Mục lục
Khi cuộc chiến hợp đồng thông minh (Smart Contract) nóng lên, các blockchains Lớp 1 (Layer 1) so với Lớp 2 (Layer 2) đang có sự khác biệt.
Từ các blockchain Bằng chứng công việc (Proof-of-Work) đến Bằng chứng cổ phần (Proof-of-Stake), mỗi blockchains đều có cách riêng để mở rộng quy mô để phù hợp với khối lượng giao dịch.
Tất cả các mạng máy tính đều dựa vào băng thông để chuyển tiếp dữ liệu, bao gồm cả mạng blockchain. Tuy nhiên, những mạng thứ hai dễ gặp sự cố mở rộng băng thông hơn so với các mạng tập trung cao.
Vấn đề về khả năng mở rộng của Blockchain là gì?
- Mạng lưới chuỗi khối (Blockchain) được phân cấp, bao gồm các nút (các máy tính trong mạng chứa toàn bộ sổ cái). Điều này có nghĩa là mỗi nút (node) phải sử dụng tài nguyên máy tính, băng thông và lưu trữ đáng kể để cung cấp và duy trì quyền truy cập vào sổ cái.
- Blockchain càng phi tập trung (decentralized) thì càng có nhiều nút. Mặc dù sự dư thừa này là rất tốt cho bảo mật của mạng, nhưng nó không tốt cho tốc độ của nó. Đó là bởi vì nhiều nút hơn đang đóng góp vào việc xác minh giao dịch.
Hành động cân bằng giữa bảo mật, phân quyền và khả năng mở rộng này được gọi là Bộ ba bất khả thi (Trilemma) trong chuỗi khối. Nói một cách đơn giản, nếu một mạng blockchain có tính tập trung cao, nó sẽ kém an toàn hơn và khả năng mở rộng cao hơn. Số lượng nút thấp sẽ làm cho các giao dịch nhanh hơn vì sức mạnh tính toán sẽ ít được phân phối hơn.
Đổi lại, số lượng nút thấp sẽ làm tăng tính dễ bị tổn thương của mạng. Rốt cuộc, nó chiếm quyền kiểm soát 51% các nút bị tin tặc xâm nhập.
Trong trường hợp như vậy, có thể chặn các giao dịch mới được thêm vào blockchain. Hơn nữa, các giao dịch có thể được sắp xếp lại hoặc thậm chí đảo ngược. Sau đó sẽ dẫn đến vấn đề chi tiêu gấp đôi, trong đó cùng một lượng tiền mặt kỹ thuật số được chi tiêu nhiều hơn một lần.
Không cần phải nói, mối đe dọa tiềm tàng của cuộc tấn công 51% (51% attack) sẽ khiến tất cả các loại tiền điện tử trở nên vô giá trị. Vì lý do này, không phải ngẫu nhiên mà các mạng blockchain phi tập trung lại là những mạng phổ biến nhất: Ethereum (ETH) với 4.457 nút và Bitcoin (BTC) với 15.733 nút. Trong số hàng nghìn loại tiền điện tử, cặp tiền này có vốn hóa thị trường là 503 tỷ đô la, hoặc 57% tổng giá trị của tất cả các loại tiền điện tử.
Tuy nhiên, vì chúng rất phi tập trung và an toàn, chúng ít có khả năng mở rộng hơn. Trong thực tế, điều này dẫn đến phí giao dịch cao và thời gian xác nhận giao dịch lâu.
Vì vậy, blockchain càng phi tập trung càng phổ biến, nhưng nó trở nên kém hợp lý hơn và chậm hơn. Đó là một câu hỏi hóc búa.
Cách giải quyết vấn đề nan giải trong chuỗi khối?
Bạn sẽ làm gì với một con đường cao tốc an toàn nhưng tắc nghẽn? Nó khá đơn giản – bạn kết nối một con đường với nó để giảm tải giao thông. Đây chính xác là sự khác biệt giữa mạng blockchain Lớp 1 (Layer 1) và Lớp 2 (Layer 2).
