng để ủy quyền cho các nút mới tham gia mạng blockchain. Họ cũng có thể đặt quyền truy cập của các nút khác nếu họ muốn tiếp cận các kênh dữ liệu nhất định. Các thuật toán đồng thuận không được phân cấp hoàn toàn, chẳng hạn như Bằng chứng ủy quyền về cổ phần và Bằng chứng về quyền hạn, sử dụng các nút quyền. Các thuật toán đồng thuận như thế này yêu cầu một số nút quyền hạn cố định để hoạt động. Số lượng nút quyền và ai sẽ là nút quyền thường do cộng đồng lựa chọn hoặc do nhóm phát triển xác định. Những người tham gia khác trong mạng sẽ chạy các nút nhẹ, dựa vào thông tin được phát bởi các nút có thẩm quyền để hoạt động trên blockchain. Các nút quyền lực bổ sung mức độ tập trung vào mạng để tăng tốc độ, nhưng chúng cũng mang lại khả năng kiểm soát tập trung.

7. Nút khai thác

Nút khai thác (hoặc công cụ khai thác) là nút được thiết kế đặc biệt để thực hiện quá trình khai thác. Ví dụ: với Proof-of-Work, người khai thác đầu tiên giải câu đố máy tính sẽ nhận được quyền xác nhận một khối giao dịch. Các nút khai thác sử dụng hệ thống máy tính hiệu suất cao bao gồm CPU, GPU hoặc ASIC để giải các câu đố, cho phép chúng thêm các khối mới vào chuỗi khối. Một nút khai thác có thể bao gồm một công cụ khai thác đơn lẻ hoặc một nhóm công cụ khai thác.

Công cụ khai thác là một trong những loại nút khác nhau trong blockchain (đầy đủ hoặc nhẹ) cố gắng chứng minh rằng họ đã hoàn thành công việc cần thiết (câu đố) để tạo một khối mới trong blockchain. Sau khi người khai thác giải được câu đố, họ sẽ phát giải pháp lên mạng để nút đầy đủ xác minh. Nếu đạt được sự đồng thuận, người khai thác có quyền thêm các khối mới vào chuỗi khối và được thưởng một số lượng tiền kỹ thuật số được xác định trước, cũng như phí giao dịch liên quan đến các khối đó.

8. Nút chính

Nút chính là nút đầy đủ chịu trách nhiệm duy trì sổ cái blockchain và xác thực các giao dịch. Tuy nhiên, họ không thể thêm khối mới vào blockchain. Nói chung, các nút chính mạnh hơn các nút thông thường. Tùy thuộc vào tính chất của sự kiện, nút chính cũng có thể hỗ trợ các sự kiện khác trong chuỗi khối. Điều này bao gồm quản lý các sự kiện bỏ phiếu, cung cấp việc thực thi giao thức và thực thi các quy tắc của từng blockchain.

Mặc dù các nút chính không có vai trò giống như các nút đầy đủ trong việc thêm các khối mới nhưng chúng vẫn có vai trò quan trọng trong hoạt động và bảo mật mạng. Bằng cách chạy nút chính, người dùng không chỉ góp phần bảo mật mạng mà còn có cơ hội kiếm được một phần phần thưởng cho dịch vụ của mình. Để tạo nút chính, người dùng phải khóa một số tiền nhất định làm tài sản thế chấp (tương tự như trình xác thực và nút đặt cược) và đảm bảo rằng nút của họ trực tuyến 24/7. Lưu trữ nút chính trên máy chủ riêng ảo được coi là một phương pháp hay vì nó giúp đảm bảo tính khả dụng và độ tin cậy của nút.

9. Nút nhẹ

Loại nút này chỉ có thể tải xuống và lưu trữ các tiêu đề khối. Nói một cách đơn giản, loại nút này chỉ cung cấp thông tin cần thiết để hỗ trợ các hoạt động hàng ngày hoặc giao dịch nhanh hơn. Họ không tham gia vào việc xác nhận khối. Nút xác minh thanh toán đơn giản (nút SPV) là tên gọi khác của các nút này. Loại nút blockchain này giao tiếp với blockchain nhưng dựa vào các nút đầy đủ để cung cấp thông tin cần thiết. Vì họ không lưu trữ bản sao của blockchain nên họ chỉ cần truy vấn trạng thái hiện tại của chuỗi và phát các giao dịch để xử lý. Chúng tiết kiệm rất nhiều thời gian và không gian lưu trữ cho người dùng.

10. Nút Lightning

Nút Lightning là một loại nút blockchain đặc biệt cho phép người dùng tạo kết nối bên ngoài blockchain để tạo điều kiện cho các giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn. Các nút này thường được sử dụng trong các mạng tận dụng trạng thái kênh, là giải pháp mở rộng quy mô lớp 2 trên các chuỗi khối lớp 1. Thiết lập này — cả nút và phần mềm máy khách trạng thái kênh — hoạt động bằng cách tạo các kênh thanh toán riêng biệt giữa hai thực thể, chẳng hạn như. với tư cách là một cửa hàng và một khách hàng. Thực thể tạo một địa chỉ có nhiều chữ ký, giống như một vault, mà cả hai đều có thể truy cập được.

