Công nghệ blockchain đã chứng minh khả năng của mình trong việc nâng cao niềm tin, củng cố an ninh giao dịch và tăng cường tính minh bạch dữ liệu trên toàn mạng lưới doanh nghiệp. Hệ thống phi tập trung này hoạt động bằng cách giảm thiểu chi phí vận hành và đơn giản hóa các quy trình trước đây phức tạp. Tuy nhiên, cùng với sự phổ biến nhanh chóng của việc áp dụng, các câu hỏi cấp bách đã xuất hiện: làm thế nào để blockchain phát triển theo nhu cầu thị trường? Chính vì vậy, layer 1 và layer 2 trở thành chủ đề then chốt. Hai phương pháp này cung cấp các giải pháp khác nhau cho cùng một thách thức về khả năng mở rộng—làm thế nào xử lý nhiều giao dịch hơn mà không hy sinh an ninh hoặc tính phi tập trung.
Để duy trì tính cạnh tranh, hệ sinh thái blockchain cần áp dụng các đổi mới tiên tiến như kỹ thuật mở rộng cao cấp, công nghệ sharding, giao thức bảo mật nâng cao và các sáng kiến phi tập trung mạnh mẽ hơn. Hiểu rõ sự khác biệt giữa layer 1 và layer 2 cũng như cách chúng có thể hoạt động cùng nhau là chìa khóa để tối ưu hóa mạng lưới blockchain trong tương lai.
Trilemma Blockchain: Tại sao layer 1 vs layer 2 lại quan trọng
Khả năng mở rộng của blockchain không chỉ là một thách thức kỹ thuật—đây là vấn đề cơ bản được gọi là “Trilemma Blockchain.” Khái niệm cách mạng này lần đầu tiên được đề xuất bởi Vitalik Buterin, một trong những sáng lập của Ethereum, và đã hình thành cách ngành công nghiệp suy nghĩ về thiết kế blockchain.
Trilemma Blockchain phát biểu rằng hệ thống blockchain phải đối mặt với một tình thế tiến thoái lưỡng nan rõ ràng: chúng phải cân bằng ba đặc tính thiết yếu—phi tập trung, khả năng mở rộng, và bảo mật. Theo khái niệm này, không thể đạt được cả ba một cách tối ưu cùng lúc. Mỗi dự án tiền mã hóa cuối cùng đều phải hy sinh một trong ba đặc điểm này để đạt được mức độ thỏa hiệp chấp nhận được.
Đây chính là lý do tại sao layer 1 vs layer 2 trở thành cuộc thảo luận quan trọng. Layer 1 (chuỗi chính) cố gắng giải quyết trilemma bằng cách sửa đổi giao thức cơ bản, trong khi layer 2 (giải pháp trên blockchain) chọn cách tiếp cận nhẹ nhàng hơn bằng cách xây dựng dựa trên nền tảng đã có. Tìm ra sự cân bằng hoàn hảo giữa ba yếu tố này là cực kỳ quan trọng cho việc chấp nhận blockchain lâu dài. Do đó, đổi mới liên tục trong các cơ chế giải quyết vấn đề khác nhau là cần thiết để vượt qua các thách thức ngày càng phát triển này.
Hiểu rõ sự khác biệt: layer 1 vs layer 2 trong mạng lưới blockchain
Trước khi đi sâu vào các giải pháp cụ thể, điều quan trọng là phải hiểu rõ cách layer 1 và layer 2 khác biệt về cơ bản. Cả hai đều sử dụng các cơ chế hoàn toàn khác nhau để đạt được mục tiêu khả năng mở rộng của mình.
Layer 1 (Blockchain cơ bản) bao gồm:
Sharding: Hệ thống phân tán chia toàn bộ trạng thái mạng blockchain thành các phần nhỏ hơn (shards), cho phép xử lý song song
Thay đổi cơ chế đồng thuận: Chuyển đổi từ Proof-of-Work (PoW) sang Proof-of-Stake (PoS) để nâng cao khả năng mở rộng đồng thời giảm tiêu thụ năng lượng
SegWit (Segregated Witness): Kỹ thuật tách dữ liệu chữ ký khỏi dữ liệu giao dịch để tối ưu hóa không gian khối
Layer 2 (Giải pháp bổ sung) bao gồm:
State Channels: Tạo điều kiện cho các giao dịch off-chain giữa các bên mà không cần phải công khai mọi giao dịch lên toàn mạng
Sidechains: Chuỗi blockchain độc lập kết nối qua cầu (bridge) để tăng khả năng tương tác
Rollups: Tập hợp dữ liệu giao dịch và chuyển chúng từ chuỗi chính, thực thi giao dịch off-chain trong khi vẫn đảm bảo an toàn on-chain
Sự khác biệt này không chỉ mang tính học thuật—chúng có những tác động thực tế đáng kể đến hiệu suất mạng, chi phí người dùng và phân phối bảo mật.
Giải pháp layer 1: Nâng cao năng lực của Blockchain cơ bản
Layer 1 là nền tảng của mọi hoạt động blockchain, còn gọi là chuỗi chính hoặc mainchain. Các giải pháp mở rộng khả năng của Layer 1, còn gọi là khả năng mở rộng on-chain, hoạt động bằng cách cho phép mạng xử lý các giao dịch trực tiếp trên chính blockchain của chúng mà không cần lớp bổ sung.
Bitcoin và Ethereum là hai ví dụ nổi bật nhất của mạng Layer 1. Cả hai hệ thống đều sử dụng mô hình đồng thuận phi tập trung để bảo vệ các giao dịch, trong đó nhiều node phân tán trên toàn mạng xác minh và đồng thuận trước khi thêm vào khối. Tuy nhiên, sự phổ biến ngày càng tăng đã tạo ra nhu cầu ngày càng lớn về thời gian xác nhận nhanh hơn và chi phí giao dịch thấp hơn.
Các giải pháp Layer 1 cung cấp nhiều phương pháp để nâng cao khả năng mở rộng trực tiếp của mạng lưới blockchain. Các chiến lược phổ biến bao gồm sửa đổi quy tắc giao thức cơ bản, tăng kích thước khối và rút ngắn thời gian tạo khối. Để thực hiện các thay đổi này, cộng đồng mạng thường phải thực hiện hard fork hoặc soft fork—ví dụ như nâng cấp SegWit của Bitcoin nổi tiếng.
Các phương pháp thay thế khác để nâng cao khả năng xử lý của mạng là sharding. Sharding chia nhỏ hoạt động của blockchain thành các phân đoạn nhỏ hơn có thể xử lý dữ liệu đồng thời thay vì tuần tự, từ đó tăng đáng kể khả năng của mạng lưới.
Làm thế nào layer 1 nâng cao khả năng mở rộng: Từ sharding đến Proof-of-Stake
Công nghệ Sharding
Sharding là phương pháp lấy cảm hứng từ kiến trúc cơ sở dữ liệu phân tán. Đây là cách tiếp cận khả năng mở rộng Layer 1 nổi bật vì chia trạng thái toàn bộ mạng blockchain thành các phần nhỏ hơn có thể quản lý được. Các phần này gọi là “shards.”
Mỗi node trong mạng được phân công cho một shard nhất định. Mỗi shard xử lý độc lập nhiều giao dịch cùng lúc, qua đó tăng đáng kể hiệu suất của toàn mạng. Các shard này tương tác với nhau qua các giao thức truyền thông đặc biệt để chia sẻ thông tin về địa chỉ, số dư và trạng thái toàn mạng.
Ví dụ thực tế là Zilliqa, triển khai “transaction-based sharding.” Trong hệ thống này, các giao dịch được chia thành các nhóm nhỏ và xử lý song song bởi các shard khác nhau, mang lại tăng throughput rõ rệt.
Chuyển đổi sang Proof-of-Stake (PoS)
Proof-of-Stake là cơ chế đồng thuận hiệu quả hơn so với Proof-of-Work. Hệ thống này sử dụng ít năng lượng hơn nhiều—điều này rất quan trọng trong bối cảnh ngành ngày càng tìm kiếm các phương án thân thiện với môi trường.
Trong PoS, thay vì yêu cầu các miner giải quyết các bài toán mật mã phức tạp (như trong PoW), các thành viên mạng đặt cọc (stake) của họ để xác nhận khối mới. Cơ chế này không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn có thể nâng cao khả năng mở rộng, bảo mật và hiệu quả cùng lúc.
Chuyển đổi Ethereum sang Ethereum 2.0 bao gồm việc áp dụng cơ chế đồng thuận PoS, một bước lịch sử giúp nâng cao khả năng mở rộng của Ethereum từ khoảng 30 giao dịch mỗi giây (TPS) hiện tại lên mục tiêu đầy tham vọng là 100.000 TPS. Mức tăng này sẽ giải quyết căn bản tình trạng tắc nghẽn mạng đã trở thành trở ngại chính của Ethereum, mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà và hiệu quả hơn nhiều.
SegWit: Tối ưu hóa dữ liệu giao dịch
SegWit (Segregated Witness) là phương pháp sáng tạo tách dữ liệu chữ ký số khỏi dữ liệu giao dịch chính và loại bỏ một số thông tin dư thừa trong giao dịch. Kết quả là, khối có thể xử lý nhiều giao dịch hơn trong cùng một không gian.