Lớp 1 (Layer 1) là mạng blockchain chính phụ trách các giao dịch trên chuỗi (on-chain), trong khi Lớp 2 (Layer 2) là mạng được kết nối phụ trách các giao dịch ngoài chuỗi (off-chain). Mạng Bitcoin và Ethereum là Lớp 1 (Layer 1).
Nó cung cấp một tốc độ kinh hoàng từ năm đến bảy giao dịch mỗi giây (tps). Điều này dẫn đến các giao dịch đôi khi mất hàng giờ để hoàn thành. Chỉ cần nói rằng, một mạng lưới như vậy không bao giờ có thể cho phép Bitcoin được sử dụng như một loại tiền điện tử trong hoạt động mua sắm thông thường hàng ngày.
Lightning Network của Bitcoin là giải pháp có khả năng mở rộng Lớp 2 (Layer 2) thực hiện các giao dịch Bitcoin với phí không đáng kể và thời gian giao dịch gần như tức thì.
Các kênh của nó tạo điều kiện thuận lợi cho các giao dịch ngoài chuỗi, sau đó được đóng gói và đưa trở lại để được ghi lại trên chuỗi chính Lớp 1 của Bitcoin.
Ở cấp độ kỹ thuật, Lightning Network là một hệ thống ngang hàng (P2P – Peer to peer) mở các kênh giữa các bên, chẳng hạn như khách hàng và cửa hàng. Mặc dù số lượng giao dịch là không giới hạn và gần như ngay lập tức, nhưng trước tiên người ta phải khóa một số lượng Bitcoin nhất định. Sau khi bị khóa, người nhận sẽ lập hóa đơn một cách hiệu quả số tiền bị khóa nếu cần và miễn là kênh vẫn mở và được cấp tiền.
Quan trọng nhất, vì không cần xác nhận Lớp 1 (Layer 1) trên kênh LN. Khi các giao dịch trên một kênh hoàn tất, kênh đó sẽ bị đóng và hồ sơ thanh toán của nó được hợp nhất thành một giao dịch duy nhất. Do đó, nó sau đó được thêm vào Lớp 1 (Layer 1) của Bitcoin.
Kết quả cuối cùng là nhóm nhiều giao dịch ngoài chuỗi (trên Lớp 2) và thêm chúng ở dạng nhỏ gọn vào Lớp 1. Tương tự như vậy, nguyên tắc gói dữ liệu ngoài chuỗi (off-chain) tương tự để cung cấp lại cho Lớp 1 cũng hoạt động với Ethereum và nhiều giải pháp khả năng mở rộng Lớp 2 của nó.
Mặc dù phục vụ cùng một mục đích, các giải pháp khả năng mở rộng Lớp 2 (Layer 2) có thể được chia thành:
- Các kênh trạng thái (State channels), chẳng hạn như Lightning Network, sử dụng giao tiếp kênh hai chiều mà không cần gửi giao dịch cho thợ đào. Ngoài LN, các kênh trạng thái được sử dụng bởi Celer, Raiden Network của Ethereum và Liquid Network.
- Các blockchains lồng nhau (Nested blockchains), chẳng hạn như Mạng Plasma OMG của Ethereum, trong đó cả hai hoạt động trong mối quan hệ cha mẹ-con (parent-child relationship). Trong khi Lớp 2 (Layer 2) thực hiện các giao dịch, Lớp 1 (Layer 1) phát hành và xác minh chúng.
- Rollups, như là các giải pháp khả năng mở rộng Lớp 2 (Layer 2( phổ biến nhất. Chúng tổng hợp và chạy nhiều giao dịch ngoài chuỗi (off-chain) và đưa chúng trở lại Lớp 1 (Layer 1) để ghi lại vĩnh viễn.
