Các bạn có thể nghe nhiều về công nghệ blockchain là minh bạch, bảo mật và phân quyền. Để đạt được các yếu tố này thì không thể thiếu sự tham gia của các blockchain Node.

Vậy Node là gì? Hãy cùng DeFiX tìm hiểu trong bài viết bên dưới nhé!

Node là gì?

Node (nút) là các thiết bị tham gia vào mạng lưới blockchain, giúp lưu trữ, truyền tải và bảo quản dữ liệu. Các node được rải trong một mạng lưới rộng và thực hiện nhiều tác vụ khác nhau.

Một node có thể là bất kỳ thiết bị điện tử hoạt động nào, bao gồm máy tính, điện thoại hoặc thậm chí máy in, miễn là nó được kết nối với internet và có địa chỉ IP. 

Cốt lõi của Blockchain dựa trên các nguyên tắc của mạng P2P (Peer to Peer). Trong hầu hết các mạng, không có máy chủ trung tâm, mà là sự đồng thuận giữa những node.

Vai trò của một nút là hỗ trợ mạng lưới bằng cách duy trì một bản sao của một blockchain và, trong một số trường hợp, để xử lý các giao dịch. Các nút thường được bố trí theo cấu trúc dạng cây, được gọi là cây nhị phân. Mỗi đồng tiền số có các nút riêng, duy trì các bản ghi giao dịch của token đó.

Cách thức hoạt động của Node trong Blockchain

Mục tiêu của các node là duy trì độ tin cậy của dữ liệu được lưu trữ trên blockchain. 

Thực tế là toàn bộ lịch sử blockchain có thể được lưu trữ với một node đầy đủ duy nhất chạy nó. Tuy nhiên Blockchain càng có nhiều node, nó càng trở nên phi tập trung hơn và do đó trở nên linh hoạt trước các mối đe dọa như sự cố hệ thống hoặc mất điện. 

Khi một block dữ liệu mới được thêm vào một blockchain, một node sẽ truyền đi block đó với các node khác trên mạng để kiểm tra. Dựa trên tính hợp lệ của block mới và loại node, các Full Node có thể từ chối hoặc chấp nhận block. Khi một khối mới được node chấp nhận, block mới sẽ được thêm vào trên đầu của các block đã tồn tại trước đó.

Tóm lại vai trò của node là :

• Kiểm tra tính hợp lệ của một block mới (xử lý giao dịch).
• Lưu trữ một khối vào blockchain (lưu trữ lịch sử giao dịch blockchain).
• Cập nhật các node khác trong mạng blockchain để đảm bảo rằng thông tin trên các node khác đều là mới nhất (cập nhật về lịch sử giao dịch).

Phân loại các Node trong Blockchain

Mỗi blockchain sở hữu nhiều loại nút khác nhau tùy thuộc vào các phương thức đồng thuận của chúng. Có nhiều cách để phân loại nút , dựa vào tính khả dụng, vào chức năng của nút hay yêu cầu của blockchain,…

Full Node

Full Node hoạt động như một máy chủ trong mạng phi tập trung. Nhiệm vụ chính của nó bao gồm duy trì sự đồng thuận giữa các node khác, xác minh và lưu trữ các giao dịch.

Nó cũng lưu trữ một bản sao của blockchain, do đó an toàn hơn và cho phép các chức năng nâng cao như quyền biểu quyết cho các đề xuất trong mạng.

Một số đặc điểm chính của một Full Node:

• Lưu trữ tất cả các dữ liệu blockchain.
• Tham gia xác nhận block, xác thực tất cả các block và trạng thái.
• Cung cấp dữ liệu theo yêu cầu cho các light node.
• Thực thi quyết định chính của các quy tắc đồng thuận: Nếu một giao dịch hoặc khối vi phạm các quy tắc đồng thuận, thì nó hoàn toàn bị Full Node từ chối, ngay cả khi mọi nút khác trên mạng nghĩ rằng nó hợp lệ.

Thêm một điều nữa, khi hơn 51% các nút đầy đủ không đồng ý về một đề xuất, đề xuất đó sẽ bị bỏ qua. Đôi khi điều này dẫn đến một đợt hard fork, như trường hợp của đợt fork Bitcoin Cash năm 2017.

Pruned Full Nodes

Đây là hệ thống máy rất lớn, lưu trữ lại các giao dịch của Blockchain. Các nút này có giới hạn bộ nhớ xác định để chứa dữ liệu. Về bản chất, không có giới hạn về số lượng khối có thể được thêm vào Blockchain nhưng có giới hạn về số lượng khối có thể được lưu trữ bởi một full node.

Pruned Full Nodes tải xuống các khối để duy trì sổ cái Blockchain. Khi đạt đến một giới hạn cụ thể, nó sẽ xóa các khối cũ nhất để nhường chỗ cho các khối mới để duy trì kích thước blockchain. Tuy nhiên, các khối cũ không bị xóa hoàn toàn vì siêu dữ liệu và trình tự thiết yếu của chúng trong Blockchain vẫn còn tồn tại để duy trì các nguyên tắc cơ bản của Blockchain.

Archival Full Nodes

Đây là dạng full node phổ biến nhất trong Blockchain. Nó ghi lại toàn bộ dữ liệu giao dịch trên blockchain. 

Sự khác biệt chính duy nhất giữa Archival Full Nodes và Pruned Full Nodes là về dung lượng bộ nhớ khả dụng.

Authority Nodes

Đây là một Nút đóng vai trò quản lý. Những nút được uỷ quyền sẽ chịu trách nhiệm cho phép các nút khác tham gia vào mạng lưới Blockchain.

