Các loại nút Bitcoin khác nhau là gì? Cách duy trì mạng Bitcoin

Không có nút Bitcoin, Bitcoin như chúng ta biết, nó sẽ chỉ là một khái niệm được một vài nhà khoa học máy tính biết đến.

Các nút Bitcoin là cơ sở hạ tầng cơ bản của mạng Bitcoin, bảo mật và duy trì nó. Nhưng bất chấp tầm quan trọng của chúng, các nút Bitcoin thường bị hiểu nhầm hoặc không hiểu gì cả.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá các nút Bitcoin là gì, cũng như các loại nút Bitcoin khác nhau và vai trò của chúng trong mạng Bitcoin.

Bitcoin là gì?

Khi hầu hết mọi người nói “Bitcoin”, họ đang đề cập đến Bitcoin. cryptocurrency. Nhưng Bitcoin còn hơn thế nữa:

• Bitcoin là một mạng lưới; nó là một tập hợp các máy tính được kết nối với nhau để chia sẻ thông tin.
• Bitcoin là một giao thức; nó là một tập hợp các quy tắc về cách thông tin có thể được chia sẻ trên mạng.
• Bitcoin là phần mềm; nó là một chương trình máy tính biết các quy tắc giao thức và được chạy bởi các máy tính trên mạng để chúng có thể chia sẻ thông tin với nhau.

Sử dụng cùng một từ để mô tả những thứ khác nhau (mặc dù chắc chắn có liên quan) có thể gây nhầm lẫn. Vì lợi ích của phần này, chúng tôi sẽ sử dụng các thuật ngữ sau để đề cập đến các cách sử dụng khác nhau của “Bitcoin”:

• BTC mô tả Bitcoin là tiền điện tử mà mọi người mua, bán và giao dịch.
• Phần mềm bitcoin mô tả các quy tắc giao thức Bitcoin được mã hóa thành ngôn ngữ mà máy tính hiểu được, cho phép chúng sử dụng để kết nối và chia sẻ thông tin về các giao dịch BTC.
• Mạng bitcoin mô tả mạng lưới các máy tính được kết nối với nhau, mỗi máy tính chạy phiên bản phần mềm Bitcoin riêng.

Những điểm khác biệt này cung cấp bối cảnh hữu ích để giải thích các loại nút Bitcoin khác nhau. Trước khi thảo luận cụ thể về các nút Bitcoin, cần thảo luận ngắn gọn ở cấp cao xem các nút là gì.

Các nút là gì?

Nói chung, một nút là một điểm trên mạng. Ví dụ: ô tô là một nút trên mạng lưới đường cao tốc, hoặc một đồng nghiệp làm việc là một nút trong mạng chuyên nghiệp.

Trong thế giới máy tính, các nút là thiết bị được kết nối với mạng máy tính để truyền, xử lý và lưu trữ thông tin.

Các nút bao gồm hai thứ: phần cứng và phần mềm. Phần cứng là thứ vật lý — vi mạch, bộ xử lý, v.v. — cần thiết để chạy phần mềm. Phần mềm là một tập hợp các hướng dẫn có thể được lưu trữ và chạy bằng phần cứng.

Ví dụ: điện thoại thông minh của bạn là một nút trên internet. Các ứng dụng bạn chạy (trình duyệt, ứng dụng nhắn tin, bản đồ, v.v.) là phần mềm có thể kết nối với Internet và cung cấp cho nó hướng dẫn về loại thông tin cần gửi, nhận và lưu trữ (chẳng hạn như trang web, tin nhắn văn bản và chỉ đường ). Các hướng dẫn và phần thông tin này được xử lý và lưu trữ trên các phần cứng hữu hình bên trong điện thoại của bạn và các máy tính khác được kết nối với internet.

