Định nghĩa của một nút có thể khác nhau đáng kể tùy thuộc vào ngữ cảnh mà nó được sử dụng. Khi nói đến mạng máy tính hoặc viễn thông, các nút có thể phục vụ các mục đích khác nhau, như điểm phân phối lại hoặc điểm cuối truyền thông. Thông thường, một nút bao gồm một thiết bị mạng vật lý, nhưng có một số trường hợp cụ thể sử dụng các nút ảo.
Nói một cách đơn giản, nút mạng là một điểm mà tại đó tin nhắn có thể được tạo, nhận hoặc truyền đi. Tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về các loại nút Bitcoin khác nhau: nút đầy đủ, siêu nút, nút khai thác và máy khách SPV.
Các nút của Bitcoin
Đi sâu vào bối cảnh của các chuỗi khối, được thiết kế dưới dạng hệ thống phân tán, mạng lưới các nút điện toán là điều giúp Bitcoin có thể được sử dụng như một loại tiền kỹ thuật số ngang hàng (P2P) phi tập trung có khả năng chống kiểm duyệt theo thiết kế, và không yêu cầu người trung gian thực hiện giao dịch từ người dùng này sang người dùng khác (bất kể họ ở xa đến đâu trên thế giới).
Do đó, các nút blockchain chịu trách nhiệm hoạt động như một điểm liên lạc có thể thực hiện các chức năng khác nhau. Bất kỳ máy tính hoặc thiết bị nào kết nối với giao diện Bitcoin đều có thể được coi là một nút theo nghĩa là chúng giao tiếp với nhau theo một cách nào đó. Các nút này cũng có thể truyền thông tin về các giao dịch và khối trong mạng máy tính phân tán bằng cách sử dụng giao thức ngang hàng của Bitcoin. Tuy nhiên, mỗi nút máy tính được xác định theo các chức năng cụ thể của nó, đó là lý do tại sao có nhiều loại nút Bitcoin khác nhau.
Các nút đầy đủ
Các nút đầy đủ là những nút thực sự hỗ trợ và cung cấp bảo mật cho Bitcoin và rất cần thiết cho mạng. Các nút này còn được gọi là nút xác thực đầy đủ vì chúng tham gia vào quá trình xác minh các giao dịch và chặn các quy tắc đồng thuận của hệ thống. Các nút đầy đủ cũng có thể phát các giao dịch và khối mới lên blockchain.
Thông thường, một nút đầy đủ tải xuống một bản sao của chuỗi khối Bitcoin với mỗi khối và giao dịch, nhưng đây không phải là yêu cầu bắt buộc để được coi là một nút đầy đủ (thay vào đó có thể sử dụng bản sao rút gọn của chuỗi khối).
Một nút đầy đủ của Bitcoin có thể được thiết lập thông qua việc triển khai phần mềm khác nhau, nhưng phần mềm được sử dụng và phổ biến nhất là Bitcoin Core. Đây là những yêu cầu tối thiểu để chạy nút đầy đủ Bitcoin Core:
Máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay chạy phiên bản Windows, Mac OS X hoặc Linux mới nhất.
200 GB dung lượng đĩa trống.
Bộ nhớ 2GB (RAM).
Kết nối Internet tốc độ cao với tốc độ tải lên ít nhất 50 kB/s.
Kết nối không được đáp ứng hoặc kết nối có giới hạn tải cao. Các nút đầy đủ có thể đạt hoặc vượt mức sử dụng tải lên 200 GB/tháng và mức sử dụng tải xuống 20 GB/tháng. Bạn cũng sẽ cần tải xuống ~200 GB khi lần đầu tiên khởi động nút đầy đủ của mình.
Nút đầy đủ của bạn phải chạy ít nhất 6 giờ một ngày. Còn tốt hơn nếu bạn chạy nó liên tục (24/7).
Nhiều tổ chức và người dùng tình nguyện đang chạy các nút đầy đủ của Bitcoin như một cách để hỗ trợ hệ sinh thái Bitcoin. Hiện tại, có khoảng 9.700 nút công khai đang chạy trên mạng Bitcoin. Lưu ý rằng con số này chỉ bao gồm các nút công khai, đề cập đến các nút Bitcoin đang nghe có thể nhìn thấy và có thể truy cập được (còn được gọi là các nút nghe).
Ngoài các nút công khai, còn có nhiều nút ẩn khác không thể nhìn thấy (nút chưa nghe thấy). Các nút này thường hoạt động đằng sau tường lửa, thông qua các giao thức ẩn như Tor hoặc đơn giản vì chúng được cấu hình để không nghe kết nối.