Khách hàng gửi tiền vào kênh và sử dụng chúng để thanh toán hàng hóa hoặc dịch vụ từ cửa hàng. Mọi giao dịch đều được hai bên đồng ý và diễn ra gần như ngay lập tức. Khi khách hàng hoàn tất việc mua hàng hoặc hết tiền, kênh thanh toán có thể bị đóng và số dư cuối cùng sẽ được truyền lên blockchain. Quá trình này giúp giảm tải trên blockchain và rút ngắn thời gian chuyển tiền vì nó cho phép các bên tương tác trực tiếp mà không cần mỗi giao dịch phải được xác nhận trên blockchain. Ngoài ra, Lightning Network sẽ tìm kiếm con đường hiệu quả nhất cho các giao dịch, với số lượng trung gian ít nhất và mức phí thấp nhất, để giảm thời gian chờ đợi.

11. Nút siêu

Các siêu nút là một phần quan trọng của một số mạng blockchain vì chúng cung cấp chức năng và hỗ trợ bổ sung. Các nút này thường được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ chuyên biệt quan trọng đối với việc vận hành và bảo trì mạng. Ví dụ: một blockchain có thể sử dụng các siêu nút để thực thi các quy tắc mạng hoặc thực hiện nâng cấp.

Không giống như các nút đầy đủ hoặc nút nhẹ, là các loại nút blockchain phổ biến hơn, các siêu nút không phổ biến bằng và vai trò cũng như trách nhiệm của chúng có thể khác nhau tùy theo từng mạng. Bất chấp tính chất chuyên biệt của chúng, các siêu nút đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động và thành công của nhiều mạng blockchain.

Phần kết luận

Các nút chuỗi khối là một trong những khía cạnh quan trọng nhất của mạng chuỗi khối và việc hiểu chúng là điều quan trọng nếu bạn dự định bước vào thế giới tiền điện tử và chuỗi khối. Như đã thảo luận ở trên, có nhiều loại nút khác nhau và mỗi loại thực hiện một chức năng khác nhau để giữ cho chuỗi khối hoạt động trơn tru. Kiến trúc sư blockchain, nhà phát triển UX hoặc người khác có liên quan chặt chẽ hơn đến việc tạo và vận hành chuỗi khối sẽ cần nhiều kiến ​​thức kỹ thuật hơn về việc tạo, thiết lập và vận hành các nút, nhưng trọng tâm của bài viết này là cung cấp một bản phác thảo về các nút blockchain là gì. bạn có thể phát triển sự hiểu biết tốt hơn về thế giới phi tập trung và cách nó được tổ chức thông qua mạng máy tính.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Các bước để thiết lập một nút đầy đủ là gì?

Việc thiết lập một nút đầy đủ có thể trông phức tạp nhưng đó là một quá trình tương đối đơn giản khi được chia thành các bước:

• Chọn một blockchain để thiết lập và chạy nút, chẳng hạn như Bitcoin hoặc Ethereum

• Có được các công cụ phần mềm và phần cứng cần thiết để triển khai nút và sau đó chạy nó, các công cụ này sẽ khác nhau đối với từng chuỗi khối và tiền điện tử

• Có được phần cứng phù hợp, yêu cầu một máy tính nhỏ có tên Raspberry Pi

• Nút đang chạy

2. Làm thế nào để chạy Full Node?

Để hiểu cách chạy nút đầy đủ, điều quan trọng đầu tiên là phải biết rằng nút đầy đủ có thể được lưu trữ trên giao thức đám mây, chẳng hạn như Google Cloud hoặc Amazon Web Services hoặc trên thiết bị có đủ RAM và dung lượng ổ cứng để hỗ trợ nút đó. Điều quan trọng nữa là tận dụng tối đa các giải pháp nút bằng cách phát triển chúng từ một cơ sở duy nhất.

Khi một nút được thiết lập, điều quan trọng là phải kiểm tra nó bằng cách theo dõi và bảo trì nó khi cần thiết để tránh các lỗi trong chuỗi khối.

3. Lưu trữ nút trên Blockchain có mang lại lợi nhuận không?

Một nút được duy trì tốt trong chuỗi khối có thể mang lại lợi nhuận và là nguồn thu nhập thụ động. Người vận hành nút có thể kiếm được phần thưởng bằng xu và lợi nhuận từ việc tăng giá trong tương lai. Tuy nhiên, việc thiết lập và chạy một nút có thể tốn kém tùy thuộc vào yêu cầu phần cứng của từng mạng blockchain. Lợi nhuận cũng phụ thuộc vào loại nút bạn chạy, trong đó một số nút mang lại nhiều lợi nhuận và bền vững hơn các nút khác. Khi nói đến việc đầu tư nguồn lực của bạn vào bất kỳ việc gì, kể cả việc chạy một nút, hãy luôn đảm bảo Thực hiện nghiên cứu của riêng bạn (DYOR).

4. Máy có thể chạy được bao nhiêu nút?

Số lượng nút mà một máy có thể chạy phụ thuộc hoàn toàn vào khả năng của hệ thống phần cứng của máy. Trên một máy, bạn có thể chọn chạy một ví hoặc tăng số lượng đó bằng cách sử dụng máy ảo. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải đảm bảo không vượt quá 85% đơn vị tài nguyên máy chủ có sẵn nếu sử dụng máy chủ riêng ảo vì bạn có thể gặp sự cố với nhà cung cấp dịch vụ của mình.

Trang web | Điện tín | Bất hòa | Blog | Twitter | YouTube | Reddit | GitHub | GitLab | Giấy trắng