SegWit giải quyết một cách tinh tế giới hạn kích thước khối Bitcoin cứng nhắc—mỗi khối bị giới hạn tối đa 1 MB, nghĩa là chỉ có một số lượng giao dịch hạn chế có thể chứa trong đó. Khi lưu lượng mạng cao, giới hạn này gây ra trì hoãn xử lý đáng kể.
Bằng cách loại bỏ dữ liệu chữ ký và lưu trữ trong cấu trúc riêng biệt, SegWit giảm trọng lượng của giao dịch và tăng tốc độ xử lý. Vì dữ liệu chữ ký chiếm khoảng 65% không gian trong các giao dịch nhất định, cấu trúc witness mới chỉ chiếm khoảng một phần tư kích thước ban đầu.
Một đặc điểm quan trọng của SegWit là khả năng tương thích ngược—node đã nâng cấp giao thức mới có thể tương tác một cách liền mạch với node cũ, giúp quá trình chuyển đổi suôn sẻ và giảm thiểu gián đoạn mạng.
Ví dụ về các dự án Layer 1 và cơ chế của chúng
Giải pháp Layer 1 là các cải tiến trên kiến trúc mạng chính của blockchain mà không cần thêm lớp overlay hoặc hệ thống riêng biệt. Chúng nâng cao hiệu quả mạng bằng cách sửa đổi kiến trúc hoặc giao thức cốt lõi.
Nhiều kỹ thuật được sử dụng để đạt khả năng mở rộng Layer 1. Một số tập trung vào tăng lượng dữ liệu trong mỗi khối hoặc rút ngắn thời gian xác nhận khối. Các kỹ thuật khác cải tiến giao thức đồng thuận hoặc triển khai sharding. Dưới đây là một số dự án dẫn đầu:
Ethereum 2.0: Chuyển từ PoW sang PoS, với sharding để tăng throughput
Cardano: Sử dụng cơ chế đồng thuận Ouroboros PoS, cung cấp khả năng mở rộng cao với hiệu quả năng lượng
Algorand: Áp dụng đồng thuận PoS thuần túy, tập trung vào tốc độ giao dịch và tính cuối cùng
Fantom: Sử dụng đồng thuận aBFT (Asynchronous Byzantine Fault Tolerance) để đạt throughput cao
Bitcoin với SegWit: Triển khai SegWit giúp tăng khả năng xử lý giao dịch mà không thay đổi kích thước khối cốt lõi
Ưu điểm của các giải pháp mở rộng Layer 1
Các giải pháp Layer 1 mang lại một số lợi ích đáng kể so với phương pháp Layer 2:
Không cần chuỗi riêng biệt: Các giải pháp Layer 1 không yêu cầu chuỗi riêng hoặc hạ tầng hỗ trợ có thể làm rối cấu trúc nền tảng của blockchain. Thay vào đó, chúng sửa đổi quy tắc giao thức để nâng cao khả năng xử lý và tốc độ giao dịch, phục vụ nhiều người dùng và dữ liệu hơn.
Thay đổi giao thức cho khả năng mở rộng dài hạn: Bằng cách sửa đổi giao thức cốt lõi của mạng, các giải pháp Layer 1 mang lại lợi ích lâu dài như tăng throughput, hiệu quả mạng, bảo mật, giảm chi phí và khả năng mở rộng bền vững trong khi vẫn duy trì tính phi tập trung.
Giảm chi phí giao dịch: Giảm tắc nghẽn mạng giúp người dùng không còn phải cạnh tranh gay gắt để giành không gian trong khối, từ đó giảm chi phí. Thay vì xây dựng dựa trên giao thức nền như các giải pháp Layer 2, các giải pháp Layer 1 tạo ra tác dụng lâu dài về khả năng mở rộng qua các thay đổi căn bản.
Bảo tồn tính phi tập trung: Bằng cách thích nghi các thay đổi trong giao thức đồng thuận một cách minh bạch, các giải pháp Layer 1 đảm bảo mạng vẫn duy trì tính phi tập trung và do người dùng kiểm soát, không bị kiểm soát bởi một nhóm nhỏ. Môi trường mở này tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp các công cụ và phát triển mới một cách dễ dàng, khiến các giải pháp Layer 1 rất linh hoạt và tùy biến theo nhu cầu của blockchain.
Hạn chế của các giải pháp Layer 1 cần xem xét
Dù có nhiều lợi ích, các giải pháp Layer 1 cũng đối mặt với một số thách thức đáng kể:
Ảnh hưởng đến doanh thu của thợ mỏ/validator: Khi mạng chuyển sang cơ chế hiệu quả hơn (như PoS), các validator có thể gặp giảm doanh thu do hệ thống mới yêu cầu ít năng lượng và tài nguyên hơn. Điều này có thể hạn chế động lực của họ để nâng cao khả năng mở rộng.
Hạn chế phần cứng của node cá nhân: Dù đã có nhiều nghiên cứu về các giải pháp Layer 1, vẫn tồn tại các giới hạn kỹ thuật thực tế. Bộ nhớ lưu trữ và băng thông của node cá nhân tạo ra những thách thức hiệu suất đáng kể trong hệ thống blockchain phân tán.
Tiềm năng tắc nghẽn dù đã cải thiện: Khi khối lượng giao dịch mỗi giây (TPS) tăng lên, nhiều dữ liệu khối sẽ lan tỏa khắp mạng, có thể gây ra tắc nghẽn ngay cả khi các giải pháp Layer 1 được áp dụng.
Phức tạp trong giao dịch cross-shard: Sharding là một giải pháp đầy hứa hẹn, nhưng nâng cao hiệu quả của các giao dịch liên shard vẫn đang trong quá trình phát triển. Giao dịch cross-shard đòi hỏi băng thông lớn hơn và thời gian xác nhận lâu hơn. Cần có các phương pháp hiệu quả hơn để giảm độ trễ, và còn nhiều tiềm năng phát triển trong lĩnh vực này.
Giải pháp Layer 2: Khả năng mở rộng qua lớp bổ sung
Layer 2 là thuật ngữ chỉ các mạng, hệ thống hoặc công nghệ hoạt động trên nền tảng của blockchain Layer 1 để cung cấp các tính năng bổ sung và nâng cao chức năng. Ý tưởng đơn giản nhưng mạnh mẽ: để blockchain cơ bản tập trung vào bảo mật và tính phi tập trung, còn lớp bổ sung xử lý khả năng mở rộng.
Mạng Layer 2 phải đảm bảo an toàn cho blockchain nền tảng bằng cách xác nhận các giao dịch của chúng qua mạng Layer 1. Điều này phân biệt Layer 2 với các hệ thống như sidechain, thường có cơ chế đồng thuận và đảm bảo an toàn khác nhau.
Layer 2 cung cấp các giải pháp tinh tế cho blockchain gặp vấn đề về khả năng mở rộng. Các giải pháp này cho phép giao dịch nhanh hơn, hiệu quả hơn trong khi vẫn duy trì tính phi tập trung và bảo mật của Layer 1. Với cách tiếp cận này, hệ sinh thái blockchain có thể đạt được sự thỏa hiệp tốt hơn với trilemma—gần hơn đến sự cân bằng của ba đặc tính đó.
Ba nhóm chính của các giải pháp Layer 2
Rollups: Gộp nhóm và thực thi ngoài chuỗi
Rollups nâng cao khả năng mở rộng bằng cách thực thi các giao dịch và hợp đồng thông minh ngoài chuỗi chính (off-chain) và chỉ xác nhận kết quả trong chuỗi (on-chain). Chiến lược này mang lại throughput cao hơn nhiều và chi phí thấp hơn đáng kể so với các giao dịch truyền thống trên chuỗi.
Rollups đạt khả năng mở rộng qua ba cơ chế chính:
Thực thi ngoài chuỗi: Mạng Layer 2 thực hiện các giao dịch thay mặt cho chuỗi chính, có thể là với người dùng khác hoặc hợp đồng thông minh. Gánh nặng xử lý của chuỗi chính giảm đáng kể vì chỉ cần xác minh và lưu trữ dữ liệu giao dịch thô, giúp giảm chi phí.
Gộp nhóm giao dịch: Rollup tập hợp nhiều nhóm dữ liệu giao dịch thô vào một nhóm lớn hơn và tải lên chuỗi chính. Kỹ thuật này tăng hiệu quả không gian đáng kể.
Yêu cầu validator trung thực tối thiểu: Rollups chỉ cần một validator trung thực để xác minh các giao dịch trên Layer 1. Điều này giảm thiểu số lượng validator cần thiết trong khi vẫn đảm bảo an toàn.
State Channels: Giao dịch off-chain giữa các bên
State channels là giải pháp Layer 2 cho phép các bên thực hiện nhiều giao dịch off-chain mà không cần phải công khai mọi giao dịch lên toàn mạng. Các kênh giao dịch off-chain này giúp tăng khả năng mở rộng bằng cách giảm đáng kể số lượng giao dịch xử lý bởi mạng lưới và chi phí liên quan.