Các nút nghe (Siêu nút)
Về cơ bản, nút nghe hoặc siêu nút là nút đầy đủ được hiển thị công khai. Nó giao tiếp và cung cấp thông tin cho bất kỳ nút nào khác quyết định thiết lập kết nối với nó. Do đó, siêu nút về cơ bản là một điểm phân phối lại có thể đóng vai trò vừa là nguồn dữ liệu vừa là cầu nối liên lạc.
Một siêu nút đáng tin cậy thường chạy 24/7 và có nhiều kết nối được thiết lập, truyền lịch sử chuỗi khối và dữ liệu giao dịch đến nhiều nút trên khắp thế giới. Vì lý do đó, một siêu nút có thể sẽ yêu cầu nhiều sức mạnh tính toán hơn và kết nối Internet tốt hơn so với một nút đầy đủ bị ẩn.
Các nút của thợ mỏ
Để khai thác Bitcoin trong bối cảnh cạnh tranh hiện nay, người ta phải đầu tư vào phần cứng và phần mềm khai thác chuyên dụng. Các chương trình (phần mềm) khai thác này không liên quan trực tiếp đến Bitcoin Core và chạy song song để kiểm tra và khai thác các khối Bitcoin. Người khai thác có thể chọn làm việc một mình (Solo Miner) hoặc theo nhóm (Mining Pool).
Trong khi các nút đầy đủ của thợ mỏ đơn lẻ sử dụng bản sao chuỗi khối của riêng họ thì các nhóm khai thác hoạt động cùng nhau, mỗi nhóm đóng góp tài nguyên tính toán (hashpower) của riêng mình. Trong nhóm khai thác, chỉ quản trị viên nhóm phải chạy một nút đầy đủ, nút này có thể được gọi là nút đầy đủ của nhóm khai thác.
Khách hàng hạng nhẹ hoặc khách hàng SPV
Còn được gọi là ứng dụng khách Xác minh thanh toán đơn giản (SPV), ứng dụng khách hạng nhẹ là những ứng dụng sử dụng mạng Bitcoin nhưng không thực sự hoạt động như một nút đầy đủ. Do đó, khách hàng SPV không đóng góp vào tính bảo mật của mạng vì họ không duy trì bản sao của blockchain và không tham gia vào quá trình xác minh và xác thực giao dịch.
Nói tóm lại, SPV là phương pháp mà người dùng có thể xác minh xem một số giao dịch có được đưa vào một khối hay không mà không cần phải tải xuống toàn bộ dữ liệu khối. Do đó, máy khách SPV dựa vào thông tin được cung cấp bởi các nút đầy đủ khác (siêu nút). Máy khách mỏng hoạt động như điểm cuối liên lạc và được nhiều ví tiền điện tử sử dụng.
Máy khách và nút khai thác
Điều quan trọng cần lưu ý là việc chạy một nút đầy đủ không giống như chạy một nút khai thác đầy đủ. Trong khi các thợ mỏ phải đầu tư vào phần cứng và phần mềm khai thác đắt tiền thì bất kỳ ai cũng có thể chạy một nút xác thực đầy đủ. Ngoài ra, trước khi cố gắng khai thác một khối, người khai thác phải thu thập các giao dịch đang chờ xử lý trước đó được các nút đầy đủ chấp nhận là hợp lệ. Sau đó, người khai thác tạo một khối ứng viên (với một tập hợp các giao dịch) và cố gắng khai thác khối đó. Nếu người khai thác tìm được giải pháp hợp lệ cho khối đó, nó sẽ phát nó lên mạng và các nút đầy đủ khác sẽ xác minh tính hợp lệ của khối. Do đó, các quy tắc đồng thuận được xác định và đảm bảo bởi mạng lưới phân phối của các nút xác thực chứ không phải bởi những người khai thác.
Phần kết luận
Các nút Bitcoin giao tiếp với nhau thông qua giao thức mạng P2P của Bitcoin và làm như vậy sẽ đảm bảo tính toàn vẹn của hệ thống. Một nút hoạt động sai hoặc cố gắng phát tán thông tin không chính xác sẽ nhanh chóng được các nút trung thực nhận ra và bị ngắt kết nối khỏi mạng.
Mặc dù thực tế là việc chạy một nút xác thực đầy đủ không mang lại phần thưởng tài chính nhưng nó rất được khuyến khích vì nó mang lại sự tin cậy, bảo mật và quyền riêng tư cho người dùng. Các nút đầy đủ đảm bảo rằng các quy tắc được tuân theo. Chúng bảo vệ blockchain khỏi các cuộc tấn công và gian lận (chẳng hạn như chi tiêu gấp đôi). Hơn nữa, một nút đầy đủ không cần phải tin tưởng người khác và cho phép người dùng có toàn quyền kiểm soát tiền của họ.