Miner Nodes

Đối với một số thuật toán đồng thuận như Proof-of-Work, một số nút được yêu cầu giải các hàm toán học phức tạp để xác thực giao dịch trên mạng.

Các nhiệm vụ xác nhận như vậy yêu cầu sức mạnh tính toán và tiêu thụ năng lượng đáng kể. 

Do đó, các nút được tạo ra để thực hiện cụ thể quá trình khai thác được gọi là Miner Nodes.

Masternodes

Masternode là loại full node không có quyền thêm các khối mới vào Blockchain mà chỉ duy trì sổ cái Blockchain và xác thực các giao dịch.

Staking Nodes

Cũng giống như Miner Nodes, có các nút khác chịu trách nhiệm xác thực giao dịch trên mạng để duy trì thuật toán đồng thuận. Trong đó một trong những thuật toán nổi bật nhất, Proof-of-Stake, các node này được yêu cầu đặt cược tiền của họ, xác thực giao dịch và sau đó nhận phần thưởng cho quá trình này.

Light Nodes

Một loại nút khác được sử dụng trong các hoạt động tiền điện tử hàng ngày, là Lightweight nodes, hay nút xác minh thanh toán đơn giản (SPV – Simple Payment Verification).

Các loại nút này giao tiếp với blockchain trong khi dựa vào các nút đầy đủ để cung cấp cho chúng thông tin cần thiết. Vì chúng không lưu trữ bản sao của toàn bộ blockchain, chúng chỉ truy vấn trạng thái hiện tại để xử lý các giao dịch.

Việc chạy Lightweight nodes không yêu cầu nhiều tài nguyên, nhưng nó hy sinh tính bảo mật vì lợi ích thuận tiện.

Super Nodes

Cụ thể đối với một số Blockchains, các siêu nút được tạo ra để thực hiện một số nhiệm vụ đặc biệt. Ví dụ: việc thực hiện thay đổi giao thức blockchain hoặc duy trì các quy tắc Blockchain được thực hiện bởi Super Nodes.

Lightning Nodes

Lightning node là nút trên một mạng riêng có tên là Lightning network (một giải pháp giúp Bitcoin hoạt động tốt hơn), tách biệt với mạng lưới blockchain chính. Tuy nhiên, các nút này vẫn có thể tương tác với các nút khác trên mạng chính. Giao dịch khi được đẩy từ mạng chính lên Lightning network sẽ được xử lý ngay tức thời, từ đó giúp giảm chi phí giao dịch, giảm tải cho hệ thống.

Sự khác biệt giữa Miner Nodes và Full Nodes

Sự khác biệt thứ nhất đó là node đầy đủ sẽ không được trả thưởng cho việc xác thực khối và node khai thác thì sẽ được trả thưởng cho việc tìm ra khối mới. 

Thứ hai là người khai thác ngoài việc chạy một node khai thác thì phải chạy một node đầy đủ để có thể xác thực và thêm khối đó vào blockchain thì người đó mới được nhận thưởng. 

Ngược lại thì node đầy đủ không yêu cầu phải tồn tại node khai thác.

Đặc điểm chính của các loại node:

	Có thể tạo khối mới	Gửi một giao dịch mới	Chứa thông tin số dư của ví	Lưu toàn bộ lịch sử giao dịch của blockchain
Mining node	Yes	No	No	No
Full node	No	Yes	Yes	Yes
Light node	No	Yes	Yes	No

Người nào có thể chạy Blockchain Node?

Về mặt lý thuyết, bất kỳ ai cũng có thể chạy một blockchain node, nhưng tùy vào thuật toán đồng thuận của blockchain đó mà có có một số yêu cầu nhất định.

Các thuật toán đồng thuận phổ biến:

• Proof of Work: Cần sức mạnh để giải thuật toán.
• Proof of Stake: Cần Stake một lượng coin để được chạy node, càng nhiều thì cơ hội càng cao.
• Delegated Proof-of-Stake: Chỉ những Top Holder có thể chạy node, những người khác có thể vote hoặc uỷ quyền cho các Top Holder.
• Proof-of-Authority: Những người có danh tiếng sẽ có quyền chạy Node.
• Proof-of-History
• Proof-of-Activity
• Proof-of-Weight
• Proof of Elapsed Time,…

Tuy nhiên, với những Blockchain như BSC, Okexchain, HECO,… Chúng sử dụng thuật toán đồng thuận Proof of Authority (PoA), một thuật toán đồng thuận dựa trên danh tiếng. Có nghĩa là, ai cũng có thể chạy node, nhưng để xác thực cho các chain PoA thì bạn phải thực sự là người có danh tiếng trong cộng đồng đó, điều này không phù hợp với đại đa số người dùng phổ thông.

Hay với blockchain sử dụng thuật toán đồng thuận Delegated Proof of Stake (DPoS), đây là thuật toán dựa trên giá trị số token mà người dùng nắm giữa, nói cách khác, chỉ có “top holder” mới có quyền để chạy các node cho các blockchain này, điều này cũng không phù hợp với đại đa số người dùng phổ thông.

Kết luận

Tóm lại, các node đóng vai trò quan trọng và tạo thành cơ sở hạ tầng của một blockchain. Nếu các bạn có thắc mắc liên quan đến chủ đề trên, hãy bình luận ở phía dưới để được DeFiX giải đáp ngay lập tức nhé!

Hẹn gặp lại các bạn trong các bài chia sẻ, hướng dẫn tiếp theo. Chúc các bạn đầu tư thành công!