Lightning Network là ví dụ nổi bật của khái niệm state channel. Hoạt động trên nền tảng của blockchain Bitcoin, Lightning Network cho phép người dùng thực hiện nhiều giao dịch off-chain với thời gian hoàn tất nhanh hơn nhiều và chi phí thấp hơn, đồng thời nâng cao khả năng mở rộng của Bitcoin.
Sidechains: Chuỗi blockchain độc lập kết nối
Sidechain là các mạng blockchain độc lập riêng biệt kết nối với blockchain chính qua hệ thống peg hai chiều (two-way peg) hoặc cầu (bridge). Sidechain có cơ chế đồng thuận riêng phù hợp với nhu cầu giao dịch cụ thể, giúp tăng hiệu quả và giảm chi phí.
Điều quan trọng là sidechain không thừa hưởng các đặc tính bảo mật của blockchain chính. Người dùng phải hoàn toàn dựa vào bảo mật của sidechain đó, bao gồm các validator tham gia xác thực.
Sidechain cung cấp giải pháp giảm tắc nghẽn của blockchain chính, giảm chi phí cho tất cả người dùng và nâng cao khả năng mở rộng cũng như tính ứng dụng của hệ sinh thái. Các nhà phát triển cũng có thể dùng sidechain như nơi thử nghiệm các tính năng mới và các use case chưa có trên blockchain chính.
Polygon PoS, Skale, và Rootstock là một số sidechain phổ biến. Ethereum 2.0 cũng có dạng shard chain riêng kết nối với Beacon Chain mới, dự kiến sẽ trở thành blockchain chính của Ethereum dựa trên PoS trong tương lai.
Ví dụ về các dự án Layer 2 hàng đầu
Arbitrum, Lightning Network, Optimism và Polygon là các blockchain Layer 2 phổ biến và có ảnh hưởng nhất:
Arbitrum: Giải pháp Layer 2 dựa trên Ethereum sử dụng Optimistic Rollups để nâng cao hiệu quả. Nền tảng này có throughput cao hơn nhiều và chi phí thấp hơn nhiều so với mainnet Ethereum, đồng thời vẫn tận dụng bảo mật và khả năng tương tác của Ethereum. Token gốc của Arbitrum (ARB) hiện được giao dịch quanh mức 0.10 USD, biến động trong 24h là -0.51%. Nền tảng đã chuyển sang cấu trúc Tổ chức Tự trị Phi tập trung (DAO), trao quyền quản trị cho cộng đồng.
Lightning Network: Giải pháp Layer 2 cho Bitcoin nhằm làm cho các giao dịch Bitcoin nhanh hơn và rẻ hơn. Mạng này cho phép xử lý các giao dịch hiệu quả hơn, chuyển các yêu cầu giao dịch nhất định sang Lightning Network. Mục tiêu của Lightning là làm cho Bitcoin hoạt động giống như tiền kỹ thuật số peer-to-peer, với chi phí tối thiểu và tiêu thụ năng lượng thấp hơn nhiều so với blockchain chính.
Optimism: Chuỗi Layer 2 xây dựng trên Ethereum sử dụng optimistic rollups. Nền tảng này góp phần mở rộng hệ sinh thái Ethereum trong khi vẫn tận dụng bảo mật của mainnet Ethereum. Optimism có hệ sinh thái phong phú với 97 giao thức, trong đó Synthetix (SNX) giá 0.40 USD, biến động +15.80% trong 24h; Uniswap (UNI) giá 3.51 USD, biến động +3.63%; Velodrome (VELO) giá 0.00 USD, biến động -0.94%. Tổng giá trị bị khóa (TVL) vượt quá 500 triệu USD. Người dùng có thể dễ dàng truy cập Optimism bằng cách thêm chuỗi vào ví MetaMask và cầu tài sản như ETH sang nền tảng Layer 2 này.
Polygon: Mạng Polygon nhằm giải quyết các thách thức của Ethereum—như chi phí cao và throughput thấp—bằng cách tạo ra “internet của các chuỗi”. Tầm nhìn này cho phép các nhà phát triển triển khai nhanh các blockchain tương thích Ethereum. Sáng kiến này hình dung một hệ sinh thái nơi các blockchain có thể tự do trao đổi giá trị và kiến thức, vượt qua giới hạn công nghệ và ý thức hệ. Polygon đã đổi thương hiệu từ Matic Network để phản ánh tham vọng lớn hơn như là xương sống cho các mạng có khả năng mở rộng cao và hợp tác.
Ưu điểm của các giải pháp Layer 2
Các giải pháp Layer 2 mang lại nhiều lợi ích thực tế:
Hiệu quả qua Optimistic Rollups: Arbitrum tận dụng optimistic rollups để nâng cao hiệu quả rõ rệt, tạo ra throughput cao hơn nhiều và chi phí thấp hơn nhiều so với Ethereum. Nền tảng này sử dụng token ARB để quản trị và đã áp dụng cấu trúc DAO.
Tốc độ giao dịch và hiệu quả năng lượng: Lightning Network giúp các giao dịch Bitcoin nhanh hơn và tiết kiệm chi phí, cho phép tiền mã hóa hoạt động như tiền kỹ thuật số peer-to-peer. Mạng này cũng giảm tiêu thụ năng lượng đáng kể so với blockchain chính.
Mở rộng hệ sinh thái Ethereum: Optimism góp phần mở rộng hệ sinh thái Ethereum qua optimistic rollups, đáp ứng nhu cầu mở rộng ngày càng tăng. Nền tảng cung cấp khả năng truy cập dễ dàng bằng cách thêm chuỗi vào ví Metamask và cầu token.
Internet của các blockchain: Tầm nhìn của Polygon về “internet của các blockchain” cho phép các blockchain trao đổi giá trị và thông tin tự do, vượt qua các rào cản công nghệ và ý thức hệ từng giới hạn khả năng tương tác.
Thách thức và hạn chế của Layer 2
Dù mạnh mẽ, các giải pháp Layer 2 vẫn gặp một số hạn chế:
Kết nối hạn chế giữa các giao thức: Một dApp trên Layer 2 có thể gặp khó khăn trong việc kết nối với các dApp Layer 2 khác trên các giao thức khác hoặc với dApp trên blockchain Layer 1. Điều này có thể gây trải nghiệm người dùng phân mảnh.
Phân mảnh thanh khoản: Việc tạo ra các hệ sinh thái riêng biệt trên Layer 2 có thể dẫn đến phân phối thanh khoản mỏng hơn. Ví dụ như Ethereum, phụ thuộc vào thị trường mạnh và thanh khoản để các sản phẩm tài chính và token hoạt động hiệu quả.
Phức tạp trong onboarding: Việc thêm nhiều giải pháp Layer 2 trên nền tảng blockchain Layer 1 có thể làm tăng rào cản và thời gian onboarding. Việc chuyển dữ liệu và thông tin có thể yêu cầu nhiều tài khoản và cầu khác nhau, gây khó khăn cho người dùng trong việc theo dõi tài sản và đảm bảo an toàn trên các giao thức Layer 2 khác nhau.
So sánh trực tiếp: layer 1 vs layer 2 trong thực tế
Câu hỏi trung tâm trong cuộc thảo luận layer 1 vs layer 2 là cách chúng hoạt động và vận hành trong thực tế. Không có lợi ích nào khi chỉ so sánh dựa trên các ưu điểm cho hệ sinh thái, vì mỗi loại đều có đặc điểm và use case riêng.
Blockchain Layer 1 là mạng lưới độc lập bao gồm tất cả các lớp quan trọng—khả năng cung cấp dữ liệu, cơ chế đồng thuận và thực thi giao dịch. Layer 1 tập trung vào bảo mật và cung cấp nền tảng vững chắc cho các giải pháp Layer 2 xây dựng phía trên.
Các giải pháp mở rộng khả năng Layer 2 dựa vào blockchain Layer 1 và tồn tại để hỗ trợ, bổ sung. Chúng không thay thế Layer 1 mà mở rộng khả năng của nó.
Blockchain Layer 1 đạt khả năng mở rộng qua các phương pháp như sửa đổi thuật toán đồng thuận và áp dụng sharding. Các giải pháp Layer 2 sử dụng state channels, blockchain lồng nhau, rollups và sidechains để nâng cao hiệu suất mạng, khả năng lập trình, throughput và giảm chi phí.
Mạng Layer 1 đóng vai trò là nguồn sự thật và chịu trách nhiệm cuối cùng trong việc thanh toán các giao dịch. Chúng cũng có token gốc để truy cập tài nguyên mạng và thường tiên phong trong các đổi mới về cơ chế đồng thuận.
Các giải pháp Layer 2 cung cấp chức năng tương tự Layer 1 nhưng với lợi ích bổ sung như hiệu suất cao hơn và chi phí thấp hơn. Mỗi giải pháp Layer 2 có phương pháp riêng để ánh xạ các giao dịch trở lại mạng Layer 1 nền tảng, đảm bảo an toàn mà không hy sinh hiệu quả.
