Hiểu về các nút Blockchain: Nền tảng của các mạng phi tập trung

Công nghệ blockchain vận hành tiền điện tử mà không cần các ngân hàng, chính phủ hoặc tập đoàn xử lý giao dịch. Thay vào đó, nó dựa vào một mạng lưới phân tán các nút blockchain để xác thực, lưu trữ và truyền dữ liệu giao dịch qua hệ thống. Không có các nút, các mạng thanh toán phi tập trung đơn giản không thể hoạt động. Dù bạn là nhà giao dịch, nhà đầu tư hay người quan sát tò mò, việc hiểu cách hoạt động của các nút blockchain là điều cần thiết để nắm bắt lý do tại sao tiền điện tử hoạt động khác biệt so với các hệ thống tài chính truyền thống.

Các Nút Blockchain Thực Sự Hoạt Động Như Thế Nào?

Về cơ bản, một nút blockchain là bất kỳ thiết bị hoặc phần mềm nào kết nối với mạng tiền điện tử và thực hiện các nhiệm vụ thiết yếu như lưu trữ hồ sơ giao dịch và giao tiếp với các thành viên khác trong mạng. Các nút không nhất thiết phải là máy tính chuyên dụng—chúng có thể là máy tính bình thường, máy chủ, thiết bị di động hoặc thậm chí là các nút hoạt động trên các giải pháp layer-2 được thiết kế đặc biệt để giao dịch nhanh hơn.

Phép màu thực sự xảy ra thông qua thuật toán đồng thuận—đây là các “quy tắc” xác định cách các nút đồng ý về trạng thái hiện tại của blockchain. Các blockchain khác nhau sử dụng các thuật toán khác nhau, nhưng hai cơ chế chiếm ưu thế là: Proof-of-Work (PoW) và Proof-of-Stake (PoS).

Trên Blockchain Proof-of-Work như Bitcoin, các nút gọi là “thợ mỏ” sử dụng sức mạnh tính toán để giải các câu đố toán học phức tạp. Thợ mỏ đầu tiên giải được câu đố sẽ thêm các giao dịch mới vào blockchain và nhận phần thưởng bằng crypto. Bitcoin tạo ra một câu đố mới mỗi 10 phút, và các thợ mỏ phải xác nhận mỗi giao dịch sáu lần trước khi nó được ghi nhận vĩnh viễn. Hệ thống này giữ cho Bitcoin an toàn nhưng tiêu thụ năng lượng khổng lồ.

Blockchain Proof-of-Stake như Ethereum (sau Merge năm 2022) hoạt động khác biệt. Thay vì cạnh tranh bằng sức mạnh tính toán, các validator khóa một lượng tiền điện tử nhất định làm tài sản thế chấp. Ví dụ, Ethereum validator phải đặt cọc 32 ETH. Đổi lại, họ nhận phần thưởng khi xác thực các giao dịch. Nếu validator hành xử gian lận, mạng tự động “cắt” (trừ đi) phần crypto đã đặt cọc của họ—một biện pháp răn đe mạnh mẽ chống gian lận. Các chuỗi PoS lớn khác gồm Solana, Cardano và Polkadot.

Các Loại Nút Blockchain Khác Nhau

Không phải tất cả các nút đều giống nhau. Chúng có trách nhiệm và yêu cầu kỹ thuật khác nhau:

Full Nodes lưu trữ toàn bộ lịch sử giao dịch (gọi là “sổ cái”) của toàn bộ blockchain. Đây là các nút nặng ký—yêu cầu dung lượng lưu trữ và năng lượng lớn để vận hành, nhưng rất quan trọng cho an ninh mạng. Full nodes cũng xác thực và phát tán các giao dịch mới.

Lightweight Nodes (hoặc “nút phần nhỏ”) cho phép người dùng tham gia vào crypto mà không cần tải toàn bộ blockchain. Khi bạn dùng ví crypto để gửi Bitcoin hoặc đồng coin khác, bạn đang dùng một nút phần nhỏ. Các nút này cho phép giao dịch nhưng không thể xác thực các khối độc lập.

