Blockchains are a method of storing data online using time-stamped pacts of data called blocks. Several data blocks come together to form the blockchain and are typically managed by a cluster of interconnected computers, popularly known as blockchain nodes.
Một trong những tính năng chính khiến công nghệ blockchain trở thành một sự đổi mới mang tính cách mạng là sự phân cấp của nó, có nghĩa là nó hoạt động như một mạng lưới công cộng và không cho phép mà không có cơ quan trung ương. Nó dựa vào một mạng lưới máy chủ kết nối với nhau, một mô tả khác cho các nút blockchain.
Các nút Blockchain chịu trách nhiệm lưu trữ, bảo quản và truyền bá dữ liệu blockchain. Họ liên tục chia sẻ dữ liệu, đảm bảo mọi nút trên mạng vẫn được cập nhật.
Khái niệm “nút” có thể nghe có vẻ lạ với bạn nếu bạn là người mới vào không gian blockchain. Tuy nhiên, bạn có thể đã nghe nói về thuật ngữ ở đâu đó và đã bí ẩn tìm đường đến trang này tìm kiếm kiến thức. Vâng, bạn không đơn độc!
Trong phần này, chúng ta sẽ khám phá ra một nút blockchain là gì, nó hoạt động như thế nào, tầm quan trọng của nó trong các mạng phi tập trung, và nhiều hơn nữa.
Node Blockchain là gì?
Các nút Blockchain là các bên liên quan của mạng và/hoặc các thiết bị của họ, được giao để giữ một bản sao của sổ cái phân phối và phục vụ như các điểm giao tiếp thực hiện các chức năng mạng thiết yếu khác nhau. Các nút về cơ bản giao tiếp với nhau trong mạng và chuyển thông tin về các giao dịch và các khối mới.
Mục đích chính của một nút blockchain là xác minh tính hợp lệ của từng lô giao dịch mạng thành công, được gọi là khối. Đây là một thành phần quan trọng của cơ sở hạ tầng blockchain giúp duy trì tính bảo mật và tính toàn vẹn của mạng. Mỗi nút được phân biệt với các nút khác bằng một định danh duy nhất.
Hơn nữa, các nút được phân loại dựa trên vai trò riêng biệt trong hệ sinh thái blockchain. Mặc dù có ít nhất hai loại nút trên một mạng blockchain, một số (xác thực) chủ yếu chịu trách nhiệm xác thực hồ sơ giao dịch của blockchain, trong khi các nút khác (thợ mỏ) được yêu cầu để duy trì hồ sơ giao dịch trong khi thêm các khối mới vào mạng.
Các nút vai trò khác nhau trong một mạng Blockchain được xác định bởi các yêu cầu của mạng được đề cập. Ví dụ, một số nút được dành riêng cho việc lưu trữ các bản ghi giao dịch, trong khi một số nút khác không thể giữ bất kỳ bản ghi nào.
Tại sao các nút Blockchain lại quan trọng trong mạng phi tập trung
công nghệ Blockchain như Bitcoin và Ethereum là những ví dụ về kiến trúc và hệ thống phi tập trung. Các nút là trung tâm để cả hai hoạt động như thế nào. Các nút khác nhau trong một blockchain được gán cho các vai trò khác nhau. Nhưng chúng ta có thể nói rằng có ba mục đích chung mà các nút phục vụ.
1. Duy trì Blockchain
Vì blockchain là sổ cái phi tập trung nên không có máy chủ tập trung mà cơ sở dữ liệu của họ có thể được lưu trữ. Nhưng mỗi mạng blockchain liên tục phát triển khi nhiều khối được thêm vào chuỗi.
Một blockchain không chỉ cần một không gian lưu trữ phi tập trung để giữ tất cả dữ liệu, mà còn phải có khả năng mở rộng. Yêu cầu này được đáp ứng bằng cách sử dụng các nút blockchain.
Tất cả các mạng phi tập trung, chẳng hạn như Ethereum và Bitcoin, lưu trữ dữ liệu blockchain của họ trên vài nghìn nút trên toàn cầu. Mỗi nút giữ lại bản sao riêng của blockchain và tiếp tục đồng bộ hóa nó khi các khối mới được đúc.
2. Xác thực một giao dịch
Chạy một mạng lưới phi tập trung có nghĩa là không có thẩm quyền tập trung để kiểm tra và phê duyệt các lệnh giao dịch. Thay vào đó, các nút (được chọn ngẫu nhiên) được giao nhiệm vụ phê duyệt các lệnh giao dịch trên blockchain.
Một số nút tham gia vào thuật toán đồng thuận để xác minh tính hợp lệ của giao dịch, trong khi các nút khác chịu trách nhiệm lưu trữ hồ sơ giao dịch. Quá trình hoàn chỉnh bao gồm các nút nhận lệnh giao dịch, kiểm tra tính xác thực của nó, phê duyệt hoặc từ chối nó, và sau đó ghi lại nó trên sổ cái.
3. Truy cập thông tin
Tất cả các mạng phi tập trung đều minh bạch, cho phép tất cả người dùng truy cập tất cả thông tin mà không có rào cản. Để thực hiện việc này, người dùng phải gián tiếp hoặc trực tiếp tương tác với các nút để truy cập bất kỳ thông tin nào trên blockchain. Tuy nhiên, không giống như các nền tảng tập trung, người dùng không yêu cầu quyền truy cập thông tin này.
