TL;DR
Sự phổ biến của tiền điện tử và blockchain đang tăng theo cấp số nhân, số lượng người dùng và giao dịch cũng vậy. Mặc dù thật dễ dàng để thấy blockchain mang tính cách mạng như thế nào, nhưng khả năng mở rộng – khả năng phát triển của hệ thống trong khi đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng – luôn là một thách thức. Các mạng blockchain công cộng có tính phân cấp cao và an toàn thường gặp khó khăn để đạt được thông lượng cao.
Điều này thường được mô tả là Blockchain Trilemma, trong đó tuyên bố rằng hầu như không thể có một hệ thống phi tập trung đồng thời đạt được mức độ phân cấp, bảo mật và khả năng mở rộng cao như nhau. Trên thực tế, mạng blockchain chỉ có thể có hai trong ba yếu tố.
Tuy nhiên, may mắn thay, hàng nghìn người đam mê và chuyên gia đang nghiên cứu các giải pháp mở rộng quy mô. Một số giải pháp này được thiết kế để điều chỉnh kiến trúc của blockchain chính (Lớp 1), trong khi các giải pháp khác nhắm vào các giao thức Lớp 2 hoạt động trên mạng cơ bản.
Giới thiệu
Với số lượng lớn chuỗi khối và tiền điện tử có sẵn, bạn có thể không biết mình đang sử dụng chuỗi Lớp 1 hay Lớp 2. Có những lợi ích trong việc che giấu sự phức tạp của blockchain, nhưng việc hiểu rõ hệ thống mà bạn đang đầu tư hoặc sử dụng là điều đáng giá. Với bài viết này, bạn sẽ hiểu sự khác biệt giữa chuỗi khối Lớp 1 và Lớp 2 cũng như các giải pháp khả năng mở rộng khác nhau.
Blockchain Lớp 1 so với Lớp 2 là gì?
Thuật ngữ Lớp 1 đề cập đến cấp độ cơ sở của kiến trúc blockchain. Đó là cấu trúc chính của mạng blockchain. Chuỗi Bitcoin, Ethereum và BNB là những ví dụ về chuỗi khối lớp 1. Lớp 2 đề cập đến các mạng được xây dựng dựa trên các chuỗi khối khác. Vì vậy, nếu Bitcoin là Lớp 1 thì Lightning Network chạy trên lớp đó là một ví dụ về Lớp 2.
Các cải tiến về khả năng mở rộng mạng chuỗi khối có thể được phân loại thành các giải pháp Lớp 1 và Lớp 2. Giải pháp Lớp 1 sẽ trực tiếp thay đổi các quy tắc và cơ chế của chuỗi khối ban đầu. Giải pháp Lớp 2 sẽ sử dụng mạng song song bên ngoài để tạo điều kiện thuận lợi cho các giao dịch ngoài chuỗi chính.
Tại sao khả năng mở rộng blockchain lại quan trọng?
Hãy tưởng tượng một đường cao tốc mới được xây dựng giữa một thành phố lớn và vùng ngoại ô đang phát triển nhanh chóng của nó. Khi lưu lượng giao thông qua đường cao tốc tăng lên và tình trạng tắc nghẽn trở nên phổ biến – đặc biệt là trong giờ cao điểm – thời gian trung bình để đi từ A đến B có thể tăng đáng kể. Không có gì ngạc nhiên khi cơ sở hạ tầng đường bộ có năng lực hạn chế và nhu cầu ngày càng tăng.
Bây giờ, chính quyền có thể làm gì để giúp nhiều hành khách đi lại qua tuyến đường này nhanh hơn? Một giải pháp là cải thiện đường cao tốc, bổ sung thêm làn đường cho mỗi bên đường. Tuy nhiên, điều này không phải lúc nào cũng thực tế vì nó là một giải pháp tốn kém và có thể gây rắc rối đáng kể cho những người đã sử dụng đường cao tốc. Một giải pháp thay thế là sáng tạo và xem xét các cách tiếp cận khác nhau không liên quan đến việc thay đổi cơ sở hạ tầng cốt lõi, chẳng hạn như xây dựng thêm đường công vụ hoặc thậm chí triển khai tuyến đường sắt hạng nhẹ dọc theo đường cao tốc.
Trong thế giới công nghệ blockchain, đường cao tốc chính sẽ là Lớp 1 (mạng chính), trong khi các đường dịch vụ bổ sung sẽ là giải pháp Lớp 2 (mạng phụ để cải thiện công suất tổng thể).
Bitcoin, Ethereum và Polkadot đều được coi là chuỗi khối lớp 1. Chúng là các chuỗi khối lớp cơ sở xử lý và ghi lại các giao dịch cho hệ sinh thái tương ứng của chúng, bao gồm một loại tiền điện tử gốc – thường được sử dụng để trả phí và cung cấp tiện ích rộng hơn. Polygon là một ví dụ về giải pháp mở rộng quy mô Lớp 2 cho Ethereum. Mạng Polygon thường xuyên cam kết các điểm kiểm tra với mạng chính Ethereum để cập nhật trạng thái của nó.