- Sidechains, sự kết hợp giữa các kênh và các blockchains lồng nhau. Họ liên kết với chuỗi chính Lớp 1 thông qua “bridges – cầu nối” và có cơ chế đồng thuận của riêng họ, giúp giảm bớt chuỗi chính khỏi việc phải xác thực các giao dịch. Sidechains thường được sử dụng để thực hiện hàng loạt các giao dịch. Ví dụ: trò chơi blockchain lớn nhất, Axie Infinity, có sidechain Ronin của nó được kết nối với Ethereum.
Tuy nhiên, có các mạng lớp 1 blockchain không dựa vào bất kỳ loại mạng lớp 2 nào bên ngoài. Chúng được thiết kế ngay từ đầu để giải quyết nội bộ với khả năng mở rộng như mạng lớp 1.
Blockchains lớp 1 (Layer 1) và các giải pháp khả năng mở rộng
Mặc dù Ethereum dựa vào các mạng có khả năng mở rộng L2 bên ngoài, nhưng nó cũng có một số thủ thuật về khả năng mở rộng Lớp 1. Tuy nhiên, nhiều khả năng chúng sẽ được triển khai vào cuối năm 2023 như một phần của nâng cấp ETH 2.0 tổng thể từ Proof-of-Work lên Proof-of-Stake.
Cái chính là sharding. Ngay cả trước khi công nghệ blockchain trở nên phổ biến, sharding đã là một phương pháp quản lý cơ sở dữ liệu phổ biến. Giải pháp chia tỷ lệ Lớp 1 này chia mạng thành các phần được gọi là các phân đoạn (Shard). Mỗi phân đoạn xử lý và xác nhận các giao dịch song song.
Hơn nữa, các nút được chỉ định cho các phân đoạn không phải giữ toàn bộ bản ghi blockchain. Thay vào đó, họ chia sẻ dữ liệu (số dư, địa chỉ) giữa nhau và cấp bằng chứng cho chuỗi chính (mainchain). Cùng với Ethereum, các blockchain đang sử dụng hoặc khám phá sharding là Tezos, Zilliqa và Qtum.
Dưới đây là một số blockchains PoS là Lớp 1 (Layer 1):
- Algorand (ALGO)
Algorand có sự đồng thuận Bằng chứng cổ phần thuần túy (PPoS – Pure Proof-of-Stake) đã được sửa đổi. Nói một cách đơn giản, điều đó có nghĩa là tất cả chủ sở hữu ALGO chỉ với một mã thông báo đều đạt được phần thưởng mạng khi mọi người sử dụng blockchain. Ngược lại, Ethereum có rào cản gia nhập khá cao ở mức cổ phần 32 ETH (~ 90k đô la).
Khi nói đến khả năng mở rộng, Algorand có kiến trúc hai tầng tích hợp trong đó các giao dịch phức tạp hơn dành riêng cho giao thức DeFi được xử lý bởi một chuỗi, trong khi các giao dịch đơn giản (chuyển mã thông báo) được xử lý bởi chuỗi khác. Bằng cách này, Algorand vốn có thể đạt được tps lên đến 1.000, vượt trội hơn đáng kể so với Lớp 1 của Ethereum ở mức 14–17 tps.
Tuy nhiên, xem xét rằng Algorand có sẵn dưới 100 dApp, so với gần 3.000 của Ethereum, vẫn còn phải xem liệu nó có thực sự có khả năng mở rộng hay không. Người ta có thể đưa ra trường hợp rằng một rào cản thấp đối với việc đặt cược có thể khiến mạng dễ bị tấn công bởi các tác nhân độc hại. Tương tự như vậy, Algorand không có cơ chế cắt giảm (slashing mechanism) để trừng phạt những kẻ xấu, không giống như Ethereum.
- Elrond (EGLD)
Elrond sử dụng sharding làm giải pháp khả năng mở rộng Lớp 1 chính của nó. Về mặt lý thuyết, nó có thể xử lý lên đến 100.000 tps nhờ sự kết hợp của giao thức đồng thuận bằng chứng cổ phần an toàn (SPoS – Secure proof-of-stake) và Phân tích trạng thái thích ứng (ASS – Adaptive State Sharding).