Ảnh hưởng của Ethereum 2.0 đối với chiến lược Layer 1 và Layer 2
Nâng cấp Ethereum 2.0 liên tục phát triển đánh dấu một bước chuyển đổi có thể thay đổi cả Layer 1 và Layer 2 của blockchain. Kể từ khi The Merge—khi Ethereum chuyển từ cơ chế đồng thuận Proof of Work sang Proof of Stake—các nhà phát triển blockchain đã nỗ lực nâng cao hiệu quả, khả năng mở rộng và bảo mật của mạng cùng lúc.
Ethereum 2.0 là bước tiến quan trọng trong việc nâng cao khả năng mở rộng và throughput của Ethereum với mục tiêu đầy tham vọng là xử lý tới 100.000 giao dịch mỗi giây—mức tăng đáng kể so với khoảng 30 TPS hiện tại. Nâng cấp này giải quyết vấn đề tắc nghẽn đã lâu là trở ngại chính của mạng Ethereum, mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà và hiệu quả hơn nhiều.
Tuy nhiên, Ethereum 2.0 không làm cho các giải pháp Layer 2 trở nên lỗi thời hoặc không còn phù hợp. Ngược lại, nâng cấp này khẳng định vai trò quan trọng của Layer 2 trong chiến lược mở rộng quy mô dài hạn của Ethereum. Các giải pháp Layer 2 vẫn mang lại lợi ích độc đáo, bao gồm khả năng vận hành DeFi phức tạp và khả năng tương tác giữa các giao thức blockchain khác nhau.
Dù Ethereum 2.0 mang lại những cải tiến đáng kể, vẫn tồn tại giới hạn trong việc chỉ dựa vào khả năng mở rộng Layer 1. Một trong những hạn chế chính là khả năng phối hợp—khả năng các giao thức khác nhau tương tác liền mạch. Layer 2 cung cấp khả năng phối hợp hạn chế giữa các chuỗi, có thể dẫn đến trải nghiệm người dùng phân mảnh. Tuy nhiên, các dự án như Polygon tích cực xây dựng cầu nối để giải quyết vấn đề này bằng cách cung cấp các giải pháp Layer 2 có khả năng tương tác, mặc dù việc triển khai đầy đủ có thể mất nhiều thời gian hơn.
Ứng dụng và tác động thực tế
Các giải pháp khả năng mở rộng, cả Layer 1 lẫn Layer 2, có nhiều ứng dụng thực tế đang thay đổi ngành công nghiệp và các use case của blockchain.
Ứng dụng trong Tài chính Phi tập trung (DeFi)
Ethereum, một trong những blockchain Layer 1 ảnh hưởng nhất, cung cấp một hệ sinh thái phong phú cho các ứng dụng DeFi. Các dự án như MakerDAO sử dụng hợp đồng thông minh Ethereum phức tạp để tạo ra DAI, stablecoin được đảm bảo bằng Ether (ETH) và được neo ở mức 1 USD. ETH hiện được giao dịch quanh mức 1.96K USD, biến động 24h là +0.45%.
Ethereum còn cung cấp các dịch vụ vay dựa trên hợp đồng thông minh, các ứng dụng fintech khác, giao dịch và thanh toán, cũng như giải pháp lưu trữ dữ liệu. Công nghệ blockchain của nó có khả năng truyền dữ liệu an toàn giữa hàng triệu máy chủ, có tiềm năng cách mạng hóa cách chúng ta lưu trữ và chia sẻ thông tin.
Lightning Network là một giải pháp Layer 2 nổi bật khác có thể biến đổi các giao dịch kỹ thuật số và các ứng dụng tài chính. Mạng này cung cấp các giao dịch nhanh hơn, rẻ hơn và khả năng mở rộng cao hơn, cho phép các use case trước đây không thể thực hiện được trên blockchain Layer 1. Các ứng dụng bao gồm thanh toán vi mô, chuyển tiền quốc tế, chơi game và thanh toán nhanh.
Trong lĩnh vực thanh toán vi mô, ví dụ như Nostr—mạng xã hội phi tập trung—sử dụng Lightning Network để cho phép người dùng gửi và nhận micropayments trong nền tảng. Ứng dụng Strike tận dụng Lightning để cung cấp các giao dịch chuyển tiền xuyên biên giới nhanh chóng và chi phí thấp. THNDR Games tích hợp Lightning vào trò chơi di động của họ để mang lại trải nghiệm hấp dẫn và sống động. OpenNode, công nghệ xử lý thanh toán, cho phép các thương nhân chấp nhận thanh toán Bitcoin qua Lightning Network, giảm chi phí và cung cấp thanh toán gần như tức thì.
Polygon cũng có ảnh hưởng đáng kể đến thị trường DeFi. Mạng này có TVL (Tổng Giá Trị Được Khóa) khoảng 1,3 tỷ USD tính đến tháng 6 năm 2023 và được các nền tảng DeFi lớn nhất sử dụng. Compound (COMP) được giao dịch quanh mức 18.14 USD, biến động +0.55%; Aave (AAVE) giá 115.90 USD, biến động -6.78%. Polygon hỗ trợ giao dịch NFT và cung cấp chi phí thấp cho việc mua bán NFT.
Thị trường NFT và Bộ sưu tập kỹ thuật số
Ethereum là nền tảng của thị trường NFT toàn cầu, cho phép kiếm tiền từ các tác phẩm nghệ thuật, âm nhạc và các phương tiện truyền thông khác thông qua token không thể thay thế (NFT). Cuộc cách mạng này đã tạo ra một nền kinh tế mới cho các nhà sáng tạo kỹ thuật số.
Polygon, như một giải pháp Layer 2, ảnh hưởng lớn đến các thị trường NFT bằng cách giảm thiểu chi phí. Mạng này hỗ trợ giao dịch NFT và cung cấp chi phí thấp, giúp NFT dễ tiếp cận hơn với đại chúng.
Gaming và Giải trí Web 3
Polygon thành lập bộ phận Polygon Studios vào tháng 7 năm 2021 với sứ mệnh chuyển đổi game từ Web 2.0 sang Web 3.0. Bộ phận này hỗ trợ các nhà sáng tạo xây dựng game trên Polygon bằng cách cung cấp hỗ trợ marketing, cộng đồng và đầu tư.
Sức mạnh của mạng Ethereum kết hợp với công nghệ mở rộng của Polygon có thể giảm bớt các lo ngại về độ trễ mạng chậm và số lượng giao dịch trong các game dựa trên blockchain. Polygon cũng nâng cao hiệu quả giao dịch NFT trong game, như các dự án GameFi và dApps NFT sử dụng Polygon để cải thiện trải nghiệm người dùng.
Tương lai của khả năng mở rộng blockchain: Những gì sắp tới
Các giải pháp mở rộng cho các giao thức blockchain đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển tích cực nhằm đáp ứng nhu cầu trong tương lai. Các nhà phát triển đang làm việc với sharding, giao dịch off-chain và các giải pháp Layer 2 để nâng cao throughput hệ thống và khả năng mở rộng của mạng lưới blockchain.
Mục tiêu của các giải pháp này là khắc phục các hạn chế vốn có của blockchain như tốc độ giao dịch chậm và chi phí cao, làm cho blockchain dễ tiếp cận hơn cho các ứng dụng phổ biến. Phương pháp kết hợp blockchain lai (hybrid) kết hợp ưu điểm của cả hai phương thức có thể đạt được kết quả tối ưu.
Các chiến lược mở rộng này sẽ giúp blockchain dễ sử dụng hơn, nhanh hơn và thân thiện hơn với người dùng mới. Tương lai của các giải pháp mở rộng blockchain sẽ ảnh hưởng lớn đến việc chấp nhận rộng rãi tiền mã hóa.
Khi khả năng mở rộng của mạng lưới blockchain tăng lên, chúng sẽ trở nên dễ dàng hơn để sử dụng cho các giao dịch hàng ngày và các ứng dụng phổ biến khác. Điều này sẽ thúc đẩy sự hấp dẫn và chấp nhận tiền mã hóa hơn nữa, làm cho chúng dễ tiếp cận hơn với đại chúng.
Ngoài ra, với khả năng mở rộng ngày càng cao, blockchain sẽ có khả năng đáp ứng tốt hơn các yêu cầu ngày càng tăng của DeFi và các ứng dụng dựa trên blockchain khác. Vì các dịch vụ blockchain cung cấp nhiều giải pháp cho các vấn đề thực tế, sự phát triển và mở rộng của chúng là điều tất yếu trong kỷ nguyên số này.
Các đổi mới như LayerZero liên tục thúc đẩy giới hạn của khả năng tương tác và khả năng mở rộng cross-chain.
Kết luận: Xây dựng tương lai blockchain có khả năng mở rộng
Tương lai của các giải pháp mở rộng blockchain rất hứa hẹn, với nghiên cứu và phát triển liên tục đảm bảo sự gia tăng liên tục về khả năng mở rộng của mạng lưới blockchain. Phối hợp các giải pháp hybrid kết hợp layer 1 và layer 2 mở ra tiềm năng đầy hứng khởi cho hệ sinh thái blockchain.
Hiểu rõ về layer 1 và layer 2 là chìa khóa để tối ưu hóa chiến lược blockchain trong tương lai. Tác động của các sáng kiến mở rộng này đối với việc chấp nhận rộng rãi tiền mã hóa là không thể bỏ qua, vì mạng lưới blockchain có khả năng mở rộng hơn sẽ xử lý tốt hơn các yêu cầu ngày càng tăng của tài chính phi tập trung và các ứng dụng dựa trên blockchain khác.
