Node là gì? Những điều cần biết về node trong blockchain từ A - Z

Node là gì?

Node thực chất là mạng lưới các nút giúp vận hành blockchain thông qua việc lưu trữ và trao đổi dữ liệu. Đây cũng được xem là nền tảng quan trọng giúp cấu thành và duy trì hoạt động của blockchain dựa trên nguyên tắc mạng P2P (peer to peer).

Mỗi node có thể thực hiện các chức năng khác nhau và luôn được cập nhật một cách nhanh chóng để đảm bảo tính bảo mật, an toàn cho mạng lưới. Ngoài ra, node đó có thể là bất kỳ thiết bị điện tử nào như máy tính, điện thoại, TV hay thậm chí là máy in…. Chỉ cần chúng kết nối được với Internet và có thêm địa chỉ IP thì sẽ tạo thành một node hoàn chỉnh.

Cách node hoạt động trong blockchain

Các node trong blockchain thực hiện đa dạng các nhiệm vụ khác nhau để đảm bảo toàn bộ mạng lưới hoạt động một cách hiệu quả. Trên thực tế, khi một block mới xuất hiện và được thêm vào blockchain bởi thợ đào (validator), thông tin này sẽ được truyền đến một phần hoặc tất cả các node. Điều đó tùy thuộc vào thuật toán đồng thuận mà mỗi blockchain sử dụng.

Lúc này, nhiệm vụ của node là kiểm tra các block giao dịch có hợp lệ hay không và từ đó có thể chấp nhận block đó hoặc ngược lại. Một khi node hoàn tất việc xác thực và chấp nhận giao dịch mới, chúng sẽ lưu trữ block đó trên đầu các block còn lại trong mạng lưới.

Hơn nữa, các node sẽ cung cấp đầy đủ những thông tin về lịch sử giao dịch này đến nhiều node khác nhằm mục đích đồng bộ hóa toàn bộ blockchain (hay còn gọi là cập nhật lịch sử giao dịch).

Vai trò của node trong blockchain

Node được tạo ra với mục tiêu chủ yếu là đảm bảo quá trình trao đổi và duy trì độ tin cậy của dữ liệu được lưu trữ trên blockchain. Chính vì vậy, vai trò của các node đó chính là hỗ trợ mạng lưới hoạt động thông qua việc tạo ra và vận hành bản sao của blockchain. Thậm chí trong một số trường hợp, node cũng được sử dụng để xử lý các giao dịch khác.

Mỗi một blockchain sẽ có các node khác nhau và được phân bổ theo cấu trúc khác nhau trong mạng lưới. Do vậy, mỗi loại tiền điện tử sẽ có những node riêng biệt tùy thuộc vào đặc điểm của blockchain đó nhằm duy trì các bản ghi giao dịch đã diễn ra và được xác thực.

Đối với những node thuộc phần riêng lẻ của blockchain, chúng sẽ có cấu trúc dữ liệu lớn hơn so với bình thường. Đồng thời, khi các thợ đào (validator) hay là chủ sở hữu của các node này tự nguyện đóng góp những tài nguyên nhất định để nâng cao khả năng lưu trữ và xác thực dữ liệu thì họ sẽ có cơ hội thu về khoản phí giao dịch được thực hiện trên mạng lưới. Hơn nữa, những người này cũng có thể nhận về các phần thưởng token hấp dẫn. Quá trình này còn được gọi là “mining” (đào coin).

Tuy nhiên, để thực hiện các giao dịch trên đòi hỏi thợ đào phải xử lý các dữ liệu quy mô lớn với công suất tính toán cao. Điều này đòi hỏi họ phải đầu tư vào các node với những thiết bị có CPU (đơn vị xử lý trung tâm) hay GPU (đơn vị xử lý đồ họa) quy mô lớn để đảm bảo quá trình lưu trữ, xác thực mọi giao dịch trong blockchain và kiếm về thù lao cho mình.

Ngoài ra, với những blockchain vận hành nhiều full node thì khả năng phục hồi dữ liệu vì những sự cố không may xảy ra càng cao. Tức là các node này không chỉ xác thực hay xử lý nhiều giao dịch mà còn góp phần khôi phục các dữ liệu trên mạng lưới trong trường hợp hệ thống gặp lỗi.

Phân loại node trong blockchain

Mỗi blockchain sở hữu nhiều loại node khác nhau tùy thuộc vào các phương thức đồng thuận của chúng. Có nhiều cách để phân loại node, dựa vào tính khả dụng, vào chức năng của node hay yêu cầu của blockchain,…

Tuy nhiên, theo cách phân loại thông thường và phổ biến nhất là dựa trên yêu cầu của blockchai. Node được chia làm hai loại chính bao gồm:

• Full node
• Lightweight nodes

Full node

Full note (note đầy đủ) hoạt động tương tự như một máy chủ trong mạng lưới phi tập trung. Các node này sẽ tham gia vào quá trình xác minh dữ liệu, lưu trữ toàn bộ thông tin hay bản ghi giao dịch đồng thời hỗ trợ duy trì quy tắc đồng thuận của blockchain.

