Blockchain Layer 1, Layer 2 là gì?

Blockchain Layer 1, Layer 2 là những thuật ngữ ám chỉ những giải pháp giúp mở rộng quy mô hệ sinh thái blockchain hiện nay.

3 thuộc tính của hạ tầng blockchain nói chung là gì?

Một mạng blockchain (chuỗi khối) tiêu chuẩn thông thường sẽ gồm 3 thuộc tính cơ bản là bảo mật, phân cấp và khả năng mở rộng. Tuy nhiên, ở thời điểm hiện tại, thật khó để có thể cân bằng cả 3 yếu tố này cùng lúc. Các công nghệ chuỗi khối hiện tại sẽ luôn phải hy sinh một trong 3 thuộc tính cơ bản này cho chức năng của nó. 

Bitcoin hay Ethereum là những ví dụ điển hình cho điều này. Trong khi chuỗi khối của nó có thể tối ưu hoá phân cấp và bảo mật thì nó đã phải chịu thiệt thòi trong việc không có khả năng mở rộng. Điều này phần nào giải thích lý do tại sao tốc độ giao dịch của mạng Bitcoin hay Ethereum (TPS) chỉ vào khoảng từ 1 – 20.

Nhiều nhà phát triển đang nỗ lực làm việc để giải quyết và cân bằng cả ba thuộc tính này trong cùng một chuỗi khối. Theo đó, một số kỹ thuật và ý tưởng đã được triển khai nhằm giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng của các mạng lưới hiện có. Tùy thuộc vào mức độ triển khai chuỗi khối của chúng, các khái niệm và kỹ thuật này biểu hiện dưới dạng giải pháp Layer 1 (lớp 1) hoặc Layer 2 (lớp 2). Vậy blockchain Layer 1 và Layer 2 là gì? Hãy cùng BeInCrypto tìm hiểu kỹ hơn trong các phần tiếp theo nhé.

Blockchain Layer 1 là gì?

Như tên gọi của nó, blockchain Layer 1 hay các giải pháp mở rộng lớp 1 đề cập đến giao thức nền tảng của mạng. Chúng giúp cải thiện nền tảng của blockchain để từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho khả năng mở rộng. Có rất nhiều cách giúp mở rộng mạng đã được xây dựng từ đây. Ví dụ, các giải pháp lớp 1 có thể cho phép sửa đổi trực tiếp các quy tắc giao thức để tăng dung lượng và tốc độ giao dịch. Tương tự như vậy, các giải pháp mở rộng lớp 1 cũng có thể cung cấp dung lượng lớn hơn để mở rộng thêm dữ liệu và người dùng.

Tuy nhiên, cuộc chiến giữa blockchain Layer 1 với blockchain Layer 2 sẽ làm bật ra 2 giải pháp mở rộng quy mô Layer 1 quan trọng nhất. Nó bao gồm các thay đổi đối với giao thức đồng thuận và sharding. Ví dụ, một số cơ chế đồng thuận, chẳng hạn như PoS có thể hiệu quả hơn PoW đối với lớp chuỗi khối. Mặt khác, công nghệ sharding tạo thuận lợi cho việc phân phối khối lượng công việc của mạng trên nhiều tập dữ liệu hoặc phân đoạn.

Ưu nhược điểm của blockchain Layer 1

Ưu điểm

• Vì các giải pháp lớp 1 yêu cầu sửa đổi giao thức để cải thiện khả năng mở rộng nên tăng khả năng mở rộng sẽ là lợi thế rõ ràng nhất của nó.
• Các blockchain Layer 1 mang đến sự phân cấp, bảo mật với khả năng mở rộng và tối ưu kinh tế cao.
• Các giải pháp mở rộng lớp 1 có thể kết hợp các công cụ mới, tiến bộ công nghệ và các biến số khác vào giao thức cơ sở. Điều này giúp cho việc phát triển hệ sinh thái được thuận lợi hơn.

Nhược điểm

Việc các mạng lớp 1 không thể mở rộng quy mô là một vấn đề phổ biến. Bitcoin và các chuỗi khối lớn khác đã phải vật lộn để xử lý các giao dịch trong thời điểm nhu cầu cao. Cơ chế đồng thuận được Bitcoin sử dụng (PoW) đang phải đối mặt với hai vấn đề chính là tốc độ chậm và yêu cầu một lượng tài nguyên tính toán đáng kể. 