Chúng ta đang hướng tới một môi trường kỹ thuật số dễ sử dụng, dễ tiếp cận và an toàn hơn nhờ các cải tiến trong hạ tầng blockchain này. Đây là thời điểm thú vị để tham gia vào lĩnh vực blockchain, với vô vàn cơ hội đang chờ đợi phía trước. Với layer 1 cung cấp nền tảng vững chắc và layer 2 mang lại khả năng mở rộng thực tiễn, hệ sinh thái blockchain sẵn sàng cho những bước chuyển đổi chưa từng có tiền lệ.
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
So sánh Layer 1 và Layer 2: Giải pháp mở rộng quy mô Blockchain thay đổi hệ sinh thái Crypto
Công nghệ blockchain đã chứng minh khả năng của mình trong việc nâng cao niềm tin, củng cố an ninh giao dịch và tăng cường tính minh bạch dữ liệu trên toàn mạng lưới doanh nghiệp. Hệ thống phi tập trung này hoạt động bằng cách giảm thiểu chi phí vận hành và đơn giản hóa các quy trình trước đây phức tạp. Tuy nhiên, cùng với sự phổ biến nhanh chóng của việc áp dụng, các câu hỏi cấp bách đã xuất hiện: làm thế nào để blockchain phát triển theo nhu cầu thị trường? Chính vì vậy, layer 1 và layer 2 trở thành chủ đề then chốt. Hai phương pháp này cung cấp các giải pháp khác nhau cho cùng một thách thức về khả năng mở rộng—làm thế nào xử lý nhiều giao dịch hơn mà không hy sinh an ninh hoặc tính phi tập trung.
Để duy trì tính cạnh tranh, hệ sinh thái blockchain cần áp dụng các đổi mới tiên tiến như kỹ thuật mở rộng cao cấp, công nghệ sharding, giao thức bảo mật nâng cao và các sáng kiến phi tập trung mạnh mẽ hơn. Hiểu rõ sự khác biệt giữa layer 1 và layer 2 cũng như cách chúng có thể hoạt động cùng nhau là chìa khóa để tối ưu hóa mạng lưới blockchain trong tương lai.
Trilemma Blockchain: Tại sao layer 1 vs layer 2 lại quan trọng
Khả năng mở rộng của blockchain không chỉ là một thách thức kỹ thuật—đây là vấn đề cơ bản được gọi là “Trilemma Blockchain.” Khái niệm cách mạng này lần đầu tiên được đề xuất bởi Vitalik Buterin, một trong những sáng lập của Ethereum, và đã hình thành cách ngành công nghiệp suy nghĩ về thiết kế blockchain.
Trilemma Blockchain phát biểu rằng hệ thống blockchain phải đối mặt với một tình thế tiến thoái lưỡng nan rõ ràng: chúng phải cân bằng ba đặc tính thiết yếu—phi tập trung, khả năng mở rộng, và bảo mật. Theo khái niệm này, không thể đạt được cả ba một cách tối ưu cùng lúc. Mỗi dự án tiền mã hóa cuối cùng đều phải hy sinh một trong ba đặc điểm này để đạt được mức độ thỏa hiệp chấp nhận được.
Đây chính là lý do tại sao layer 1 vs layer 2 trở thành cuộc thảo luận quan trọng. Layer 1 (chuỗi chính) cố gắng giải quyết trilemma bằng cách sửa đổi giao thức cơ bản, trong khi layer 2 (giải pháp trên blockchain) chọn cách tiếp cận nhẹ nhàng hơn bằng cách xây dựng dựa trên nền tảng đã có. Tìm ra sự cân bằng hoàn hảo giữa ba yếu tố này là cực kỳ quan trọng cho việc chấp nhận blockchain lâu dài. Do đó, đổi mới liên tục trong các cơ chế giải quyết vấn đề khác nhau là cần thiết để vượt qua các thách thức ngày càng phát triển này.
Hiểu rõ sự khác biệt: layer 1 vs layer 2 trong mạng lưới blockchain
Trước khi đi sâu vào các giải pháp cụ thể, điều quan trọng là phải hiểu rõ cách layer 1 và layer 2 khác biệt về cơ bản. Cả hai đều sử dụng các cơ chế hoàn toàn khác nhau để đạt được mục tiêu khả năng mở rộng của mình.
Layer 1 (Blockchain cơ bản) bao gồm:
Layer 2 (Giải pháp bổ sung) bao gồm:
Sự khác biệt này không chỉ mang tính học thuật—chúng có những tác động thực tế đáng kể đến hiệu suất mạng, chi phí người dùng và phân phối bảo mật.
Giải pháp layer 1: Nâng cao năng lực của Blockchain cơ bản
Layer 1 là nền tảng của mọi hoạt động blockchain, còn gọi là chuỗi chính hoặc mainchain. Các giải pháp mở rộng khả năng của Layer 1, còn gọi là khả năng mở rộng on-chain, hoạt động bằng cách cho phép mạng xử lý các giao dịch trực tiếp trên chính blockchain của chúng mà không cần lớp bổ sung.
Bitcoin và Ethereum là hai ví dụ nổi bật nhất của mạng Layer 1. Cả hai hệ thống đều sử dụng mô hình đồng thuận phi tập trung để bảo vệ các giao dịch, trong đó nhiều node phân tán trên toàn mạng xác minh và đồng thuận trước khi thêm vào khối. Tuy nhiên, sự phổ biến ngày càng tăng đã tạo ra nhu cầu ngày càng lớn về thời gian xác nhận nhanh hơn và chi phí giao dịch thấp hơn.
Các giải pháp Layer 1 cung cấp nhiều phương pháp để nâng cao khả năng mở rộng trực tiếp của mạng lưới blockchain. Các chiến lược phổ biến bao gồm sửa đổi quy tắc giao thức cơ bản, tăng kích thước khối và rút ngắn thời gian tạo khối. Để thực hiện các thay đổi này, cộng đồng mạng thường phải thực hiện hard fork hoặc soft fork—ví dụ như nâng cấp SegWit của Bitcoin nổi tiếng.
Các phương pháp thay thế khác để nâng cao khả năng xử lý của mạng là sharding. Sharding chia nhỏ hoạt động của blockchain thành các phân đoạn nhỏ hơn có thể xử lý dữ liệu đồng thời thay vì tuần tự, từ đó tăng đáng kể khả năng của mạng lưới.
Làm thế nào layer 1 nâng cao khả năng mở rộng: Từ sharding đến Proof-of-Stake
Công nghệ Sharding
Sharding là phương pháp lấy cảm hứng từ kiến trúc cơ sở dữ liệu phân tán. Đây là cách tiếp cận khả năng mở rộng Layer 1 nổi bật vì chia trạng thái toàn bộ mạng blockchain thành các phần nhỏ hơn có thể quản lý được. Các phần này gọi là “shards.”
Mỗi node trong mạng được phân công cho một shard nhất định. Mỗi shard xử lý độc lập nhiều giao dịch cùng lúc, qua đó tăng đáng kể hiệu suất của toàn mạng. Các shard này tương tác với nhau qua các giao thức truyền thông đặc biệt để chia sẻ thông tin về địa chỉ, số dư và trạng thái toàn mạng.
Ví dụ thực tế là Zilliqa, triển khai “transaction-based sharding.” Trong hệ thống này, các giao dịch được chia thành các nhóm nhỏ và xử lý song song bởi các shard khác nhau, mang lại tăng throughput rõ rệt.
Chuyển đổi sang Proof-of-Stake (PoS)
Proof-of-Stake là cơ chế đồng thuận hiệu quả hơn so với Proof-of-Work. Hệ thống này sử dụng ít năng lượng hơn nhiều—điều này rất quan trọng trong bối cảnh ngành ngày càng tìm kiếm các phương án thân thiện với môi trường.
Trong PoS, thay vì yêu cầu các miner giải quyết các bài toán mật mã phức tạp (như trong PoW), các thành viên mạng đặt cọc (stake) của họ để xác nhận khối mới. Cơ chế này không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn có thể nâng cao khả năng mở rộng, bảo mật và hiệu quả cùng lúc.
Chuyển đổi Ethereum sang Ethereum 2.0 bao gồm việc áp dụng cơ chế đồng thuận PoS, một bước lịch sử giúp nâng cao khả năng mở rộng của Ethereum từ khoảng 30 giao dịch mỗi giây (TPS) hiện tại lên mục tiêu đầy tham vọng là 100.000 TPS. Mức tăng này sẽ giải quyết căn bản tình trạng tắc nghẽn mạng đã trở thành trở ngại chính của Ethereum, mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà và hiệu quả hơn nhiều.
SegWit: Tối ưu hóa dữ liệu giao dịch
SegWit (Segregated Witness) là phương pháp sáng tạo tách dữ liệu chữ ký số khỏi dữ liệu giao dịch chính và loại bỏ một số thông tin dư thừa trong giao dịch. Kết quả là, khối có thể xử lý nhiều giao dịch hơn trong cùng một không gian.
