Từ "nút" có thể mang nhiều nghĩa khác nhau tùy theo ngữ cảnh, nhưng trong lĩnh vực tính toán và mạng lưới, nó thường chỉ một điểm có thể gửi, nhận hoặc chuyển tiếp thông tin. Một nút có thể là một thiết bị vật lý như máy tính hoặc máy chủ, hoặc thậm chí là một bản sao ảo đang chạy trên cơ sở hạ tầng chia sẻ. Nói một cách đơn giản, các nút là các điểm kết nối cho phép mạng lưới hoạt động.
Khi chúng ta chuyển ý tưởng này vào thế giới blockchain, các nút trở thành nền tảng của tính phi tập trung. Không có chúng, các hệ thống như Bitcoin sẽ không thể tồn tại như một loại tiền kỹ thuật số ngang hàng.
Các nút trong mạng Bitcoin
Bitcoin được thiết kế như một hệ thống phân tán thay vì một dịch vụ được quản lý tập trung. Thay vì dựa vào ngân hàng hay các nhà xử lý thanh toán, nó phụ thuộc vào một mạng lưới toàn cầu các máy tính độc lập giao tiếp trực tiếp với nhau. Những máy tính này chính là các nút Bitcoin.
Mỗi nút kết nối với mạng ngang hàng (P2P) của Bitcoin, nơi chúng trao đổi dữ liệu về các giao dịch và khối. Bất kỳ thiết bị nào chạy phần mềm liên quan đến Bitcoin và giao tiếp với mạng này đều có thể được coi là một nút, dù không phải tất cả các nút đều thực hiện cùng một vai trò. Trách nhiệm của chúng thay đổi tùy theo cách chúng được cấu hình và phần mềm nào đang chạy.
Sự đa dạng về vai trò này là một trong những lý do khiến Bitcoin có khả năng chịu đựng tốt, chống lại kiểm duyệt và có thể vận hành mà không cần bên trung gian.
Nút đầy đủ: Những người bảo vệ quy tắc
Các nút đầy đủ là những người tham gia quan trọng nhất trong mạng Bitcoin. Chúng tự kiểm tra các giao dịch và khối theo các quy tắc đồng thuận của Bitcoin, đảm bảo rằng không có điều gì không hợp lệ lọt qua. Vì chúng tự kiểm tra mọi thứ, nên các nút đầy đủ không cần tin tưởng ai khác.
Hầu hết các nút đầy đủ duy trì một bản sao lịch sử chuỗi khối, cho phép chúng xác minh dữ liệu mới từ đầu. Mặc dù về mặt kỹ thuật có thể vận hành với bộ dữ liệu giảm, nhưng đặc điểm chính của một nút đầy đủ là khả năng xác minh, chứ không phải kích thước lưu trữ.
Phần mềm được sử dụng phổ biến nhất để chạy một nút đầy đủ là Bitcoin Core. Việc chạy một nút đầy đủ đòi hỏi một máy tính hiện đại, không gian ổ đĩa đủ lớn để lưu trữ dữ liệu chuỗi khối, kết nối internet ổn định và sẵn sàng hoạt động liên tục trong thời gian dài. Nhiều người dùng chạy nút đầy đủ không vì lợi nhuận, mà để củng cố mạng lưới và duy trì quyền tự chủ cá nhân đối với các giao dịch của họ.
Hàng ngàn nút đầy đủ có thể truy cập công khai trên mạng Bitcoin, thường được gọi là "nút lắng nghe." Ngoài những nút này, còn rất nhiều nút khác hoạt động âm thầm phía sau tường lửa hoặc các công cụ bảo mật, góp phần vào tính phi tập trung mà không cần hiển thị.
Nút lắng nghe và siêu nút
Một nút lắng nghe, đôi khi được gọi một cách không chính thức là siêu nút, đơn giản là một nút đầy đủ có thể truy cập công khai. Những nút này chấp nhận kết nối đến từ các thành viên khác và tích cực chia sẻ dữ liệu chuỗi khối.
Vì chúng thường trực tuyến liên tục và duy trì nhiều kết nối người cùng cấp, các nút lắng nghe thường tiêu thụ nhiều băng thông và tài nguyên hệ thống hơn. Giá trị của chúng nằm ở việc giúp các nút mới đồng bộ nhanh chóng và đảm bảo dữ liệu giao dịch được lan truyền hiệu quả trên toàn cầu.