Cách thức để giải quyết các vấn đề của blockchain Layer 1 

Như BeInCrypto đã chia sẻ ở trên, chúng ta có 2 cách để giải quyết các vấn đề còn tồn đọng của các blockchain Layer 1 là cải tiến giao thức đồng thuận hoặc sử dụng sharding. Cụ thể:

#1. Cải tiến giao thức đồng thuận

Có hai giao thức đồng thuận mà được áp dụng nhiều trên các mạng blockchain là PoW và PoS. Trong đó PoW mang lại sự an toàn cho mạng nhưng đang phải đối mặt với 2 vấn đề nan giải là tốc độ chậm và tốn nhiều tài nguyên. Còn PoS, so với PoW thì có ưu điểm là tốc độ giao dịch nhanh hơn nhưng độ bảo mật lại kém hơn. Việc sử dụng cơ chế đồng thuận nào cũng là một yếu tố quan trọng trong các cuộc tranh luận về blockchain Layer 1 và blockchain Layer 2. 

PoS không yêu cầu thợ đào phải giải các thuật toán mã hoá sử dụng nhiều sức mạnh tính toán. Thay vào đó nó yêu cầu những người tham gia mạng sử dụng PoS để xử lý và xác minh các khối giao dịch. Ethereum sẽ chuyển sang thuật toán đồng thuận PoS trong phiên bản Ethereum 2.0 thông qua bản cập nhật The Merge nhằm tăng khả năng của mạng đồng thời tăng cường phân cấp và bảo vệ an ninh mạng. 

#2. Sharding

Được điều chỉnh từ cơ sở dữ liệu phân tán, sharding đã trở thành một trong những giải pháp mở rộng lớp 1 phổ biến nhất. Sharding là quá trình chia nhỏ trạng thái của toàn bộ mạng chuỗi khối thành các bộ dữ liệu riêng biệt được gọi là “shard – phân đoạn”, để việc quản lý blockchain trở nên dễ dàng hơn. 

Phương pháp sharding này sẽ không cần tất cả các node xử lý hoặc thực hiện giao dịch để duy trì mạng lưới bởi tất cả các “shard” được xử lý theo một trình tự song song, cung cấp công suất xử lý lớn hơn cho các quy trình khác. Ngoài ra, mỗi node mạng được gán cho một phân đoạn cụ thể thay vì duy trì một bản sao hoàn chỉnh của chuỗi khối. 

Mỗi phân đoạn gửi bằng chứng đến chuỗi chính và chia sẻ địa chỉ, trạng thái chung và số dư với các phân đoạn khác bằng hệ thống liên lạc giữa các phân đoạn. Cùng với Zilliqa, Qtum và Tezos, Ethereum 2.0 là một giao thức chuỗi khối nổi bật hiện đang nghiên cứu áp dụng phương pháp trên.

Blockchain Layer 2 là gì?

Mục đích chính của blockchain Layer 2 hay các giải pháp mở rộng quy mô lớp 2 là sử dụng các mạng hoặc kỹ thuật công nghệ ở giao thức chuỗi khối. Điều này giúp cho mạng có thể đạt được khả năng mở rộng và hiệu quả cao hơn với sự trợ giúp của giao thức hoặc mạng ngoài chuỗi. Lightning Network chính là một trong những ví dụ phổ biến nhất về giải pháp mở rộng lớp 2 cho Bitcoin. 

Các giải pháp mở rộng lớp 2 về cơ bản yêu cầu phải chuyển tải giao dịch của chuỗi khối chính sang chuỗi ngoài. Sau khi xử lý xong, các chuỗi ngoài này sẽ thông báo kết quả về chuỗi chính. Điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc uỷ quyền các tác vụ xử lý dữ liệu một cách hiệu quả và linh hoạt hơn. Từ đó giao thức blockchain cốt lõi sẽ không còn gặp phải tình trạng tắc nghẽn, giúp khả năng mở rộng trở nên khả thi. 

Ưu, nhược điểm của các blockchain Layer 2

Ưu điểm

• Một trong những lợi thế quan trọng nhất của các blockchain Layer 2 là nó không ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc chức năng của chuỗi khối cơ bản. Nhờ điều này giúp tránh làm giảm hiệu suất tổng thể của mạng.
• Các giải pháp lớp 2, chẳng hạn như state channel và Lightning Network, giúp đẩy nhanh việc thực hiện nhiều giao dịch vi mô. Điều này là do nó không trải qua các xác minh nhỏ hoặc trả các khoản phí không cần thiết để thực hiện các giao dịch đó.