Khả năng thông lượng là một yếu tố quan trọng của blockchain. Đó là thước đo tốc độ và hiệu quả cho thấy số lượng giao dịch có thể được xử lý và ghi lại trong một khung thời gian cụ thể. Khi số lượng người dùng tăng lên và số lượng giao dịch đồng thời tăng lên, chuỗi khối Lớp 1 có thể trở nên chậm và tốn kém khi sử dụng. Điều này đặc biệt đúng với các chuỗi khối Lớp 1 sử dụng cơ chế Bằng chứng Công việc thay vì Bằng chứng Cổ phần.
Các vấn đề hiện tại của Lớp 1
Bitcoin và Ethereum là những ví dụ điển hình về mạng Lớp 1 có vấn đề về mở rộng quy mô. Cả hai đều bảo mật mạng thông qua mô hình đồng thuận phân tán. Điều này có nghĩa là tất cả các giao dịch đều được xác minh bởi nhiều nút trước khi được xác thực. Các nút được gọi là khai thác đều cạnh tranh để giải một câu đố tính toán phức tạp và những người khai thác thành công sẽ được thưởng bằng tiền điện tử gốc của mạng.
Nói cách khác, tất cả các giao dịch đều yêu cầu xác minh độc lập của một số nút trước khi được xác nhận. Đây là một cách hiệu quả để ghi nhật ký và ghi lại dữ liệu chính xác, đã được xác minh vào blockchain đồng thời giảm thiểu nguy cơ bị kẻ xấu tấn công. Tuy nhiên, một khi bạn có một mạng phổ biến như Ethereum hoặc Bitcoin, nhu cầu thông lượng sẽ trở thành một vấn đề ngày càng tăng. Trong thời điểm mạng bị tắc nghẽn, người dùng sẽ phải đối mặt với thời gian xác nhận chậm hơn và phí giao dịch cao hơn.
Giải pháp mở rộng quy mô Lớp 1 hoạt động như thế nào?
Có một số tùy chọn có sẵn cho chuỗi khối Lớp 1 có thể tăng thông lượng và dung lượng mạng tổng thể. Trong trường hợp các blockchain sử dụng Proof of Work, việc chuyển đổi sang Proof of Stake có thể là một tùy chọn để tăng số lượng giao dịch mỗi giây (TPS) đồng thời giảm phí xử lý. Tuy nhiên, vẫn có nhiều quan điểm trái chiều trong cộng đồng tiền điện tử về lợi ích và ý nghĩa lâu dài của Proof of Stake.
Các giải pháp mở rộng quy mô trên mạng Lớp 1 thường được nhóm phát triển của dự án giới thiệu. Tùy thuộc vào giải pháp, cộng đồng sẽ cần phân nhánh cứng hoặc phân nhánh mềm mạng. Một số thay đổi nhỏ có khả năng tương thích ngược, chẳng hạn như bản cập nhật SegWit của Bitcoin.
Những thay đổi lớn hơn, chẳng hạn như tăng kích thước khối của Bitcoin lên 8 MB, đòi hỏi phải thực hiện hard fork. Điều này tạo ra hai phiên bản của blockchain, một phiên bản có bản cập nhật và một phiên bản không có. Một tùy chọn khác để tăng thông lượng của mạng là shending. Điều này phân chia các hoạt động của blockchain thành nhiều phần nhỏ hơn có thể xử lý dữ liệu đồng thời thay vì tuần tự.
Giải pháp mở rộng quy mô Lớp 2 hoạt động như thế nào?
Như đã thảo luận, các giải pháp Lớp 2 dựa vào các mạng thứ cấp hoạt động song song hoặc độc lập với chuỗi chính.
Bản tổng hợp
Bản tổng hợp không có kiến thức (loại phổ biến nhất) gói các giao dịch Lớp 2 ngoài chuỗi và gửi chúng dưới dạng một giao dịch trên chuỗi chính. Các hệ thống này sử dụng bằng chứng hợp lệ để kiểm tra tính toàn vẹn của giao dịch. Tài sản được giữ trên chuỗi ban đầu bằng hợp đồng thông minh bắc cầu và hợp đồng thông minh xác nhận quá trình tổng hợp đang hoạt động như dự định. Điều này mang lại sự bảo mật cho mạng ban đầu với những lợi ích của việc tổng hợp ít tốn tài nguyên hơn.
Chuỗi bên
Sidechains là các mạng blockchain độc lập với bộ trình xác nhận riêng. Điều này có nghĩa là hợp đồng thông minh bắc cầu trên chuỗi chính không xác minh tính hợp lệ của mạng sidechain. Do đó, bạn cần tin tưởng sidechain đang hoạt động chính xác vì nó có thể kiểm soát tài sản trên chuỗi ban đầu.