Nút khai thác và vai trò của chúng
Các nút khai thác được vận hành bởi những người tham gia cố gắng tạo ra các khối mới và nhận phần thưởng khối. Việc khai thác bản thân đòi hỏi phần cứng và phần mềm chuyên dụng, thường chạy song song với, chứ không nằm bên trong Bitcoin Core.
Các thợ mỏ đơn lẻ thường chạy nút đầy đủ của riêng họ để tự kiểm tra tính hợp lệ của các giao dịch trước khi cố gắng khai thác một khối. Tuy nhiên, trong các nhóm khai thác, chỉ cần người điều hành nhóm mới cần chạy nút đầy đủ, trong khi các thợ mỏ cá nhân chỉ đóng góp sức mạnh tính toán. Dù là cấu hình nào, các thợ mỏ vẫn phải gửi khối của mình lên mạng, nơi các nút đầy đủ sẽ xác minh xem các khối đó có tuân theo quy tắc hay không.
Sự phân biệt này rất quan trọng: các thợ mỏ đề xuất khối, nhưng chính các nút đầy đủ quyết định khối đó có được chấp nhận hay không.
Các nút nhẹ và khách hàng SPV
Không phải tất cả người dùng đều muốn hoặc cần chạy một nút đầy đủ. Các nút nhẹ, còn được gọi là khách hàng xác minh thanh toán đơn giản (SPV), được thiết kế để thuận tiện. Chúng không lưu trữ chuỗi khối hoặc xác minh hoàn toàn các giao dịch. Thay vào đó, chúng truy vấn các nút đầy đủ để lấy thông tin cần thiết.
Các khách hàng SPV kiểm tra xem các giao dịch có được bao gồm trong các khối hay không mà không cần tải xuống toàn bộ dữ liệu nền tảng. Điều này khiến chúng lý tưởng cho ví di động và sử dụng hàng ngày, nhưng đi kèm với một sự đánh đổi. Vì chúng phụ thuộc vào các nút khác để lấy thông tin, nên chúng không đóng góp trực tiếp vào an ninh mạng và phải đặt một mức độ tin tưởng nhất định vào các nút mà chúng kết nối.
Nút đầy đủ so với nút khai thác
Việc chạy một nút đầy đủ không giống như khai thác. Khai thác đòi hỏi đầu tư lớn về phần cứng và điện năng, trong khi việc chạy một nút xác thực hoàn toàn có thể tiếp cận được với hầu hết mọi người có máy tính tiêu chuẩn và kết nối internet.
Trước khi một thợ mỏ thậm chí cố gắng giải một bài toán mật mã, các giao dịch mà họ bao gồm phải đã được các nút đầy đủ chấp nhận là hợp lệ. Khi một thợ mỏ tìm ra lời giải và phát sóng một khối, chính các nút đầy đủ lại là những người xác minh và thực thi quy tắc. Nhờ vậy, sự đồng thuận được duy trì bởi các người xác thực, chứ không chỉ riêng các thợ mỏ.
Tại sao các nút lại quan trọng
Các nút Bitcoin liên tục giao tiếp với nhau qua giao thức P2P, chia sẻ và xác minh thông tin theo thời gian thực. Nếu một nút hành xử gian dối hoặc lan truyền dữ liệu không hợp lệ, các nút khác sẽ nhanh chóng phát hiện vấn đề và ngắt kết nối với nó.
Mặc dù việc chạy một nút đầy đủ không tạo ra lợi nhuận tài chính trực tiếp, nhưng nó mang lại điều quý giá không kém: niềm tin và kiểm soát. Bằng cách tự kiểm tra các giao dịch, người dùng giảm sự phụ thuộc vào bên thứ ba, cải thiện quyền riêng tư và góp phần bảo vệ mạng lưới khỏi các cuộc tấn công như chi tiêu kép.
Nói một cách ngắn gọn, các nút chính là những gì giữ cho Bitcoin trung thực. Chúng đảm bảo các quy tắc được tuân thủ, sổ cái luôn chính xác và hệ thống duy trì tính phi tập trung – đúng như thiết kế ban đầu.