So với internet và điện thoại di động, mạng Bitcoin và các nút Bitcoin cực kỳ đơn giản. Trong khi internet và điện thoại di động được thiết kế để truyền và lưu trữ tất cả các loại thông tin, mạng Bitcoin và các nút Bitcoin được thiết kế để truyền và lưu trữ một loại thông tin — dữ liệu đại diện cho các giao dịch BTC.

Các nút Bitcoin là gì?

Các nút bitcoin là các máy tính chạy Phần mềm bitcoin và được kết nối với Mạng bitcoin. Các nút bitcoin xác thực, phát sóng, xử lý và lưu trữ các giao dịch BTC.

Các giao dịch BTC được phân lô và lưu trữ thành các nhóm được gọi là khối. Đây là nơi mà thuật ngữ blockchain đến từ—các giao dịch lịch sử được lưu trữ trong các khối được liên kết với nhau. Trước khi một khối được thêm vào chuỗi khối, các nút phải xác minh rằng các giao dịch của khối đó là hợp lệ.

Việc xác minh này bao gồm việc kiểm tra những thứ như liệu cùng một BTC đã được sử dụng hai lần hay người gửi thực sự có BTC mà họ đang cố gắng gửi hay không. Quá trình các nút riêng lẻ đồng ý chung về tính hợp lệ của một khối (và các giao dịch mà nó chứa) trước khi thêm nó vào chuỗi khối được gọi là sự đồng thuận.

Bởi vì Bitcoin là một hệ thống thanh toán ngang hàng, nó không có trung gian hoặc người trung gian để thực thi các quy tắc đồng thuận trên mạng Bitcoin. Do đó, các nút phải đạt được sự đồng thuận giữa chúng. Họ làm điều này bằng cách sử dụng phần mềm Bitcoin.

Ngoài các quy tắc giao thức Bitcoin, phần mềm Bitcoin còn chứa bản sao đầy đủ của chuỗi khối Bitcoin. Vì vậy, khi một nút tải xuống phần mềm Bitcoin và kết nối với mạng Bitcoin, nó có cùng lịch sử giao dịch và hoạt động theo cùng một bộ quy tắc để xác minh giao dịch như mọi nút Bitcoin khác. Bằng cách này, khi một giao dịch mới được phát lên mạng, mỗi nút riêng lẻ sẽ thực hiện công việc riêng của mình để kiểm tra tính hợp lệ của giao dịch.

Tương tự, khi một khối mới được phát tới mạng, mỗi nút sẽ quyết định có thêm nó vào bản sao chuỗi khối của họ hay không. Thiết kế này cho phép các nút xác minh các giao dịch và khối BTC một cách đáng tin cậy.

Các loại nút Bitcoin

Một khung hữu ích để hiểu các loại nút Bitcoin khác nhau là, nút đóng vai trò gì trong việc thêm các khối vào chuỗi khối?

Các loại nút Bitcoin chính

Hãy nhớ rằng, các nút Bitcoin phát sóng, xác thực, xử lý và lưu trữ các giao dịch BTC — và các khối là tập hợp các giao dịch BTC hợp lệ.

Nút đầy đủ

Khi một giao dịch xảy ra, một nút đầy đủ sẽ chọn nó. Các nút đầy đủ lưu trữ toàn bộ chuỗi khối và có thể xác minh đầy đủ tất cả các quy tắc của mạng Bitcoin bằng phần mềm Bitcoin. Một nút đầy đủ sẽ kiểm tra tính hợp lệ của giao dịch dựa trên lịch sử chuỗi khối và bộ quy tắc được mã hóa trong phần mềm Bitcoin.

Nếu giao dịch hợp lệ, nút đầy đủ sẽ phát nó tới các nút khác mà nó được kết nối. Các nút này trải qua quá trình xác minh tương tự. Khi có đủ số lượng nút đầy đủ đồng ý giao dịch là hợp lệ, giao dịch đó sẽ được thêm vào nhóm các giao dịch hợp lệ khác.

