Blockchain không có nút — chỉ là một cơ sở dữ liệu. Đó là lý do tại sao điều này quan trọng

Khi bạn sử dụng sàn giao dịch hoặc ví tiền điện tử, bạn đang tương tác với một giao diện được thiết kế đẹp mắt. Nhưng đằng sau hậu trường hoạt động một hạ tầng vô hình, giữ cho toàn bộ cơ chế vận hành trơn tru. Trung tâm của hệ thống này là các máy tính kết nối mạng và được gọi là các nút (nodes). Chính chúng là điểm phân biệt blockchain với cơ sở dữ liệu trung tâm thông thường.

Thực chất, nút trong blockchain làm gì?

Trong giải thích đơn giản nhất: nút là một máy tính lưu trữ bản sao của blockchain và kiểm tra các giao dịch. Nhưng điều này giống như nói “tim bơm máu”. Đúng về mặt kỹ thuật, nhưng bỏ qua bản chất cốt lõi.

Mỗi nút đồng thời là:

• Lưu trữ — giữ lịch sử tất cả các thanh toán và hợp đồng thông minh
• Trọng tài — kiểm tra xem ai đó có cố gắng chi tiêu tiền điện tử hai lần không
• Kết nối — truyền thông tin đến các nút khác, đảm bảo đồng bộ hóa

Hãy tưởng tượng một cộng đồng quốc tế gồm những người cùng duy trì một sổ đăng ký giao dịch giống nhau. Nếu ai đó cố gắng làm giả bản sao của mình, tất cả những người khác sẽ phát hiện ra. Các nút hoạt động theo cách này, nhưng tự động và gần như tức thì.

Các bước xác nhận giao dịch của nút thực sự như thế nào?

Quy trình trông có vẻ đơn giản, nhưng gồm nhiều bước:

1. Nhận dữ liệu — khi bạn gửi tiền điện tử, thông tin sẽ vào “bộ đệm” (mempool) của nhiều nút cùng lúc.

2. Kiểm tra — mỗi nút xác minh: bạn có đủ số tiền để gửi không? Chữ ký số của bạn có hợp lệ không? Giao dịch có tuân thủ quy tắc của mạng không? Nếu tất cả ổn, nó sẽ chuyển tiếp thông tin đó.

3. Thêm vào khối — các nút đặc biệt (mining hoặc validator) gom các giao dịch đã được xác minh thành một khối, như một viên kẹo đóng dấu bằng khóa mã hóa.

4. Phân phối — khối mới được gửi đến tất cả các nút khác, chúng lại kiểm tra trước khi thêm vào bản sao chuỗi của mình.

5. Hoàn tất — giao dịch được ghi vào lịch sử, và không thể hủy bỏ nó về mặt toán học.

Toàn bộ chuỗi này hoạt động vì các nút không tin tưởng lẫn nhau. Mỗi nút kiểm tra công việc của các nút khác.

Các loại nút: bạn cần loại nào?

Nút đầy đủ (Full Node) — là loại mạnh nhất của phân quyền. Loại nút này tải toàn bộ blockchain (đối với Bitcoin đã hơn 500+ GB) và kiểm tra từng giao dịch. Nhược điểm: đòi hỏi PC mạnh, mất một hoặc hai ngày để đồng bộ, và kết nối internet liên tục. Ưu điểm: độc lập tối đa với các dịch vụ khác.

Nút nhẹ (SPV) — dành cho những ai muốn tham gia mà không gặp rắc rối. Chỉ tải xuống tiêu đề khối (giống như xem mục lục thay vì toàn bộ thư viện). Cần tin tưởng các nút đầy đủ về thông tin, nhưng hoạt động trên điện thoại thông minh. Ví như Electrum sử dụng phương pháp này.

Masternodes — các nút chuyên dụng trong một số mạng, thực hiện các chức năng bổ sung như thanh toán tức thì hoặc tham gia quản trị. Thường yêu cầu đặt cọc bằng tiền điện tử, nhưng đổi lại nhận phần thưởng. Thích hợp cho nhà đầu tư dài hạn.