SegWit giải quyết một cách tinh tế giới hạn kích thước khối Bitcoin cứng nhắc—mỗi khối bị giới hạn tối đa 1 MB, nghĩa là chỉ có một số lượng giao dịch hạn chế có thể chứa trong đó. Khi lưu lượng mạng cao, giới hạn này gây ra trì hoãn xử lý đáng kể.
Bằng cách loại bỏ dữ liệu chữ ký và lưu trữ trong cấu trúc riêng biệt, SegWit giảm trọng lượng của giao dịch và tăng tốc độ xử lý. Vì dữ liệu chữ ký chiếm khoảng 65% không gian trong các giao dịch nhất định, cấu trúc witness mới chỉ chiếm khoảng một phần tư kích thước ban đầu.
Một đặc điểm quan trọng của SegWit là khả năng tương thích ngược—node đã nâng cấp giao thức mới có thể tương tác một cách liền mạch với node cũ, giúp quá trình chuyển đổi suôn sẻ và giảm thiểu gián đoạn mạng.
Ví dụ về các dự án Layer 1 và cơ chế của chúng
Giải pháp Layer 1 là các cải tiến trên kiến trúc mạng chính của blockchain mà không cần thêm lớp overlay hoặc hệ thống riêng biệt. Chúng nâng cao hiệu quả mạng bằng cách sửa đổi kiến trúc hoặc giao thức cốt lõi.
Nhiều kỹ thuật được sử dụng để đạt khả năng mở rộng Layer 1. Một số tập trung vào tăng lượng dữ liệu trong mỗi khối hoặc rút ngắn thời gian xác nhận khối. Các kỹ thuật khác cải tiến giao thức đồng thuận hoặc triển khai sharding. Dưới đây là một số dự án dẫn đầu:
Ưu điểm của các giải pháp mở rộng Layer 1
Các giải pháp Layer 1 mang lại một số lợi ích đáng kể so với phương pháp Layer 2:
Không cần chuỗi riêng biệt: Các giải pháp Layer 1 không yêu cầu chuỗi riêng hoặc hạ tầng hỗ trợ có thể làm rối cấu trúc nền tảng của blockchain. Thay vào đó, chúng sửa đổi quy tắc giao thức để nâng cao khả năng xử lý và tốc độ giao dịch, phục vụ nhiều người dùng và dữ liệu hơn.
Thay đổi giao thức cho khả năng mở rộng dài hạn: Bằng cách sửa đổi giao thức cốt lõi của mạng, các giải pháp Layer 1 mang lại lợi ích lâu dài như tăng throughput, hiệu quả mạng, bảo mật, giảm chi phí và khả năng mở rộng bền vững trong khi vẫn duy trì tính phi tập trung.
Giảm chi phí giao dịch: Giảm tắc nghẽn mạng giúp người dùng không còn phải cạnh tranh gay gắt để giành không gian trong khối, từ đó giảm chi phí. Thay vì xây dựng dựa trên giao thức nền như các giải pháp Layer 2, các giải pháp Layer 1 tạo ra tác dụng lâu dài về khả năng mở rộng qua các thay đổi căn bản.
Bảo tồn tính phi tập trung: Bằng cách thích nghi các thay đổi trong giao thức đồng thuận một cách minh bạch, các giải pháp Layer 1 đảm bảo mạng vẫn duy trì tính phi tập trung và do người dùng kiểm soát, không bị kiểm soát bởi một nhóm nhỏ. Môi trường mở này tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp các công cụ và phát triển mới một cách dễ dàng, khiến các giải pháp Layer 1 rất linh hoạt và tùy biến theo nhu cầu của blockchain.
Hạn chế của các giải pháp Layer 1 cần xem xét
Dù có nhiều lợi ích, các giải pháp Layer 1 cũng đối mặt với một số thách thức đáng kể:
Ảnh hưởng đến doanh thu của thợ mỏ/validator: Khi mạng chuyển sang cơ chế hiệu quả hơn (như PoS), các validator có thể gặp giảm doanh thu do hệ thống mới yêu cầu ít năng lượng và tài nguyên hơn. Điều này có thể hạn chế động lực của họ để nâng cao khả năng mở rộng.
Hạn chế phần cứng của node cá nhân: Dù đã có nhiều nghiên cứu về các giải pháp Layer 1, vẫn tồn tại các giới hạn kỹ thuật thực tế. Bộ nhớ lưu trữ và băng thông của node cá nhân tạo ra những thách thức hiệu suất đáng kể trong hệ thống blockchain phân tán.
Tiềm năng tắc nghẽn dù đã cải thiện: Khi khối lượng giao dịch mỗi giây (TPS) tăng lên, nhiều dữ liệu khối sẽ lan tỏa khắp mạng, có thể gây ra tắc nghẽn ngay cả khi các giải pháp Layer 1 được áp dụng.
Phức tạp trong giao dịch cross-shard: Sharding là một giải pháp đầy hứa hẹn, nhưng nâng cao hiệu quả của các giao dịch liên shard vẫn đang trong quá trình phát triển. Giao dịch cross-shard đòi hỏi băng thông lớn hơn và thời gian xác nhận lâu hơn. Cần có các phương pháp hiệu quả hơn để giảm độ trễ, và còn nhiều tiềm năng phát triển trong lĩnh vực này.
Giải pháp Layer 2: Khả năng mở rộng qua lớp bổ sung
Layer 2 là thuật ngữ chỉ các mạng, hệ thống hoặc công nghệ hoạt động trên nền tảng của blockchain Layer 1 để cung cấp các tính năng bổ sung và nâng cao chức năng. Ý tưởng đơn giản nhưng mạnh mẽ: để blockchain cơ bản tập trung vào bảo mật và tính phi tập trung, còn lớp bổ sung xử lý khả năng mở rộng.
Mạng Layer 2 phải đảm bảo an toàn cho blockchain nền tảng bằng cách xác nhận các giao dịch của chúng qua mạng Layer 1. Điều này phân biệt Layer 2 với các hệ thống như sidechain, thường có cơ chế đồng thuận và đảm bảo an toàn khác nhau.
Layer 2 cung cấp các giải pháp tinh tế cho blockchain gặp vấn đề về khả năng mở rộng. Các giải pháp này cho phép giao dịch nhanh hơn, hiệu quả hơn trong khi vẫn duy trì tính phi tập trung và bảo mật của Layer 1. Với cách tiếp cận này, hệ sinh thái blockchain có thể đạt được sự thỏa hiệp tốt hơn với trilemma—gần hơn đến sự cân bằng của ba đặc tính đó.
Ba nhóm chính của các giải pháp Layer 2
Rollups: Gộp nhóm và thực thi ngoài chuỗi
Rollups nâng cao khả năng mở rộng bằng cách thực thi các giao dịch và hợp đồng thông minh ngoài chuỗi chính (off-chain) và chỉ xác nhận kết quả trong chuỗi (on-chain). Chiến lược này mang lại throughput cao hơn nhiều và chi phí thấp hơn đáng kể so với các giao dịch truyền thống trên chuỗi.
Rollups đạt khả năng mở rộng qua ba cơ chế chính:
Thực thi ngoài chuỗi: Mạng Layer 2 thực hiện các giao dịch thay mặt cho chuỗi chính, có thể là với người dùng khác hoặc hợp đồng thông minh. Gánh nặng xử lý của chuỗi chính giảm đáng kể vì chỉ cần xác minh và lưu trữ dữ liệu giao dịch thô, giúp giảm chi phí.
Gộp nhóm giao dịch: Rollup tập hợp nhiều nhóm dữ liệu giao dịch thô vào một nhóm lớn hơn và tải lên chuỗi chính. Kỹ thuật này tăng hiệu quả không gian đáng kể.
Yêu cầu validator trung thực tối thiểu: Rollups chỉ cần một validator trung thực để xác minh các giao dịch trên Layer 1. Điều này giảm thiểu số lượng validator cần thiết trong khi vẫn đảm bảo an toàn.
State Channels: Giao dịch off-chain giữa các bên
State channels là giải pháp Layer 2 cho phép các bên thực hiện nhiều giao dịch off-chain mà không cần phải công khai mọi giao dịch lên toàn mạng. Các kênh giao dịch off-chain này giúp tăng khả năng mở rộng bằng cách giảm đáng kể số lượng giao dịch xử lý bởi mạng lưới và chi phí liên quan.
Lightning Network là ví dụ nổi bật của khái niệm state channel. Hoạt động trên nền tảng của blockchain Bitcoin, Lightning Network cho phép người dùng thực hiện nhiều giao dịch off-chain với thời gian hoàn tất nhanh hơn nhiều và chi phí thấp hơn, đồng thời nâng cao khả năng mở rộng của Bitcoin.
Sidechains: Chuỗi blockchain độc lập kết nối
Sidechain là các mạng blockchain độc lập riêng biệt kết nối với blockchain chính qua hệ thống peg hai chiều (two-way peg) hoặc cầu (bridge). Sidechain có cơ chế đồng thuận riêng phù hợp với nhu cầu giao dịch cụ thể, giúp tăng hiệu quả và giảm chi phí.
