Hiểu về Nút Blockchain: Tại sao chúng là xương sống của Phi tập trung

Các mạng Blockchain có vẻ trừu tượng cho đến khi bạn hiểu những gì thực sự làm cho chúng hoạt động. Câu trả lời? Các nút Blockchain. Đây không chỉ là cơ sở hạ tầng kỹ thuật - chúng là các sổ cái phân tán, Người xác thực và những người bảo vệ an ninh giúp các mạng phi tập trung trở nên khả thi. Nếu bạn từng tự hỏi nút trong blockchain là gì hoặc tại sao ví Bitcoin của bạn cần chúng, sự phá vỡ này sẽ giúp bạn hiểu toàn bộ bức tranh.

Node Blockchain Thực Sự Làm Gì?

Về cốt lõi, node trong blockchain là gì rất đơn giản: nó là một máy tính chạy phần mềm của blockchain, duy trì một bản sao của sổ cái và xác thực các giao dịch. Nhưng công việc thực sự đi sâu hơn.

Mỗi nút thực hiện ba chức năng quan trọng:

Xác thực sự thật. Trước khi bất kỳ giao dịch nào được ghi lại, một nút kiểm tra ba điều: Người gửi có thực sự sở hữu số tiền không? Chữ ký có hợp lệ không? Những đồng coin này đã được chi tiêu ở nơi khác chưa? Việc kiểm tra ba lần này ngăn chặn gian lận và chi tiêu gấp đôi - mối đe dọa lớn nhất đối với tiền tệ kỹ thuật số.

Lưu trữ lịch sử. Mỗi nút đầy đủ mang toàn bộ lịch sử blockchain trên ổ cứng của nó. Blockchain của Bitcoin một mình đã có hơn 550 GB. Tại sao lại giữ tất cả dữ liệu này? Bởi vì không thể giả mạo hoặc viết lại lịch sử khi hàng ngàn nút độc lập giữ những bản sao giống hệt nhau. Một nút bị tấn công không có nghĩa lý gì khi 10,000 nút khác có phiên bản thực.

Giữ cho mạng lưới hoạt động. Các nút thường xuyên trao đổi thông tin với nhau, chia sẻ các giao dịch và khối mới. Sự giao tiếp ngang hàng này là điều làm cho blockchain phi tập trung—không có máy chủ trung tâm nào có thể bị ngưng hoạt động hoặc bị kiểm duyệt.

Lý do thực sự tại sao các nút quan trọng đối với sự phi tập trung

Đây là lý do tại sao khái niệm về các nút blockchain lại quan trọng đến vậy: các cơ sở dữ liệu truyền thống được kiểm soát bởi các công ty. Các nút blockchain đảo ngược điều này. Thay vì tin tưởng vào một thực thể, bạn đang tin tưởng vào toán học và sự đồng thuận phân tán.

Bitcoin có khoảng 40.000 nút đầy đủ trên toàn thế giới. Ethereum có khoảng 200.000. Để tấn công thành công một trong hai mạng, bạn cần phải xâm phạm phần lớn các nút này đồng thời—điều này gần như là không thể. Đó không phải là bảo mật thông qua sự mơ hồ; mà là bảo mật thông qua sự phân phối.

Điều đẹp đẽ là các nút phân quyền truy cập. Bạn không cần xin phép để chạy một cái. Bạn không cần phải là triệu phú. Bạn chỉ cần không gian đĩa, RAM, và băng thông. Đây là phân quyền trong thực tế.

Giải thích các loại nút Blockchain khác nhau

Không phải tất cả các nút đều được tạo ra như nhau. Hệ sinh thái blockchain sử dụng nhiều loại nút khác nhau, mỗi loại có một nhiệm vụ cụ thể:

Node đầy đủ là những người gánh vác chính. Họ lưu trữ toàn bộ khối blockchain (700 GB cho Bitcoin, khoảng 1 TB cho Ethereum) và xác thực mọi giao dịch và khối. Họ là những người thực sự kiểm tra các quy tắc. Chạy một node đầy đủ giống như là một công chứng viên cho blockchain—bạn không trở nên giàu có, nhưng bạn đang đảm bảo tính toàn vẹn.

Node nhẹ bỏ qua việc xử lý nặng nề. Còn được gọi là SPV (Xác minh thanh toán đơn giản), chúng chỉ lưu trữ tiêu đề khối và dựa vào các node đầy đủ để xác minh. Ví tiền điện tử trên điện thoại của bạn sử dụng một node nhẹ. Đánh đổi: cần ít dung lượng lưu trữ hơn, nhưng đảm bảo an ninh hơi kém hơn.

Nút khai thác ( trong các hệ thống Proof of Work như Bitcoin) cạnh tranh để giải các câu đố toán học phức tạp. Người đầu tiên giải được sẽ được thêm khối tiếp theo và kiếm được cryptocurrency. Điều này tốn kém về mặt tính toán nhưng giữ cho Bitcoin an toàn.

Nút staking là sự tiến hóa của Ethereum. Thay vì đua nhau giải các câu đố, Người xác thực khóa 32 ETH làm tài sản thế chấp và được chọn ngẫu nhiên để đề xuất và xác thực các khối. Điều này sử dụng ít năng lượng hơn 99,9% so với khai thác và vẫn giữ cho mạng lưới an toàn.