Nhược điểm

• Một trong những vấn đề đáng lo ngại nhất của blockchain Layer 2 đó là nó ảnh hưởng tiêu cực đến việc kết nối chuỗi khối. Trên thực tế hiện nay, các chuỗi khối đã thường thiếu khả năng giao tiếp với nhau. Ví dụ như bạn không thể kết nối với ai đó trên Ethereum nếu bạn đang sử dụng Bitcoin. Và với lớp 2, điều này có thể trở nên trầm trọng hơn vì nó làm hạn chế khả năng kết nối trong mạng và sẽ khiến cho người dùng bị hạn chế.
• Các vấn đề về sự riêng tư và bảo mật cũng là một điểm chưa hoàn chỉnh của blockchain Layer 2. Như đã đề cập ở trên, các giải pháp khác nhau sẽ cung cấp các mức độ bảo mật và quyền riêng tư khác nhau. Tuy nhiên không có giải pháp nào cung cấp mức độ bảo mật giống như chuỗi chính. Vì thế, tuỳ thuộc vào mức độ ưu tiên thì người sử dụng nên cân nhắc kỹ lựa chọn của mình.

Cách thức để giải quyết các vấn đề của blockchain Layer 2

Đối với các vấn đề đang tồn đọng trên các blockchain Layer 2, hiện tại chúng ta có một số cách giải quyết như Nested blockchain, state channel và sidechain…

#1. Nested blockchain

Về cơ bản, nested blockchain là một chuỗi khối nằm bên trong, hay nói đúng hơn là nằm trên một chuỗi khối khác. Nested blockchain thường bao gồm một chuỗi khối chính thiết lập các tham số cho một mạng mở rộng, với các hoạt động thực thi diễn ra trong một mạng chuỗi thứ cấp được kết nối với nhau.

Trên chuỗi chính có thể xây dựng được nhiều tầng blockchain và mỗi tầng có kết nối cha-con riêng. Chuỗi chính ủy quyền các nhiệm vụ cho chuỗi con. Chuỗi con sau đó hoàn thành chúng và trả về kết quả cho chuỗi chính.

Chuỗi chính sẽ không tham gia vào việc thực hiện các giao dịch của chuỗi con mà chỉ có vai trò trong trường hợp có yêu cầu giải quyết tranh chấp. Phân phối công việc của mô hình này giúp giảm tải xử lý trên chuỗi chính và cải thiện khả năng mở rộng theo cấp số nhân. Dự án OMG Plasma là một ví dụ minh họa cho blockchain Layer 2, được sử dụng trên giao thức Ethereum lớp 1.

#2. State channel

State channel cho phép giao tiếp 2 chiều giữa một chuỗi khối và các kênh giao dịch ngoài chuỗi để từ đó nâng cao khả năng và tốc độ giao dịch. State channel là một tài nguyên liền kề với mạng và được phân lập thông qua các cơ chế hợp đồng thông minh hoặc đa chữ ký.

Khi các giao dịch được hoàn tất trên state channel thì “trạng thái” cuối cùng của kênh và các thay đổi của nó được ghi trên chuỗi khối chính. Các state channel bao gồm Liquid Network, Raiden Network, Celer và Bitcoin Lightning. Trong một sự cân bằng bộ ba thuộc tính mà BeInCrypto nhắc đến ở đầu bài viết, các state channel từ bỏ một phần phân cấp để có khả năng mở rộng lớn hơn.

#3. Sidechain

Sidechain là một chuỗi giao dịch liền kề với chuỗi chính, thường được sử dụng cho các giao dịch số lượng lớn. Sidechain sử dụng cơ chế đồng thuận độc lập với chuỗi chính và người dùng có thể tối ưu hóa chúng để có tốc độ và khả năng mở rộng. Chức năng chính của chuỗi chính trong kiến ​​trúc sidechain là duy trì bảo mật tổng thể, xác thực các bản ghi giao dịch theo đợt và giải quyết tranh chấp.

Sidechain khác với các state channel bởi một số điểm cơ bản như sau. 

• Đầu tiên, các giao dịch sidechain không phải là riêng tư giữa những người tham gia mà được ghi lại công khai trên blockchain. 
• Ngoài ra, nếu một sidechain gặp vấn đề về bảo mật sẽ không ảnh hưởng đến chuỗi chính hoặc các sidechain khác. 
• Bên cạnh đó, cơ sở hạ tầng của một sidechain thường được xây dựng từ đầu. Vvì vậy việc thiết lập một sidechain có thể đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn.