Nút lưu trữ (Archive nodes) — dành cho nhà phân tích và nhà phát triển. Lưu trữ không chỉ trạng thái hiện tại của blockchain mà còn toàn bộ lịch sử các thay đổi. Chiếm nhiều dung lượng nhất, nhưng cung cấp quyền truy cập đầy đủ dữ liệu.

Validators trong các mạng PoS — loại mới hơn. Trong các mạng như Ethereum 2.0 hoặc Solana, họ chọn giao dịch dựa trên “tỷ lệ sở hữu” (số lượng coin bị khóa). Yêu cầu khóa một lượng tiền điện tử nhất định, nhưng tiêu thụ ít năng lượng hơn PoW.

Tại sao blockchain sẽ chết nếu không có nút?

Các nút chịu trách nhiệm cho hai khía cạnh then chốt: an ninh và phân quyền.

An ninh qua số lượng: Nếu dữ liệu chỉ lưu trên một máy chủ, có thể bị tấn công hoặc tắt. Nhưng khi hàng nghìn nút trên toàn thế giới lưu trữ dữ liệu giống nhau, cố gắng làm giả sẽ bị phát hiện. Mọi thay đổi đều rõ ràng.

Phân quyền qua khả năng truy cập: Bất kỳ ai cũng có thể chạy nút. Không cần phép của Google hay ngân hàng. Điều này có nghĩa là quyền kiểm soát mạng phân bổ đều giữa các thành viên, chứ không tập trung vào một công ty. Bitcoin có khoảng hơn 40.000 nút hoạt động trên toàn cầu. Số lượng này liên tục giảm (yêu cầu về tài nguyên tăng), nhưng vẫn đủ để duy trì phân quyền.

Đồng thuận thay vì tin tưởng: Các nút sẽ thống nhất về phiên bản “đúng” của lịch sử. Trong Proof of Work (Bitcoin, Litecoin) chuỗi dài nhất được coi là đúng. Trong Proof of Stake (Ethereum 2.0), chuỗi có “tỷ lệ” lớn nhất của validator. Càng nhiều nút đồng thuận, càng khó làm giả dữ liệu.

Yếu tố địa lý mà mọi người hay quên

Các nút phân bổ khắp nơi trên thế giới. Đây không phải ngẫu nhiên, mà là lợi thế then chốt. Mạng không thể bị tắt bởi một quốc gia nào, vì các bản sao của nó hoạt động ở Mỹ, Thụy Sĩ, châu Á, châu Phi. Nếu Pháp cắt internet của Bitcoin, mạng vẫn tiếp tục hoạt động qua các nút còn lại. Đây là điểm khác biệt căn bản so với PayPal hoặc ngân hàng truyền thống.

Những thách thức chưa được giải quyết

Nhưng mọi thứ không hoàn hảo. Khi blockchain phát triển, yêu cầu đối với nút cũng tăng:

• Kích thước lưu trữ: Bitcoin blockchain tăng khoảng 1 GB mỗi 10 ngày. Sau vài năm, chỉ những người đam mê có SSD mới có thể chạy nút đầy đủ.

• Tập trung khai thác: Trong các mạng PoW, khai thác tập trung vào một số nhóm lớn (Foundry USA, AntPool), gây nguy cơ mất phân quyền.

• Thờ ơ của người dùng: Ngày càng ít người chạy nút đầy đủ, dựa vào các nhà cung cấp dịch vụ.

Tuy nhiên, các dự án đang tìm giải pháp: tối ưu hóa mã nguồn, chương trình thưởng cho các nút, các cơ chế đồng thuận tiết kiệm năng lượng hơn.

Từ dưới lên trên

Các nút không chỉ là một phần kỹ thuật. Chúng là biểu tượng của ý tưởng rằng hệ thống tài chính có thể vận hành mà không cần trung tâm quyền lực. Mỗi nút là một tiếng nói trong nền dân chủ phân quyền. Càng nhiều nút, tổ chức nào đó càng khó thao túng mạng.

Nếu không có các nút, blockchain chỉ là một cơ sở dữ liệu chậm chạp và đắt đỏ. Nhưng nhờ chúng, đây là công nghệ cách mạng, không thể bị đóng cửa hoặc làm giả. Và đó có lẽ là điều quan trọng nhất cần hiểu về crypto.