Masternodes là các nút đầy đủ nâng cao thực hiện thêm công việc—giao dịch tức thì, bỏ phiếu quản trị, tính năng riêng tư—và đôi khi kiếm được phần thưởng cho điều đó. Chúng giống như cơ sở hạ tầng chuyên biệt hơn là các nút cơ bản.

Cách các nút Blockchain đạt được thỏa thuận: Cơ chế đồng thuận

Đây là nơi mà các nút blockchain chứng minh giá trị của chúng: làm thế nào mà hàng nghìn máy tính trên khắp thế giới đồng ý về một phiên bản duy nhất của sự thật mà không cần phải tin tưởng lẫn nhau?

Bằng chứng công việc khiến họ cạnh tranh. Các nút gọi là thợ mỏ giải các bài toán toán học ngày càng khó hơn. Người chiến thắng sẽ đề xuất khối tiếp theo. Mọi người khác xác minh tính hợp pháp của nó. Nếu 99% các nút đồng ý rằng nó hợp lệ, nó sẽ được thêm vào chuỗi. Bitcoin sử dụng điều này.

Proof of Stake khiến họ phải chịu trách nhiệm. Các nút đặt cược tiền điện tử làm tài sản đảm bảo. Nếu họ xác thực một khối gian lận, họ sẽ mất khoản đặt cược của mình (được gọi là “slashing”). Điều này tạo ra động lực tài chính cho sự trung thực mà không lãng phí sức mạnh tính toán. Ethereum đã chuyển sang điều này vào năm 2022.

Cả hai hệ thống đảm bảo rằng các nút blockchain riêng lẻ không thể gian lận hệ thống - toán học và kinh tế ngăn chặn điều đó.

Thách thức thực tiễn: Vận hành Node Blockchain của riêng bạn

Việc vận hành một nút blockchain không đáng sợ như nó nghe, nhưng cũng không phải là điều đơn giản.

Lưu trữ là rào cản đầu tiên. Bitcoin yêu cầu tối thiểu 700 GB, Ethereum khoảng 1 TB. Đây không phải là năm 2005 nữa—bạn sẽ muốn một SSD, không phải một ổ cứng cũ. Việc đồng bộ ban đầu mất vài ngày hoặc vài tuần tùy thuộc vào băng thông của bạn.

Internet rất quan trọng. Các nút Bitcoin tải lên khoảng 5 GB mỗi ngày và tải xuống 500 MB mỗi ngày. Các nút Ethereum có thể tiêu tốn băng thông nhiều hơn nữa. Nếu bạn có một gói internet giới hạn, hãy xem xét lại dự án này.

Phần mềm thì dễ quản lý. Bitcoin Core rất đơn giản để tải xuống và chạy. Ethereum sử dụng các client như Geth hoặc Nethermind. Chỉ cần chỉ định chúng đến mạng, để chúng đồng bộ, giữ cho chúng cập nhật. Đó là hầu hết mọi thứ.

Chi phí năng lượng và phần cứng tăng lên. Một node đầy đủ hoạt động 24/7. Điều đó khoảng 600-1200 kWh mỗi năm tùy thuộc vào cấu hình của bạn. Ở những vùng có điện đắt đỏ, điều này có thể tốn $100-300/năm chỉ riêng về năng lượng.

Bảo trì kỹ thuật đang diễn ra. Khi giao thức blockchain được nâng cấp, phần mềm của nút của bạn cần phải được cập nhật. Điều này không khó, nhưng bạn không thể chỉ đặt nó và quên đi.

Tại sao nhiều người nên cân nhắc việc vận hành một Node Blockchain

Câu hỏi về động lực: Bạn có kiếm tiền khi chạy một nút đầy đủ Bitcoin không? Không có phần thưởng trực tiếp. Nhưng bạn nhận được quyền riêng tư tuyệt đối, không có rủi ro kiểm duyệt, và sự hài lòng khi hỗ trợ chủ quyền tài chính.

Staking Ethereum thì khác. Khóa 32 ETH và bạn kiếm được khoảng 3-4% hàng năm trên số tiền đặt cược chỉ bằng cách vận hành một nút xác thực. Điều này hoàn toàn phù hợp với lợi ích—mạng lưới trả cho bạn để trung thực.

Đối với hầu hết mọi người, động lực thực sự là triết lý: chứng minh rằng bạn tin vào phân quyền đủ để thực sự tham gia vào nó, chứ không chỉ là mua token.

Kết luận về Node trong Blockchain

Hiểu biết về các nút blockchain biến đổi cách bạn nghĩ về tiền điện tử. Nó không phải là phép thuật. Nó không phải là một máy chủ bí ẩn nào đó trên đám mây. Nó là hàng ngàn người bình thường và các tổ chức đang chạy phần mềm mà tập thể đảm bảo không ai có thể kiểm soát nguồn cung tiền hoặc đảo ngược giao dịch.

Điều đó thật tuyệt vời. Đó là toàn bộ ý nghĩa của tiền điện tử.

Cho dù bạn đang vận hành một nút, chỉ sử dụng một nút thông qua ví của bạn, hay chỉ đơn giản là hiểu những gì đang xảy ra bên trong, bạn đang tham gia vào một trong những mạng ngang hàng thực sự đầu tiên của nhân loại. Các nút Blockchain làm cho nó hoạt động.