Khi bạn sử dụng một nhà thám hiểm blockchain của bên thứ ba, chẳng hạn như Etherscan, để khám phá thông tin về các giao dịch trên blockchain Ethereum, bạn đang giao tiếp với các nút blockchain để truy cập dữ liệu.
Trình khám phá khối chỉ đơn giản là một giao diện kết nối bạn với một nút và cho phép bạn đọc dữ liệu từ nó. Một số nút lưu trữ dữ liệu đó, trong khi một số nút khác cung cấp quyền truy cập vào nó.
Làm thế nào để các nút giúp bảo mật một Blockchain?
Nodes are very instrumental in securing the blockchain. They do this by keeping the record in synchronization with the latest transactions. Due to the large number of nodes, it’s practically impossible for a hacker to alter a node’s record and remain undetected. The data remains secure because hackers cannot erase data copied across thousands of different nodes.
In addition, some inherent problems in centralized systems, such as hacks, power outages, and system crashes, are not a threat to a blockchain network, mostly because the data is duplicated and spread across multiple nodes. If a problem ensues on one node, the availability of other nodes guarantees that the network continues to operate as normal, and users can access the required resources at all times.
Node Vs. Miner: What’s the Difference?
There are at least 1,000 blockchains, and many of them, including Bitcoin, use cryptocurrency mining to validate transactions. A miner, in this context, is a specialized node that confirms groups of transactions and receives crypto rewards in return. Fundamentally, nodes and miners handle different parts of the transaction process.
The process starts with nodes validating transactions. Miners, on the other hand, compete with each other to win the right to confirm those transactions. However, how this is achieved across different blockchains varies and largely depends on the blockchain’s consensus mechanism.
In the most common method, known as proof of work, miners race to be the first to solve a mathematical equation. In some other cases where a blockchain network uses a proof of stake (PoS) consensus algorithm, miners are randomly selected for the same activity.
Generally, the winning miner assembles transactions into a block and confirms them. Afterward, it broadcasts the block to the network to be reviewed by the nodes. Each node checks that everything in the block is valid and then adds the validated block to its blockchain.
Types of Blockchain Nodes
There are many blockchain nodes, and they are grouped by the functions they perform. Regardless of how they differ, all nodes in the network work toward sustaining the integrity of a network. Here are the top blockchain nodes you should know about:
1. Full Nodes: Full nodes are the servers of a decentralized network. Essentially, they store the complete blockchain. They preserve a blockchain’s transaction history and sync, store, copy, and distribute data while validating new blocks. Full nodes are further categorized into two types: pruned and archival.
The pruned nodes do not qualify entirely as full nodes as they do not perform the entire function of a full node. Specifically, the pruned nodes only maintain a substantial part of the blockchain, using it to carry out their verification processes like any other full node.
On the other hand, an archival node inherits the same capabilities as a full node and builds an archive of historical states.
2. Light Nodes: They are tasked with storing data and providing only the required information to facilitate daily tasks or enable faster transactions. They don’t validate the blocks; rather, they store the headers of blocks.
3. Mining Nodes: These nodes are the workhorse of any blockchain infrastructure. They confirm transactions by including them in blocks. In the early days of blockchain, each crypto miner operated a mining node. Today, many miners work together in mining pools. These pools utilize teamwork by concentrating the efforts of several miners into a single mining node. This gives them a better chance to score the mining reward.
4. Staking Nodes: These nodes basically validate transactions in a blockchain network and are responsible for maintaining the consensus algorithm. In Proof of Stake (PoS), staking nodes are used to stake or invest their money and verify the transaction. Upon successfully validating the transaction, they are incentivized with cryptocurrency rewards in return.
5. Supernodes: Supernodes connect full nodes and help spread information across the network to ensure that everyone has accurate data. They handle off-chain functionality. They offer validation, authorization, gateway services, and support. They also facilitate voting events, compliance with blockchain laws, and execution of protocol events.
Bitcoin Nodes vs. Ethereum Nodes vs. Cardano Nodes
Bitcoin is the most well-known cryptocurrency in the world. A Bitcoin node is a part of the Bitcoin blockchain, and there are more than 13,500 reachable Bitcoin nodes. A surprising number, no doubt, as more than 83 million people use Bitcoin worldwide.
Moreover, there is no definitive method of counting the exact number of Bitcoin nodes because some nodes are inactive and operate privately. Running a Bitcoin node can enhance security and beef up privacy.
Ethereum nodes are very similar to Bitcoin nodes. At the time of writing, there are over 8,000 active Ethereum nodes. Running an Ethereum node requires certain administrative skills.
On the other hand, Cardano nodes are becoming more popular these days. These are the top-level nodes that underline the Cardano network. The topology is slightly different from Ethereum and Bitcoin as it doesn’t store a copy of transactions on each node. Rather, the system appoints a leader among a collection of nodes, which ultimately verifies and validates a transaction.
Why You Should Care
Nodes are an essential component of blockchain technology; they keep all participants honest and ensure data integrity. Furthermore, different types of nodes have distinct functions; however, they all work together to sustain decentralized networks. Ultimately, nodes are the backbone of any blockchain infrastructure, ensuring that the technology remains decentralized and secure at all times.
Find out more about cross-chain bridges and explore some alternatives to choose from:
8 Best Cross-Chain Bridges That Connect Multiple Blockchains
Learn about decentralized identity and its role in blockchain development:
Decentralized Identity: What Does It Mean and How Is It Managed in Blockchain?