Kênh nhà nước
Kênh trạng thái là môi trường giao tiếp hai chiều giữa các bên giao dịch. Các bên niêm phong một phần của chuỗi khối cơ bản và kết nối nó với kênh giao dịch ngoài chuỗi. Điều này thường được thực hiện thông qua hợp đồng thông minh được thỏa thuận trước hoặc đa chữ ký. Sau đó, các bên thực hiện một giao dịch hoặc một loạt giao dịch ngoài chuỗi mà không gửi ngay dữ liệu giao dịch đến sổ cái phân phối cơ bản (tức là chuỗi chính). Sau khi tất cả các giao dịch trong bộ này hoàn tất, “trạng thái” cuối cùng của kênh sẽ được truyền tới blockchain để xác thực. Cơ chế này cho phép cải thiện tốc độ giao dịch và tăng dung lượng tổng thể của mạng. Các giải pháp như Bitcoin Lightning Network và Raiden của Ethereum hoạt động dựa trên các kênh trạng thái.
Chuỗi khối lồng nhau
Giải pháp này dựa trên một tập hợp các chuỗi thứ cấp nằm trên blockchain “mẹ” chính. Các chuỗi khối lồng nhau hoạt động theo các quy tắc và tham số do chuỗi gốc đặt ra. Chuỗi chính không tham gia thực hiện các giao dịch và vai trò của nó chỉ giới hạn trong việc giải quyết tranh chấp khi cần thiết. Công việc hàng ngày được giao cho các chuỗi “con” trả lại các giao dịch đã xử lý cho chuỗi chính sau khi hoàn thành chuỗi chính. Dự án Plasma của OmiseGO là một ví dụ của giải pháp chuỗi khối lồng nhau Lớp 2.
Hạn chế của giải pháp mở rộng quy mô Lớp 1 và Lớp 2
Cả hai giải pháp Lớp 1 và Lớp 2 đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Làm việc với Lớp 1 có thể cung cấp giải pháp hiệu quả nhất để cải tiến giao thức quy mô lớn. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là người xác nhận phải được thuyết phục để chấp nhận các thay đổi thông qua hard fork.
Một ví dụ có thể xảy ra khi người xác nhận có thể không muốn thực hiện việc này là thay đổi từ Bằng chứng công việc sang Bằng chứng cổ phần. Những người khai thác sẽ mất thu nhập khi chuyển sang một hệ thống hiệu quả hơn, khiến họ không khuyến khích cải thiện khả năng mở rộng.
Lớp 2 cung cấp một cách nhanh hơn nhiều để cải thiện khả năng mở rộng. Tuy nhiên, tùy thuộc vào phương pháp được sử dụng, bạn có thể mất đi rất nhiều tính bảo mật của blockchain ban đầu. Người dùng tin tưởng các mạng như Ethereum và Bitcoin vì khả năng phục hồi và hồ sơ theo dõi bảo mật của chúng. Bằng cách loại bỏ các khía cạnh của Lớp 1, bạn thường phải dựa vào nhóm và mạng Lớp 2 để đạt được hiệu quả và bảo mật.
Điều gì tiếp theo sau Lớp 1 và Lớp 2?
Một câu hỏi quan trọng là liệu chúng ta có cần các giải pháp Lớp 2 hay không khi Lớp 1 trở nên có khả năng mở rộng hơn. Các chuỗi khối hiện tại có những cải tiến và các mạng mới đã được tạo ra với khả năng mở rộng tốt. Tuy nhiên, sẽ mất nhiều thời gian để các hệ thống lớn cải thiện khả năng mở rộng và điều này không được đảm bảo. Tùy chọn khả dĩ nhất là Lớp 1 tập trung vào bảo mật và cho phép mạng Lớp 2 điều chỉnh dịch vụ của họ cho phù hợp với các trường hợp sử dụng cụ thể.
Trong tương lai gần, rất có thể các chuỗi lớn như Ethereum vẫn sẽ thống trị nhờ cộng đồng người dùng và nhà phát triển lớn của họ. Tuy nhiên, bộ trình xác thực lớn, phi tập trung và danh tiếng đáng tin cậy của nó tạo ra cơ sở vững chắc cho các giải pháp Lớp 2 được nhắm mục tiêu.
Bớt tư tưởng
Kể từ khi tiền điện tử bắt đầu, việc tìm kiếm khả năng mở rộng được cải thiện đã tạo ra một cách tiếp cận theo hai hướng với các cải tiến Lớp 1 và các giải pháp Lớp 2. Nếu bạn có danh mục đầu tư tiền điện tử đa dạng, rất có thể bạn đã tiếp xúc với cả mạng Lớp 1 và Lớp 2. Bây giờ, bạn đã hiểu sự khác biệt giữa hai phương pháp này cũng như các cách tiếp cận khác nhau để mở rộng quy mô mà chúng cung cấp.