Điều quan trọng là sidechain không thừa hưởng các đặc tính bảo mật của blockchain chính. Người dùng phải hoàn toàn dựa vào bảo mật của sidechain đó, bao gồm các validator tham gia xác thực.
Sidechain cung cấp giải pháp giảm tắc nghẽn của blockchain chính, giảm chi phí cho tất cả người dùng và nâng cao khả năng mở rộng cũng như tính ứng dụng của hệ sinh thái. Các nhà phát triển cũng có thể dùng sidechain như nơi thử nghiệm các tính năng mới và các use case chưa có trên blockchain chính.
Polygon PoS, Skale, và Rootstock là một số sidechain phổ biến. Ethereum 2.0 cũng có dạng shard chain riêng kết nối với Beacon Chain mới, dự kiến sẽ trở thành blockchain chính của Ethereum dựa trên PoS trong tương lai.
Ví dụ về các dự án Layer 2 hàng đầu
Arbitrum, Lightning Network, Optimism và Polygon là các blockchain Layer 2 phổ biến và có ảnh hưởng nhất:
Arbitrum: Giải pháp Layer 2 dựa trên Ethereum sử dụng Optimistic Rollups để nâng cao hiệu quả. Nền tảng này có throughput cao hơn nhiều và chi phí thấp hơn nhiều so với mainnet Ethereum, đồng thời vẫn tận dụng bảo mật và khả năng tương tác của Ethereum. Token gốc của Arbitrum (ARB) hiện được giao dịch quanh mức 0.10 USD, biến động trong 24h là -0.51%. Nền tảng đã chuyển sang cấu trúc Tổ chức Tự trị Phi tập trung (DAO), trao quyền quản trị cho cộng đồng.
Lightning Network: Giải pháp Layer 2 cho Bitcoin nhằm làm cho các giao dịch Bitcoin nhanh hơn và rẻ hơn. Mạng này cho phép xử lý các giao dịch hiệu quả hơn, chuyển các yêu cầu giao dịch nhất định sang Lightning Network. Mục tiêu của Lightning là làm cho Bitcoin hoạt động giống như tiền kỹ thuật số peer-to-peer, với chi phí tối thiểu và tiêu thụ năng lượng thấp hơn nhiều so với blockchain chính.
Optimism: Chuỗi Layer 2 xây dựng trên Ethereum sử dụng optimistic rollups. Nền tảng này góp phần mở rộng hệ sinh thái Ethereum trong khi vẫn tận dụng bảo mật của mainnet Ethereum. Optimism có hệ sinh thái phong phú với 97 giao thức, trong đó Synthetix (SNX) giá 0.40 USD, biến động +15.80% trong 24h; Uniswap (UNI) giá 3.51 USD, biến động +3.63%; Velodrome (VELO) giá 0.00 USD, biến động -0.94%. Tổng giá trị bị khóa (TVL) vượt quá 500 triệu USD. Người dùng có thể dễ dàng truy cập Optimism bằng cách thêm chuỗi vào ví MetaMask và cầu tài sản như ETH sang nền tảng Layer 2 này.
Polygon: Mạng Polygon nhằm giải quyết các thách thức của Ethereum—như chi phí cao và throughput thấp—bằng cách tạo ra “internet của các chuỗi”. Tầm nhìn này cho phép các nhà phát triển triển khai nhanh các blockchain tương thích Ethereum. Sáng kiến này hình dung một hệ sinh thái nơi các blockchain có thể tự do trao đổi giá trị và kiến thức, vượt qua giới hạn công nghệ và ý thức hệ. Polygon đã đổi thương hiệu từ Matic Network để phản ánh tham vọng lớn hơn như là xương sống cho các mạng có khả năng mở rộng cao và hợp tác.
Ưu điểm của các giải pháp Layer 2
Các giải pháp Layer 2 mang lại nhiều lợi ích thực tế:
Hiệu quả qua Optimistic Rollups: Arbitrum tận dụng optimistic rollups để nâng cao hiệu quả rõ rệt, tạo ra throughput cao hơn nhiều và chi phí thấp hơn nhiều so với Ethereum. Nền tảng này sử dụng token ARB để quản trị và đã áp dụng cấu trúc DAO.
Tốc độ giao dịch và hiệu quả năng lượng: Lightning Network giúp các giao dịch Bitcoin nhanh hơn và tiết kiệm chi phí, cho phép tiền mã hóa hoạt động như tiền kỹ thuật số peer-to-peer. Mạng này cũng giảm tiêu thụ năng lượng đáng kể so với blockchain chính.
Mở rộng hệ sinh thái Ethereum: Optimism góp phần mở rộng hệ sinh thái Ethereum qua optimistic rollups, đáp ứng nhu cầu mở rộng ngày càng tăng. Nền tảng cung cấp khả năng truy cập dễ dàng bằng cách thêm chuỗi vào ví Metamask và cầu token.
Internet của các blockchain: Tầm nhìn của Polygon về “internet của các blockchain” cho phép các blockchain trao đổi giá trị và thông tin tự do, vượt qua các rào cản công nghệ và ý thức hệ từng giới hạn khả năng tương tác.
Thách thức và hạn chế của Layer 2
Dù mạnh mẽ, các giải pháp Layer 2 vẫn gặp một số hạn chế:
Kết nối hạn chế giữa các giao thức: Một dApp trên Layer 2 có thể gặp khó khăn trong việc kết nối với các dApp Layer 2 khác trên các giao thức khác hoặc với dApp trên blockchain Layer 1. Điều này có thể gây trải nghiệm người dùng phân mảnh.
Phân mảnh thanh khoản: Việc tạo ra các hệ sinh thái riêng biệt trên Layer 2 có thể dẫn đến phân phối thanh khoản mỏng hơn. Ví dụ như Ethereum, phụ thuộc vào thị trường mạnh và thanh khoản để các sản phẩm tài chính và token hoạt động hiệu quả.
Phức tạp trong onboarding: Việc thêm nhiều giải pháp Layer 2 trên nền tảng blockchain Layer 1 có thể làm tăng rào cản và thời gian onboarding. Việc chuyển dữ liệu và thông tin có thể yêu cầu nhiều tài khoản và cầu khác nhau, gây khó khăn cho người dùng trong việc theo dõi tài sản và đảm bảo an toàn trên các giao thức Layer 2 khác nhau.
So sánh trực tiếp: layer 1 vs layer 2 trong thực tế
Câu hỏi trung tâm trong cuộc thảo luận layer 1 vs layer 2 là cách chúng hoạt động và vận hành trong thực tế. Không có lợi ích nào khi chỉ so sánh dựa trên các ưu điểm cho hệ sinh thái, vì mỗi loại đều có đặc điểm và use case riêng.
Blockchain Layer 1 là mạng lưới độc lập bao gồm tất cả các lớp quan trọng—khả năng cung cấp dữ liệu, cơ chế đồng thuận và thực thi giao dịch. Layer 1 tập trung vào bảo mật và cung cấp nền tảng vững chắc cho các giải pháp Layer 2 xây dựng phía trên.
Các giải pháp mở rộng khả năng Layer 2 dựa vào blockchain Layer 1 và tồn tại để hỗ trợ, bổ sung. Chúng không thay thế Layer 1 mà mở rộng khả năng của nó.
Blockchain Layer 1 đạt khả năng mở rộng qua các phương pháp như sửa đổi thuật toán đồng thuận và áp dụng sharding. Các giải pháp Layer 2 sử dụng state channels, blockchain lồng nhau, rollups và sidechains để nâng cao hiệu suất mạng, khả năng lập trình, throughput và giảm chi phí.
Mạng Layer 1 đóng vai trò là nguồn sự thật và chịu trách nhiệm cuối cùng trong việc thanh toán các giao dịch. Chúng cũng có token gốc để truy cập tài nguyên mạng và thường tiên phong trong các đổi mới về cơ chế đồng thuận.
Các giải pháp Layer 2 cung cấp chức năng tương tự Layer 1 nhưng với lợi ích bổ sung như hiệu suất cao hơn và chi phí thấp hơn. Mỗi giải pháp Layer 2 có phương pháp riêng để ánh xạ các giao dịch trở lại mạng Layer 1 nền tảng, đảm bảo an toàn mà không hy sinh hiệu quả.
Ảnh hưởng của Ethereum 2.0 đối với chiến lược Layer 1 và Layer 2
Nâng cấp Ethereum 2.0 liên tục phát triển đánh dấu một bước chuyển đổi có thể thay đổi cả Layer 1 và Layer 2 của blockchain. Kể từ khi The Merge—khi Ethereum chuyển từ cơ chế đồng thuận Proof of Work sang Proof of Stake—các nhà phát triển blockchain đã nỗ lực nâng cao hiệu quả, khả năng mở rộng và bảo mật của mạng cùng lúc.
Ethereum 2.0 là bước tiến quan trọng trong việc nâng cao khả năng mở rộng và throughput của Ethereum với mục tiêu đầy tham vọng là xử lý tới 100.000 giao dịch mỗi giây—mức tăng đáng kể so với khoảng 30 TPS hiện tại. Nâng cấp này giải quyết vấn đề tắc nghẽn đã lâu là trở ngại chính của mạng Ethereum, mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà và hiệu quả hơn nhiều.