Điểm khác biệt chính giữa blockchain Layer 1 và blockchain Layer 2

Sau khi đã hiểu được khái niệm cơ bản về blockchain Layer 1 và blockchain Layer 2 thì không quá khó để nhận ra những điểm khác biệt giữa chúng. Cụ thể như sau:

Về định nghĩa 

Có thể hiểu đơn giản rằng các blockchain Layer 1 hoạt động theo hướng sửa đổi lớp cơ sở của chuỗi khối chính để đạt được những cải tiến mong muốn. Ví dụ điều chỉnh kích thước khối để phù hợp với nhiều giao dịch hơn hoặc thay đổi giao thức đồng thuận để cải tiến tốc độ và hiệu quả.

Trong khi đó các blockchain Layer 2 hoạt động như các chuỗi ngoài với nhiệm vụ chia sẻ khối lượng công việc của chuỗi chính. Các tác vụ xử lý giao dịch và thông tin cụ thể sẽ được mạng chính phân công, giao phó cho các giao thức của lớp 2. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ được chỉ định, các chuỗi ngoài sẽ báo cáo kết quả về cho chuỗi khối chính. 

Về phương thức hoạt động

Như đã đề cập ở trên, phương pháp mở rộng quy mô của lớp 1 thực tế tập trung vào việc sửa đổi giao thức cốt lõi. Chính vì vậy, để áp dụng được các phương pháp này, chúng ta phải thay đổi các giao thức chuỗi khối. Do đó, sẽ không thể thu nhỏ các sửa đổi ngay lập tức nếu khối lượng giao dịch giảm mạnh. Ngược lại, các giải pháp mở rộng lớp 2 hoạt động như một giao thức độc lập với giao thức chính và chỉ cần báo cáo kết quả cuối cùng theo yêu cầu của giao thức chuỗi khối.

Các loại giải pháp

Có thể thấy các giải pháp của blockchain Layer 1 đều tập trung vào tăng cường và bảo vệ giao thức đồng thuận. Mở rộng quy mô của lớp 1 bao gồm các thay đổi đối với kích thước khối hoặc tốc độ tạo khối để đảm bảo chức năng mong muốn.

Trong khi đó, các giải pháp mở rộng quy mô lớp 2 hầu như không có giới hạn nào đối với các giải pháp để có thể triển khai. Bất kỳ giao thức, mạng hoặc ứng dụng nào cũng có thể hoạt động như các giải pháp lớp 2 ngoài chuỗi cho mạng chuỗi khối.

Chất lượng 

Các blockchain Layer 1 đóng vai tròn là nguồn thông tin chính xác và chịu trách nhiệm cuối cùng về việc giải quyết giao dịch. Trên mạng lớp 1, token gốc được sử dụng để truy cập tài nguyên của mạng. Một đặc điểm thiết yếu khác của mạng chuỗi khối lớp 1 là sự đổi mới trong thiết kế cơ chế đồng thuận. Blockchain Layer 2 cũng cung cấp chức năng giống như chuỗi khối lớp 1, cộng với các đặc điểm bổ sung. Ví dụ, blockchain Layer 2 tăng thông lượng và khả năng lập trình trong khi giảm chi phí giao dịch.

Tương lai của việc mở rộng quy mô

Cải thiện khả năng mở rộng quy mô là yếu tố vô cùng quan trọng góp phần khiến lĩnh vực blockchain đạt được sự chấp nhận rộng rãi của tiền điện tử. Khi nhu cầu về tiền điện tử tăng lên, yêu cầu mở rộng quy mô nền tảng chuỗi khối cũng sẽ tăng lên. Cả blockchain Layer 1 so với Layer 2 đều có chi phí và lợi ích riêng biệt. Do đó, tương lai của việc mở rộng quy mô sẽ liên quan đến sự kết hợp của các giải pháp lớp 1 và lớp 2.

Tham gia nhóm cộng đồng của BeInCrypto Telegram | Facebook fanpage | Facebook group để cập nhật thêm nhiều kiến thức trong lĩnh vực tiền điện tử này nhé.

Các câu hỏi thường gặp

Những nền tảng giao dịch Crypto tốt nhất tại Việt Nam | Tháng 4 năm 2024

BYDFi Tìm hiểu ngay →

Coinrule Tìm hiểu ngay →

BingX Tìm hiểu ngay →

KuCoin Tìm hiểu ngay →

Kraken Tìm hiểu ngay →