Thợ mỏ

Khai thác mỏ các nút hoặc công cụ khai thác, nhận các giao dịch từ nhóm này và đóng gói chúng thành các khối.

Thợ mỏ chạy một phiên bản của phần mềm Bitcoin có chứa các quy tắc đặc biệt để tạo và đề xuất các khối cho mạng Bitcoin. Điều này bao gồm những thứ như khối có thể lớn như thế nào, cách định dạng giao dịch và cách ký một khối.

Các thợ mỏ cạnh tranh với nhau trong một cuộc đua để tạo ra khối tiếp theo. Khi một người khai thác nghĩ rằng nó đã tạo ra một khối hợp lệ, nó sẽ phát khối được đề xuất tới các nút khác trên mạng Bitcoin.

Các nút đầy đủ chọn khối và theo cách tương tự như cách chúng xác thực một giao dịch duy nhất, chúng xác minh tính hợp lệ của khối theo các quy tắc được mã hóa trong phần mềm Bitcoin mà chúng đang chạy. Nếu một nút đầy đủ coi một khối là hợp lệ, nó sẽ thêm khối vào bản sao tương ứng của chuỗi khối, phát nó tới mạng Bitcoin và các nút khác cũng trải qua quá trình xác minh tương tự.

Sau khi có đủ số lượng nút xác thực khối và thêm nó vào bản sao chuỗi khối của chúng, thì sự đồng thuận sẽ đạt được. Tại thời điểm này, các giao dịch trong khối được xử lý, tất cả các nút xác minh và lưu trữ phiên bản cập nhật của blockchain và các thợ đào bắt đầu cuộc đua để tạo khối tiếp theo.

Khai thác: Các nút đầy đủ so với các thợ đào

Người khai thác được khuyến khích tạo và đề xuất các khối hợp lệ vì người khai thác có khối được thêm vào chuỗi khối sẽ nhận được phần thưởng. Đây phần thưởng khối bao gồm BTC mới đúc được lập trình sẵn trong phần mềm Bitcoin, cộng với phí tính theo BTC cho tất cả các giao dịch có trong khối.

Khai thác có tính cạnh tranh và tốn kém. Nếu người khai thác đề xuất một khối không hợp lệ (ví dụ: với các giao dịch sai), khối đó sẽ bị các nút khác từ chối và người khai thác sẽ không được thưởng cho thời gian và số tiền đã bỏ ra để tạo khối. Do đó, các thợ mỏ được khuyến khích chỉ đề xuất các khối hợp lệ.

Sự khác biệt chính giữa các nút đầy đủ và các thợ đào là các thợ đào có thể đề xuất các khối mới cho mạng Bitcoin và các nút đầy đủ thì không. Theo phần mở rộng, các thợ đào có thể nhận được phần thưởng khối trong khi các nút đầy đủ thì không.

Cường độ tài nguyên của quá trình khai thác có nghĩa là các thợ đào phải sử dụng phần cứng chuyên dụng, mạnh mẽ được thiết kế đặc biệt để tạo và đề xuất các khối mới. Ngược lại, các nút đầy đủ có thể chạy trên hầu hết các máy tính xách tay và thậm chí Raspberry Pi.

Điều này đưa chúng ta đến loại nút Bitcoin chính thứ ba và cuối cùng - các nút ánh sáng.

Các nút sáng

Các nút sáng chạy một phiên bản đặc biệt của phần mềm Bitcoin lưu trữ, như tên của nó, một phiên bản nhẹ của chuỗi khối. Phiên bản này của blockchain chứa các tiêu đề khối, là các mã trong mỗi khối về cơ bản cho biết “khối này hợp lệ”. Điều này cho phép các nút nhẹ kết nối và giao dịch trên mạng Bitcoin mà không cần lưu trữ toàn bộ lịch sử của nó.

Tuy nhiên, quan trọng là điều này có nghĩa là các nút sáng không thể xác minh độc lập các quy tắc mạng Bitcoin và do đó, phải kết nối với các nút đầy đủ để lấy dữ liệu khối.

