Định nghĩa của một nút có thể thay đổi tùy thuộc vào ngữ cảnh. Khi nói đến mạng máy tính hoặc viễn thông, các nút có thể hoạt động như một điểm phân phối lại hoặc là điểm cuối liên lạc. Thông thường, một nút bao gồm một thiết bị mạng vật lý, nhưng trong một số trường hợp, các nút ảo được sử dụng.
Nút mạng là điểm mà tại đó tin nhắn có thể được tạo, nhận hoặc truyền đi. Trong bài viết, chúng ta sẽ thảo luận về các loại nút khác nhau trong Bitcoin: nút đầy đủ, siêu nút, nút khai thác và máy khách SPV.
Nút bitcoin
Đi sâu vào bối cảnh của các chuỗi khối, được thiết kế dưới dạng hệ thống phân tán, chúng ta có thể nói rằng mạng lưới các nút máy tính cho phép Bitcoin được sử dụng như một loại tiền kỹ thuật số ngang hàng phi tập trung (P2P). Do đó, nó được thiết kế để chống kiểm duyệt và không yêu cầu trung gian cho các giao dịch giữa người dùng với người dùng (bất kể họ ở xa đến đâu trên thế giới).
Và các nút blockchain hoạt động như một điểm giao tiếp có thể thực hiện nhiều 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 tương tác 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 giao thức Bitcoin ngang hàng. Tuy nhiên, mỗi nút máy tính được xác định theo chức năng cụ thể của nó nên có nhiều loại nút Bitcoin khác nhau.
Ghi chú đầy đủ
Các nút đầy đủ là những nút thực sự hỗ trợ và bảo mật Bitcoin và rất cần thiết cho mạng. Các nút này cũng có thể được gọi là nút xác thực toàn chu kỳ, vì chúng tham gia vào quá trình xác minh các giao dịch và chặn các quy tắc đồng thuận của hệ thống. Ngoài ra, các nút đầy đủ có thể thực hiện các giao dịch và khối mới vào chuỗi khối.
Nút đầy đủ thường tải xuống 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 nút đầy đủ (thay vào đó có thể sử dụng bản sao thu nhỏ của chuỗi khối).
Một nút chính thức có thể được tạo bằng cách sử dụng nhiều phần mềm triển khai khác nhau, nhưng phổ biến và phổ biến nhất là Bitcoin Core. Dưới đây là các yêu cầu tối thiểu để chạy một nút Bitcoin Core đầy đủ:
Máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay có 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 xuống ít nhất 50 KB/s.
Kết nối không giới hạn hoặc kết nối có giới hạn tải lên cao. Các nút trực tuyến đầy đủ có thể tải lên 200 GB mỗi tháng và tải xuống 20 GB mỗi tháng. Bạn cũng cần tải xuống khoảng 200GB trong lần đầu tiên chạy một nút đầy đủ.
Full node của bạn phải hoạt động ít nhất 6 giờ một ngày. Sẽ tốt hơn nếu nút hoạt động liên tục (24/7).
Nhiều tổ chức tình nguyện và người dùng đang sử dụng các nút Bitcoin đầy đủ để hỗ trợ hệ sinh thái Bitcoin. Tính đến năm 2022, có hơn 10.000 nút công khai chạy trên mạng Bitcoin. Lưu ý rằng con số này chỉ tính các nút công khai, đề cập đến các nút Bitcoin mở có thể nhìn thấy và có thể truy cập được (các nút nghe).
Ngoài các nút công khai, còn có nhiều nút ẩn khác không thể nhìn thấy được. Các nút này thường được tường lửa thông qua các giao thức ẩn như Tor, hoặc đơn giản vì chúng đã được cấu hình để kết nối không thể bị "nghe lén".
Các nút mở (siêu nút)
Về bản chất, siêu nút là một nút công khai chính thức. Nó giao tiếp và cung cấp thông tin cho bất kỳ nút nào khác chọn kết nối với nó. Vì vậy, trên thực tế, siêu nút là một điểm phân phối lại có thể hoạt động như một nguồn dữ liệu và 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. Do đó, một siêu nút có thể sẽ cần nhiều sức mạnh tính toán hơn và kết nối Internet tốt hơn so với một nút đầy đủ bị ẩn.
Các nút khai thác
Để có thể khai thác Bitcoin trong môi trường cạnh tranh hiện nay, cần phải đầu tư vào thiết bị 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 với việc khai thác các khối Bitcoin. Người khai thác có thể làm việc một mình (thợ mỏ solo) hoặc theo nhóm (thợ mỏ nhóm).
Trong khi các nút đầy đủ của các công cụ khai thác đơn lẻ sử dụng bản sao blockchain của riêng họ, thì các công cụ khai thác nhóm làm việc cùng nhau, mỗi công cụ đóng góp tài nguyên máy tính của riêng họ (sức mạnh băm). Trong nhóm khai thác, chỉ quản trị viên nhóm mới được chạy một nút đầy đủ, nút này có thể được gọi là nút đầy đủ của nhóm khai thác.
Khách hàng hạng nhẹ hoặc SPV
Còn được gọi là ứng dụng khách xác minh thanh toán đơn giản hóa (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 lưu trữ bản sao của blockchain và không tham gia vào quá trình xác minh và xác nhận giao dịch.
SPV là phương pháp mà người dùng có thể xác minh xem một số giao dịch nhất định đã được thêm vào một khối hay chưa mà không cần phải tải xuống tất cả dữ liệu khối. Do đó, máy khách SPV dựa vào thông tin được cung cấp bởi các nút đầy đủ khác (siêu nút). Các ứng dụng khách nhẹ hoạt động như điểm cuối và được nhiều ví tiền điện tử sử dụng.
Các nút máy khách và 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. Mặc dù các thợ mỏ phải đầu tư vào phần cứng và phần mềm khai thác đắt tiền nhưng bất kỳ ai cũng có thể chạy một nút với chu trình xác thực đầy đủ.
Trước khi cố gắng khai thác một khối, người khai thác cần thu thập các giao dịch đang chờ xử lý trước đó đã được công nhận là các nút đầy đủ hợp lệ. Sau đó, người khai thác tạo một khối ứng cử viên (với một nhóm giao dịch) và cố gắng khai thác khối đó. Nếu người khai thác thành công trong việc tìm ra giải pháp hợp lệ cho khối ứng viên của mình, nó sẽ truyền giải pháp đó tới mạng để các nút đầy đủ khác có thể xác minh tính hợp lệ của khối. Do đó, các quy tắc đồng thuận được xác định và thực thi bởi một mạng lưới phân tán gồm các nút xác thực chứ không phải bởi các thợ mỏ.
Kết quả
Các nút Bitcoin tương tác với nhau thông qua giao thức mạng Bitcoin P2P và do đó đảm bảo tính toàn vẹn của hệ thống. Một nút cố gắng thực hiện các hoạt động gian lận hoặc truyền bá thông tin không chính xác sẽ nhanh chóng được các nút trung thực nhận ra và bị ngắt kết nối khỏi mạng.
Mặc dù không có phần thưởng tài chính cho việc chạy một nút trong suốt chu trình xác thực đầy đủ, nhưng hành động này rất được khuyến khích vì nó đảm bảo sự tin cậy, bảo mật và quyền riêng tư của người dùng. Các nút đầy đủ đảm bảo tuân thủ. Chúng bảo vệ blockchain khỏi các cuộc tấn công và gian lận (ví dụ: khỏi chi tiêu gấp đôi). Ngoài ra, một nút đầy đủ không cần phải tin tưởng người khác và cho phép người dùng có toàn quyền kiểm soát tiền của họ.