ASS là phân đoạn động, trong đó các phân đoạn được tách hoặc hợp nhất, tùy thuộc vào tải lưu lượng của mạng. Hơn nữa, không chỉ mạng bị chia nhỏ mà bản thân các giao dịch cũng vậy. Tính bảo mật được tăng cường nhờ thực tế là các trình xác thực được phân phối trên các phân đoạn, làm cho việc tiếp quản phân đoạn độc hại ít xảy ra hơn.
Celo là một hard fork từ Go Ethereum (Geth), xảy ra vào năm 2017. Sau khi fork, nó đã triển khai bằng chứng cổ phần và một hệ thống địa chỉ hoàn toàn mới. Điều này làm cho nó có thể sử dụng một số điện thoại làm khóa công khai, đưa Celo trở thành giải pháp thanh toán di động toàn cầu.
Celo có stablecoin của riêng mình. Trên thực tế, ba trong số đó: cEUR, cUSD và cREAL. Bởi vì Celo sử dụng PBFT (Khả năng chịu lỗi Byzantine Thực tế – Practical Byzantine Fault Tolerance) cho sự đồng thuận PoS của nó, nó có thể chịu đựng các nút độc hại ngay cả khi có một số lượng nhỏ chúng. Nói cách khác, một nút bổ sung được thêm vào làm tăng chi phí giao tiếp của mạng theo cấp số nhân.
- Harmony (ONE)
Một blockchain khác với PoS được tinh chỉnh của riêng nó, Harmony sử dụng bằng chứng cổ phần hiệu quả (EPoS – Effective proof-of-stake). Chuỗi chính (mainchain) của nó bao gồm bốn phân đoạn (shard) đồng thời xác minh và thêm các giao dịch mới. Mỗi người không chỉ có trình xác thực riêng biệt mà mỗi người có thể thực hiện các giao dịch ở các tốc độ khác nhau, dẫn đến độ cao khối khác nhau.
Chiều cao khối rất quan trọng đối với bảo mật blockchain vì nó phân biệt giữa các khối. Với cả tính năng phân biệt và ngẫu nhiên độ cao khối, Harmony đạt được sự cân bằng giữa khả năng mở rộng và bảo mật. Điều này được thúc đẩy hơn nữa nhờ cầu xuyên chuỗi Horizon của Harmony, cho phép mạng kết nối với các giải pháp khả năng mở rộng Lớp 2 của Ethereum.
Blockchains lớp 1 (Layer 1) có chiếm ưu thế không?
Có nhiều mạng lớp 1 khác cần xem xét: Cardano (ADA), Solana (SOL), THORChain (RUNE), Polkadot (DOT), Avalanche (AVAX), Fantom (FTM), Binance Smart Chain (BNB), Tron (TRX), Kava (KAVA) Radix (DLT), và những cái khác.
Tuy nhiên, không ai trong số chúng được thử nghiệm căng thẳng trong điều kiện thực tế nhiều như Ethereum, với danh mục dApp lớn của nó. Trên giấy tờ, mỗi mạng L1 đưa ra yêu cầu giải quyết vấn đề nan giải của Blockchain theo một cách nào đó.
Cách thực tế và thực tế nhất dường như là giải quyết nút thắt cổ chai cho các mạng Lớp 2. Tính năng bắc cầu này gây ra một số mức độ phức tạp cho người dùng cuối, nhưng tính năng bắc cầu chuỗi chéo (cross-chain bridge) cũng vậy.
Cuối cùng, hệ sinh thái blockchain sẽ được đa dạng hóa với nhiều giải pháp Lớp 1 (Layer 1) so với Lớp 2 (Layer 2) hoạt động cùng nhau như một mạng siêu blockchain.
Theo: thedefiant
Khuyến cáo: Thông tin trên bài viết này chỉ mang tính tham khảo, không có bất kỳ lời khuyên nào về mua bán, đầu tư. Bạn hãy tự nghiên cứu trước khi thực hiện bất kỳ hình thức đầu tư nào.
