Cài đặt hoàn chỉnh một nút Bitcoin từng bước một

Node trong blockchain là gì?

Một nút trong blockchain là một thiết bị kết nối với mạng lưới lưu trữ một bản sao toàn bộ hoặc một phần của chuỗi khối và tham gia vào việc xác minh và phát tán các giao dịch. Mỗi nút là một điểm liên lạc trong một mạng lưới phi tập trung xử lý và truyền tải thông tin về các giao dịch và khối đến các nút khác.

Về cơ bản, một nút là một máy chủ chạy phần mềm chuyên dụng để tương tác với một mạng blockchain cụ thể. Ví dụ, để trở thành một nút của Bitcoin, cần phải cài đặt chương trình Bitcoin Core.

Thuật ngữ "nodo" phản ánh chính xác chức năng của các thiết bị này: chúng là các điểm kết nối trong mạng lưới blockchain toàn cầu, đảm bảo tính toàn vẹn, an ninh và tính phi tập trung của nó.

Quy trình xác nhận giao dịch

Các nút đóng vai trò quan trọng trong việc xác nhận giao dịch trên blockchain. Đầu tiên, chúng kiểm tra xem mỗi giao dịch có tuân thủ các quy tắc của mạng hay không, sau đó truyền các giao dịch hợp lệ cho các nút khác. Các nút khai thác nhóm các giao dịch đã được xác minh này thành các khối, mà sau đó tất cả các nút xác minh và thêm vào bản sao blockchain của chúng nếu chúng hợp lệ. Cuối cùng, chúng lưu trữ bản ghi đầy đủ của tất cả các giao dịch đã được xác nhận. Quy trình phân quyền này đảm bảo sự an toàn và chính xác của các giao dịch mà không cần một cơ quan trung ương.

Các loại nút

Các mạng blockchain có nhiều loại nút khác nhau tùy theo chức năng và khả năng của chúng. Các nút đầy đủ lưu trữ một bản sao nguyên vẹn của blockchain và xác minh tất cả các giao dịch, trong khi các nút nhẹ chỉ lưu giữ tiêu đề của các khối và phụ thuộc vào các nút đầy đủ để xác minh. Các nút khai thác, ngoài việc xác minh giao dịch, còn tạo ra các khối mới. Các nút lưu trữ bảo tồn toàn bộ lịch sử thay đổi trong blockchain, các masternode thực hiện các chức năng đặc biệt như đảm bảo giao dịch riêng tư, và các nút của staking tham gia vào việc xác nhận giao dịch trong các mạng Proof of Stake. Việc lựa chọn loại nút phụ thuộc vào các mục tiêu, khả năng kỹ thuật và nguồn lực sẵn có của người tham gia.

Chức năng của các nút trong mạng blockchain

Các nút trong blockchain tương tác thông qua các kết nối peer-to-peer mà không cần một máy chủ trung tâm. Khi một nút mới tham gia, nó trước tiên tìm các nút hiện có để thiết lập nhiều kết nối. Việc giao tiếp được điều chỉnh bởi các giao thức cụ thể xác định định dạng và loại dữ liệu được trao đổi. Các nút mới gia nhập phải đồng bộ hóa với trạng thái hiện tại của blockchain trước khi tham gia đầy đủ. Một khi đã được tích hợp, chúng đóng góp vào việc lan truyền các giao dịch và khối mới trong toàn bộ mạng. Kiến trúc phân tán này mang lại cho mạng blockchain khả năng chống lại các sự cố và cuộc tấn công một cách đáng kể.

Xác thực và truyền dữ liệu

Để duy trì sự đồng thuận về trạng thái của blockchain, các nút thực hiện một quy trình kiểm tra tỉ mỉ để xác thực. Họ bắt đầu bằng cách kiểm tra tính hợp lệ của từng giao dịch nhận được, kiểm tra chữ ký điện tử và số dư khả dụng. Các nút khai thác chọn các giao dịch hợp lệ và nhóm chúng lại thành các khối ứng cử viên. Khi nhận được các khối mới, các nút kiểm tra kỹ lưỡng tính hợp lệ của chúng trước khi đưa vào bản sao của blockchain. Họ cũng quản lý các phân nhánh tạm thời phát sinh khi các khối được khai thác đồng thời, áp dụng các quy tắc đồng thuận để xác định chuỗi hợp lệ. Cuối cùng, họ cập nhật đại diện của mình về trạng thái hiện tại của mạng, đảm bảo tính toàn vẹn và nhất quán của dữ liệu trong toàn bộ hạ tầng phi tập trung.

Nodo completo

Một nút đầy đủ là trụ cột cơ bản của bất kỳ mạng blockchain nào. Những nút này tải xuống và lưu trữ toàn bộ chuỗi khối, tự động xác minh mỗi giao dịch mà không cần tin tưởng vào bên thứ ba. Sự độc lập này đòi hỏi các yêu cầu hệ thống đáng kể, bao gồm phần cứng mạnh mẽ và không gian lưu trữ lớn. Việc đồng bộ hóa ban đầu có thể kéo dài trong nhiều ngày khi chúng tải xuống và xác minh toàn bộ lịch sử của chuỗi khối. Mặc dù có những thách thức này, các nút đầy đủ mang lại giá trị vô giá cho mạng, tăng cường sự phi tập trung và an ninh của nó. Đối với người dùng, chúng cung cấp mức độ bảo mật và quyền riêng tư cao nhất bằng cách xác minh tất cả các giao dịch tại chỗ mà không phụ thuộc vào máy chủ bên ngoài.

Nút nhẹ

Một nút nhẹ đại diện cho một lựa chọn đơn giản hóa mà không cần lưu trữ toàn bộ blockchain. Những nút này chỉ tải xuống tiêu đề của các khối và thông tin tối thiểu cần thiết để vận hành. Nhờ vào yêu cầu hệ thống thấp, chúng có thể hoạt động hiệu quả trên các thiết bị có tài nguyên hạn chế như điện thoại di động hoặc máy tính cơ bản. Quá trình đồng bộ hóa của chúng nhanh chóng đáng kể khi chỉ nhận được tiêu đề, mặc dù chúng phụ thuộc vào các nút đầy đủ để xác minh chi tiết, điều này có nghĩa là có một mức độ tin cậy nhất định vào bên thứ ba. Mặc dù đóng góp ít hơn vào sự an toàn chung của mạng, các nút nhẹ sử dụng phương pháp Xác minh Thanh toán Đơn giản (SPV) để kiểm tra các giao dịch cụ thể mà không cần tải xuống các khối đầy đủ.

Nodo minero

Một nút khai thác là một loại nút đầy đủ chuyên biệt mà, ngoài việc xác minh và phát tán giao dịch, còn tham gia tích cực vào việc tạo ra các khối mới. Những nút này chọn lọc cẩn thận các giao dịch đang chờ trong mempool để đưa vào các khối ứng cử, thường ưu tiên những giao dịch có phí cao hơn. Sau khi hình thành một khối với các giao dịch đã được xác minh, chúng cạnh tranh để giải quyết các vấn đề mã hóa phức tạp nhằm tìm ra giá trị (nonce) thỏa mãn các điều kiện độ khó do mạng lưới đặt ra. Khi một nút khai thác tìm thấy giải pháp, nó ngay lập tức phát tán khối mới khai thác của mình đến toàn bộ mạng để được xác minh và chấp nhận bởi các nút khác, từ đó nhận được phần thưởng tương ứng cho đóng góp của mình vào sự phát triển của chuỗi.