Mining Nodes chỉ tồn tại trên các blockchain Proof-of-Work. Bitcoin, Dogecoin, Litecoin và Bitcoin Cash đều dựa vào các nút khai thác sử dụng máy tính chuyên dụng (gọi là ASIC rigs trên Bitcoin) để giải thuật và xác nhận giao dịch.

Staking Nodes vận hành các mạng Proof-of-Stake bằng cách khóa tiền điện tử để xác thực các giao dịch và nhận phần thưởng. Mô hình này tiết kiệm năng lượng hơn so với khai thác.

Layer-2 Nodes (hoặc “nút lightning”) xử lý các giao dịch trên các blockchain phụ trước khi thanh toán trên chuỗi chính. Mạng Lightning của Bitcoin sử dụng phương pháp này để giảm tắc nghẽn và cho phép hoạt động giao dịch nhanh, chi phí thấp.

Authority Nodes hoạt động trên các blockchain sử dụng Proof-of-Authority (PoA), nơi các validator được phê duyệt trước để bảo vệ mạng. Chuỗi PoA hy sinh một phần tính phi tập trung để đạt tốc độ giao dịch nhanh hơn và phí thấp hơn.

Tại Sao Các Nút Blockchain Quan Trọng?

Các nút là xương sống của công nghệ blockchain. Không có chúng, các mạng phi tập trung không thể xử lý giao dịch hoặc đạt thỏa thuận. Các nút cũng thúc đẩy các đổi mới Web3—đặc biệt là các ứng dụng phi tập trung (dApps) chạy trực tiếp trên blockchain thay vì dựa vào các máy chủ tập trung.

Trong DeFi (tài chính phi tập trung), các nút cung cấp nền tảng không tin cậy cho giao dịch, cho vay và mượn tài sản crypto. Các ứng dụng này chống kiểm duyệt và chú trọng quyền riêng tư hơn so với các ứng dụng truyền thống vì chúng được duy trì bởi các mạng lưới nút phân tán thay vì các công ty đơn lẻ.

Vấn Đề An Ninh: Liệu Các Nút Blockchain Có Thể Bị Tấn Công?

Về lý thuyết, có—nhưng về thực tế, điều này cực kỳ khó xảy ra trên các mạng lớn. Để làm hỏng một blockchain như Bitcoin, kẻ tấn công cần kiểm soát 51% sức mạnh tính toán của mạng. Quy mô lớn của Bitcoin khiến điều này quá đắt đỏ; chi phí có thể vượt quá phần thưởng tiềm năng.

Các blockchain nhỏ hơn dễ bị tấn công hơn. Ethereum Classic và Bitcoin Gold đã từng trải qua các cuộc tấn công 51%. Tuy nhiên, khi mạng lớn hơn và phân tán hơn, việc tấn công trở nên ít khả thi hơn. Các blockchain PoS còn bổ sung lớp bảo vệ nữa thông qua “slashing”—việc tự động trừ phần stake của validator nếu họ vi phạm quy tắc.

Bạn Có Thể Tự Mình Chạy Một Nút Blockchain Không?

Có, nếu blockchain đó có mã nguồn mở. Tuy nhiên, mỗi mạng có yêu cầu phần cứng và phần mềm riêng biệt. Chạy một full node của Bitcoin đòi hỏi dung lượng lưu trữ và năng lượng lớn—và ngày càng khó khăn hơn để vận hành một trang trại khai thác cạnh tranh. Các chuỗi PoS thường có mức đặt cọc tối thiểu cao; Ethereum yêu cầu 32 ETH để trở thành validator.

Nút phần nhỏ là ngoại lệ. Hầu hết mọi người có thể dễ dàng chạy các nút phần nhỏ qua ví crypto và tham gia giao dịch mà không cần thiết bị đắt tiền hoặc ký quỹ. Nếu bạn muốn dùng ví crypto để giao dịch, mua hoặc giữ tiền điện tử, bạn đã tương tác với blockchain qua các nút phần nhỏ rồi.

Bài học rút ra: vận hành nút chuyên nghiệp đòi hỏi đầu tư, nhưng tham gia thụ động vẫn dễ tiếp cận với mọi người. Khi hạ tầng blockchain tiếp tục trưởng thành, việc chạy các loại nút khác nhau có thể trở nên dễ dàng và tiết kiệm hơn cho những ai muốn hỗ trợ mạng lưới mình chọn.