Ví di động là ví dụ phổ biến nhất về các nút sáng. Hầu hết các điện thoại di động (với một hoặc hai trường hợp ngoại lệ) không đủ mạnh để chạy một nút đầy đủ và chắc chắn không đủ mạnh để chạy một công cụ khai thác. Nhưng chúng đủ mạnh để lưu trữ phiên bản nén của blockchain với thông tin về địa chỉ số dư BTC của ví. Nếu bạn đã gửi hoặc nhận BTC từ điện thoại của mình thì thiết bị của bạn là một nút trên mạng Bitcoin!

Các loại nút Bitcoin khác

Các nút đầy đủ, các công cụ khai thác và các nút sáng là các loại nút chính của Bitcoin. Tuy nhiên, có một số loại nút khác thường được đề cập và đảm bảo các mô tả.

• ⚡ Các nút sét: tia chớp là một mạng được xây dựng dựa trên mạng Bitcoin để mọi người có thể giao dịch BTC nhanh hơn và rẻ hơn. Các nút sét điều phối hoạt động này.
• 🗄️ Các nút lưu trữ: Còn được gọi là các nút lưu trữ đầy đủ, các nút lưu trữ đồng nghĩa với các nút đầy đủ; họ lưu trữ một bản sao đầy đủ của blockchain và có thể xác minh tất cả các quy tắc mạng Bitcoin. Sự khác biệt bắt nguồn từ thực tế là đôi khi mọi người chia các nút đầy đủ thành hai loại - nút lưu trữ và nút cắt tỉa.
• ✂️ Các nút được cắt tỉa: Các nút được cắt tỉa lưu trữ toàn bộ lịch sử blockchain ở một kích thước nhất định. Khi giới hạn kích thước này được đáp ứng, họ bắt đầu xóa hoặc cắt bớt các khối trước đó để có thể lưu trữ phiên bản đầy đủ của các khối mới. Các nút được tỉa nhỏ hơn các nút đầy đủ nhưng lớn hơn các nút nhẹ.
• ⛏️ Các nút nhóm khai thác: Các nút nhóm khai thác điều phối hoạt động khai thác từ các nhóm thợ đào để họ có thể gộp tài nguyên để khai thác các khối mới. Khi một nút nhóm khai thác tạo ra một khối được thêm vào blockchain, nút đó sẽ phân phối phần thưởng khối cho các thợ đào tương ứng với lượng tài nguyên của họ. Các thợ mỏ thích các nhóm khai thác vì điều đó có nghĩa là họ được trả lương ổn định hơn. Ví dụ: thay vì nhận được 10 BTC sau mỗi 100 khối, họ có thể nhận được 1 BTC sau mỗi 10 khối.

Tổng kết

Các nút Bitcoin là các máy tính được kết nối với mạng Bitcoin chạy phần mềm Bitcoin để phát sóng, xác thực, xử lý và lưu trữ các giao dịch và khối BTC. Có ba loại nút Bitcoin chính.

• Các nút đầy đủ xác thực một cách đáng tin cậy các giao dịch và khối để đạt được sự đồng thuận về lịch sử giao dịch. Theo cách này, các nút đầy đủ cuối cùng quyết định khối nào được thêm vào khối.
• Thợ mỏ tổ chức các giao dịch thành các khối mà sau đó họ đề xuất với mạng Bitcoin. Nếu khối của người khai thác được thêm vào blockchain, người khai thác sẽ nhận được phần thưởng khối. Bằng cách này, các thợ đào tạo điều kiện thuận lợi cho BTC mới được khai thác đi vào lưu thông.
• Các nút sáng lưu trữ phiên bản rút gọn của chuỗi khối Bitcoin bằng cách kết nối với các nút đầy đủ. Bằng cách này, các nút sáng cho phép giao dịch BTC trên các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp như điện thoại di động.