Thông thường một blockchain muốn tiến hành nâng cấp hay thêm các block mới đều cần sự xác thực của các full node. Chính vì vậy mà loại node này cũng có thể tự chuyển tiếp các giao dịch và có quyền biểu quyết trong blockchain.

Bên cạnh đó, các full node còn đảm nhiệm vai trò quan trọng trong việc tăng cường tính bảo mật, an toàn của một blockchain thông qua những nhiệm vụ chủ chốt như sau:

• Xác thực chữ ký trong mỗi giao dịch: Khi một block mới được thêm vào blockchain, full node sẽ chịu trách nhiệm check từng chữ ký số để xác thực giao dịch. Chữ ký điện tử ở đây thường là private node được sử dụng bởi người thực hiện giao dịch.
• Xác thực và duy trì các quy tắc đồng thuận: Full node có thể quyết định chấp thuận hay từ chối các giao dịch hay việc thêm block mới trong mạng lưới. Các lý do khiến một giao dịch không được chấp nhận xuất phát từ việc block được định dạng không chính xác hay các giao dịch diễn ra trùng lặp dẫn đến khả năng gian lận.

Lightweight nodes

Lightweight nodes (node nhẹ) chủ yếu thực hiện chức năng cung cấp dữ liệu cần thiết và truy vấn trạng thái các giao dịch diễn ra hàng ngày để xử lý chúng. Loại node này không tham gia vào quá trình xác thực các block và không lưu trữ bản sao của toàn bộ blockchain. Thay vào đó lightweight nodes thường chỉ giữ tiêu đề khối (block header) phục vụ mục đích hỗ trợ và kiểm tra tính hợp lệ của các giao dịch trước đó.

Các ví dụ cụ thể về light node có thể kể đến đó là máy tính để bàn hay ví trực tuyến…

Ngoài ra, các light node sẽ được kết nối với full node và dựa vào full node để cung cấp cho chúng dữ liệu đã được xác thực. Đồng thời light node sẽ góp phần hỗ trợ blockchain trong quá trình phân cấp và phát triển mạng lưới.

Bên cạnh đó, việc xử lý ít các dữ liệu hơn so với full node nên nguồn tài nguyên được sử dụng để vận hành light node sẽ ít tiêu tốn hơn. Đây cũng là một trong những điều kiện giúp blockchain có thể hoạt động bền vững hơn so với việc chỉ sở hữu nhiều full node.

Ai có thể chạy được một blockchain node?

Mỗi một blockchain có đến hàng nghìn node trực tuyến đồng thời cùng lúc. Về mặt lý thuyết, bất kỳ ai cũng có thể tự chạy blockchain node. Song, tùy thuộc vào thuật toán đồng thuận của mỗi blockchain khác nhau nên sẽ có những yêu cầu nhất định.

Chẳng hạn như đối với các blockchain BSC hay Okexchain, HECO… chúng được vận hành dựa trên thuật toán đồng thuận Proof of Authority. Điều này có nghĩa là để tạo ra một node trong mạng lưới blockchain trên, người thực hiện phải là người có danh tiếng, uy tín và được biết đến nhiều trong cộng đồng. Lúc đó họ mới có khả năng tự chạy một node thành công. Đặc điểm này có thể sẽ không phù hợp với tất cả mọi người.

Ngoài ra cũng có một số blockchain phân quyền hơn với hạn gia nhập thấp hơn. Ví dụ điển hình đó là Ethereum, nền tảng này khuyến khích người dùng tự chạy node riêng nhằm tăng thêm tính tin cậy và quyền riêng tư cho họ. Việc tự chạy một Ethereum full node có thể sẽ mang lại những lợi nhuận sau:

• Node được tạo ra có thể tự xác thực dữ liệu theo quy tắc đồng thuận mà không phụ thuộc vào bất kỳ node nào khác trong mạng lưới.
• Giảm thiểu được các trường hợp rò rỉ địa chỉ ví của người dùng cho các node ngẫu nhiên.
• Việc sử dụng node riêng sẽ tăng cường tính an toàn và độ riêng tư cho dApp.
• Mỗi người có khả năng tự lập trình các RPC endpoints tùy chỉnh của riêng mình.

Trên thực tế việc chạy một node được xem là khá đơn giản đối với những ai đã có hiểu biết cơ bản về công nghệ blockchain. Đồng thời quá trình này cũng không tiêu tốn quá nhiều tài nguyên nếu muốn tạo ra các light node. Tuy nhiên, vẫn có một số blockchain chứa khối lượng lớn dữ liệu giao dịch nên đòi hỏi các thiết bị chạy node phải đảm bảo một bộ nhớ lưu trữ lớn mới có thể đáp ứng được.

Xem thêm: Giải mã toàn tập về mạng ngang hàng P2P (Peer to Peer)

Tổng kết

Tóm lại, node thực sự là một nền tảng đóng vai trò quan trọng trong mỗi blockchain nhằm vận hành, lưu trữ và xác thực các giao dịch trên mạng lưới. Có nhiều loại hình node khác nhau và chúng thực hiện đa dạng các nhiệm vụ để đảm bảo tính bảo mật, an toàn cũng như tính hiệu quả cho blockchain. Đặc biệt là bất kỳ ai cũng có thể tự tạo ra được một node.