Tuy nhiên, Ethereum 2.0 không làm cho các giải pháp Layer 2 trở nên lỗi thời hoặc không còn phù hợp. Ngược lại, nâng cấp này khẳng định vai trò quan trọng của Layer 2 trong chiến lược mở rộng quy mô dài hạn của Ethereum. Các giải pháp Layer 2 vẫn mang lại lợi ích độc đáo, bao gồm khả năng vận hành DeFi phức tạp và khả năng tương tác giữa các giao thức blockchain khác nhau.
Dù Ethereum 2.0 mang lại những cải tiến đáng kể, vẫn tồn tại giới hạn trong việc chỉ dựa vào khả năng mở rộng Layer 1. Một trong những hạn chế chính là khả năng phối hợp—khả năng các giao thức khác nhau tương tác liền mạch. Layer 2 cung cấp khả năng phối hợp hạn chế giữa các chuỗi, có thể dẫn đến trải nghiệm người dùng phân mảnh. Tuy nhiên, các dự án như Polygon tích cực xây dựng cầu nối để giải quyết vấn đề này bằng cách cung cấp các giải pháp Layer 2 có khả năng tương tác, mặc dù việc triển khai đầy đủ có thể mất nhiều thời gian hơn.
Ứng dụng và tác động thực tế
Các giải pháp khả năng mở rộng, cả Layer 1 lẫn Layer 2, có nhiều ứng dụng thực tế đang thay đổi ngành công nghiệp và các use case của blockchain.
Ứng dụng trong Tài chính Phi tập trung (DeFi)
Ethereum, một trong những blockchain Layer 1 ảnh hưởng nhất, cung cấp một hệ sinh thái phong phú cho các ứng dụng DeFi. Các dự án như MakerDAO sử dụng hợp đồng thông minh Ethereum phức tạp để tạo ra DAI, stablecoin được đảm bảo bằng Ether (ETH) và được neo ở mức 1 USD. ETH hiện được giao dịch quanh mức 1.96K USD, biến động 24h là +0.45%.
Ethereum còn cung cấp các dịch vụ vay dựa trên hợp đồng thông minh, các ứng dụng fintech khác, giao dịch và thanh toán, cũng như giải pháp lưu trữ dữ liệu. Công nghệ blockchain của nó có khả năng truyền dữ liệu an toàn giữa hàng triệu máy chủ, có tiềm năng cách mạng hóa cách chúng ta lưu trữ và chia sẻ thông tin.
Lightning Network là một giải pháp Layer 2 nổi bật khác có thể biến đổi các giao dịch kỹ thuật số và các ứng dụng tài chính. Mạng này cung cấp các giao dịch nhanh hơn, rẻ hơn và khả năng mở rộng cao hơn, cho phép các use case trước đây không thể thực hiện được trên blockchain Layer 1. Các ứng dụng bao gồm thanh toán vi mô, chuyển tiền quốc tế, chơi game và thanh toán nhanh.
Trong lĩnh vực thanh toán vi mô, ví dụ như Nostr—mạng xã hội phi tập trung—sử dụng Lightning Network để cho phép người dùng gửi và nhận micropayments trong nền tảng. Ứng dụng Strike tận dụng Lightning để cung cấp các giao dịch chuyển tiền xuyên biên giới nhanh chóng và chi phí thấp. THNDR Games tích hợp Lightning vào trò chơi di động của họ để mang lại trải nghiệm hấp dẫn và sống động. OpenNode, công nghệ xử lý thanh toán, cho phép các thương nhân chấp nhận thanh toán Bitcoin qua Lightning Network, giảm chi phí và cung cấp thanh toán gần như tức thì.
Polygon cũng có ảnh hưởng đáng kể đến thị trường DeFi. Mạng này có TVL (Tổng Giá Trị Được Khóa) khoảng 1,3 tỷ USD tính đến tháng 6 năm 2023 và được các nền tảng DeFi lớn nhất sử dụng. Compound (COMP) được giao dịch quanh mức 18.14 USD, biến động +0.55%; Aave (AAVE) giá 115.90 USD, biến động -6.78%. Polygon hỗ trợ giao dịch NFT và cung cấp chi phí thấp cho việc mua bán NFT.
Thị trường NFT và Bộ sưu tập kỹ thuật số
Ethereum là nền tảng của thị trường NFT toàn cầu, cho phép kiếm tiền từ các tác phẩm nghệ thuật, âm nhạc và các phương tiện truyền thông khác thông qua token không thể thay thế (NFT). Cuộc cách mạng này đã tạo ra một nền kinh tế mới cho các nhà sáng tạo kỹ thuật số.
Polygon, như một giải pháp Layer 2, ảnh hưởng lớn đến các thị trường NFT bằng cách giảm thiểu chi phí. Mạng này hỗ trợ giao dịch NFT và cung cấp chi phí thấp, giúp NFT dễ tiếp cận hơn với đại chúng.
Gaming và Giải trí Web 3
Polygon thành lập bộ phận Polygon Studios vào tháng 7 năm 2021 với sứ mệnh chuyển đổi game từ Web 2.0 sang Web 3.0. Bộ phận này hỗ trợ các nhà sáng tạo xây dựng game trên Polygon bằng cách cung cấp hỗ trợ marketing, cộng đồng và đầu tư.
Sức mạnh của mạng Ethereum kết hợp với công nghệ mở rộng của Polygon có thể giảm bớt các lo ngại về độ trễ mạng chậm và số lượng giao dịch trong các game dựa trên blockchain. Polygon cũng nâng cao hiệu quả giao dịch NFT trong game, như các dự án GameFi và dApps NFT sử dụng Polygon để cải thiện trải nghiệm người dùng.
Tương lai của khả năng mở rộng blockchain: Những gì sắp tới
Các giải pháp mở rộng cho các giao thức blockchain đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển tích cực nhằm đáp ứng nhu cầu trong tương lai. Các nhà phát triển đang làm việc với sharding, giao dịch off-chain và các giải pháp Layer 2 để nâng cao throughput hệ thống và khả năng mở rộng của mạng lưới blockchain.
Mục tiêu của các giải pháp này là khắc phục các hạn chế vốn có của blockchain như tốc độ giao dịch chậm và chi phí cao, làm cho blockchain dễ tiếp cận hơn cho các ứng dụng phổ biến. Phương pháp kết hợp blockchain lai (hybrid) kết hợp ưu điểm của cả hai phương thức có thể đạt được kết quả tối ưu.
Các chiến lược mở rộng này sẽ giúp blockchain dễ sử dụng hơn, nhanh hơn và thân thiện hơn với người dùng mới. Tương lai của các giải pháp mở rộng blockchain sẽ ảnh hưởng lớn đến việc chấp nhận rộng rãi tiền mã hóa.
Khi khả năng mở rộng của mạng lưới blockchain tăng lên, chúng sẽ trở nên dễ dàng hơn để sử dụng cho các giao dịch hàng ngày và các ứng dụng phổ biến khác. Điều này sẽ thúc đẩy sự hấp dẫn và chấp nhận tiền mã hóa hơn nữa, làm cho chúng dễ tiếp cận hơn với đại chúng.
Ngoài ra, với khả năng mở rộng ngày càng cao, blockchain sẽ có khả năng đáp ứng tốt hơn các yêu cầu ngày càng tăng của DeFi và các ứng dụng dựa trên blockchain khác. Vì các dịch vụ blockchain cung cấp nhiều giải pháp cho các vấn đề thực tế, sự phát triển và mở rộng của chúng là điều tất yếu trong kỷ nguyên số này.
Các đổi mới như LayerZero liên tục thúc đẩy giới hạn của khả năng tương tác và khả năng mở rộng cross-chain.
Kết luận: Xây dựng tương lai blockchain có khả năng mở rộng
Tương lai của các giải pháp mở rộng blockchain rất hứa hẹn, với nghiên cứu và phát triển liên tục đảm bảo sự gia tăng liên tục về khả năng mở rộng của mạng lưới blockchain. Phối hợp các giải pháp hybrid kết hợp layer 1 và layer 2 mở ra tiềm năng đầy hứng khởi cho hệ sinh thái blockchain.
Hiểu rõ về layer 1 và layer 2 là chìa khóa để tối ưu hóa chiến lược blockchain trong tương lai. Tác động của các sáng kiến mở rộng này đối với việc chấp nhận rộng rãi tiền mã hóa là không thể bỏ qua, vì mạng lưới blockchain có khả năng mở rộng hơn sẽ xử lý tốt hơn các yêu cầu ngày càng tăng của tài chính phi tập trung và các ứng dụng dựa trên blockchain khác.
Chúng ta đang hướng tới một môi trường kỹ thuật số dễ sử dụng, dễ tiếp cận và an toàn hơn nhờ các cải tiến trong hạ tầng blockchain này. Đây là thời điểm thú vị để tham gia vào lĩnh vực blockchain, với vô vàn cơ hội đang chờ đợi phía trước. Với layer 1 cung cấp nền tảng vững chắc và layer 2 mang lại khả năng mở rộng thực tiễn, hệ sinh thái blockchain sẵn sàng cho những bước chuyển đổi chưa từng có tiền lệ.