Layer 1 Blockchain là gì?

“Layer 1 Blockchain là các Blockchain nền tảng, hoạt động như mạng chính của hệ sinh thái và có khả năng xử lý, hoàn thiện các giao dịch trên blockchain của chính nó”

Mạng layer-1 là tên gọi khác của một blockchain cơ sở. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) và Solana (SOL) đều là các giao thức layer 1. Chúng ta gọi chúng là layer 1 vì đây là các mạng chính trong hệ sinh thái của chúng. Ngược lại với layer 1, chúng ta có các giải pháp ngoài chuỗi (off-chain) và các giải pháp layer 2 được xây dựng trên các chuỗi chính.

Đặc điểm chính của Layer 1 là cơ chế đồng thuận (consensus). Cơ chế đồng thuận khác nhau cung cấp tốc độ, sự bảo mật và thông lượng giao dịch khác nhau. Do đó, mỗi blockchain đều có các ưu, nhược điểm riêng.Bên cạnh đó, Layer 1 Blockchain cũng hoạt động như cơ sở hạ tầng cho các ứng dụng, giao thức và mạng khác xây dựng trên đó như Layer 2 hay các dApp.

Nói cách khác, một giao thức là layer 1 khi nó xử lý và hoàn thiện các giao dịch trên blockchain của chính nó. Nó cũng có token gốc của riêng mình, được sử dụng để thanh toán phí giao dịch.

Tại sao việc mở rộng Layer 1 Blockchain lại quan trọng?

“Tính phi tập trung, khả năng mở rộng và sự bảo mật là ba mục tiêu chính của bất kỳ blockchain nào”

Như Vitalik Buterin, người sáng lập của Ethereum đã nhấn mạnh, trong cùng một lúc các blockchain chỉ có thể cung cấp hai trong ba tính năng này. Đây được gọi là Bộ ba nan giải của blockchain (hay Blockchain trilemma).

Đối với mạng layer 1 là chúng không có khả năng mở rộng quy mô, Bitcoin và các blockchain lớn khác đã phải vật lộn để xử lý các giao dịch trong thời điểm nhu cầu gia tăng. Bitcoin sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW), cơ chế này đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán. Trong khi PoW đảm bảo tính phi tập trung và bảo mật, mạng PoW cũng có xu hướng chậm lại khi khối lượng giao dịch quá cao. Điều này làm tăng thời gian xác nhận giao dịch và làm cho phí đắt hơn.

Các nhà phát triển blockchain đã làm việc trên các giải pháp khả năng mở rộng trong nhiều năm, nhưng vẫn còn rất nhiều cuộc thảo luận đang diễn ra liên quan đến các giải pháp thay thế tốt nhất. Để mở rộng layer 1, một số tùy chọn bao gồm:

Tăng kích thước block, cho phép xử lý nhiều giao dịch hơn trong mỗi block.
Thay đổi cơ chế đồng thuận, chẳng hạn chuyển từ Proof of Work sang Proof of Stake.
Thực hiện sharding, một dạng phân vùng cơ sở dữ liệu.

Cải tiến layer 1 yêu cầu thực hiện nhiều công việc. Trong nhiều trường hợp, không phải tất cả người dùng mạng đều đồng ý với sự thay đổi. Điều này có thể dẫn đến sự chia rẽ cộng đồng hoặc thậm chí là một đợt hard fork, như đã xảy ra với Bitcoin và Bitcoin Cash vào năm 2017. Bên cạnh đó việc tiền điện tử có khả năng trở thành một phần trong thế giới kinh doanh khiến các nhà phát triển blockchain cố gắng tăng thông lượng xử lý của blockchain bằng việc mở rộng các Layer 1 này. Nhờ vậy, các nhà phát triển có thể phục vụ nhiều người dùng hơn, người dùng cũng có trải nghiệm giao dịch nhanh cùng chi phí rẻ hơn.

Tăng kích thước block

Việc tăng kích thước block của Layer 1 blockchain yêu cầu hard fork. Quá trình này tạo ra hai phiên bản của blockchain, một phiên bản có cập nhật và một phiên bản không cập nhật. Kích thước block lớn hơn cho phép nhiều giao dịch được xử lý hơn, thời gian giao dịch nhanh hơn và chi phí thấp hơn.

Consensus protocol (Giao thức đồng thuận)

Việc chuyển từ sử dụng Proof of Work, một cơ chế đồng thuận chậm và tốn nhiều tài nguyên, sang sử dụng Proof of Stake có thể giúp tăng khả năng mở rộng của các Layer 1 một cách đáng kể. Proof of Stake cung cấp tốc độ giao dịch tốt hơn, nhưng nó lại kém về tính bảo mật.

Sharding (Phân đoạn)

Sharding là một giải pháp mở rộng quy mô layer 1 phổ biến được sử dụng để tăng thông lượng giao dịch. Sharding thường được áp dụng cho công nghệ sổ cái phân tán trong blockchain (blockchain distributed ledgers). Đây được gọi là Kỹ thuật phân vùng cơ sở dữ liệu, có thể được áp dụng cho các sổ cái phân tán blockchain .

Cụ thể, sharding bao gồm việc chia nhỏ mạng và node thành một tập hợp các khối cơ sở dữ liệu (data base) riêng lẻ khác nhau, còn được gọi là các phân đoạn (shard). Việc phân chia này giúp phân tán khối lượng công việc và cải thiện tốc độ giao dịch. Mỗi phân đoạn quản lý một tập hợp con các hoạt động của toàn mạng, nghĩa là nó có các giao dịch, node và block riêng biệt. Các node lúc này sẽ không cần duy trì một bản sao hoàn chỉnh của toàn bộ blockchain. Thay vào đó, mỗi node báo cáo lại công việc đã hoàn thành cho chuỗi chính để chia sẻ trạng thái dữ liệu cục bộ, bao gồm số dư của địa chỉ và các chỉ số chính khác.

So sánh layer 1 với layer 2

Khi nói đến cải tiến, không phải mọi thứ đều có thể giải quyết được ở layer 1. Do những hạn chế về công nghệ, một số thay đổi nhất định rất khó hoặc gần như không thể thực hiện trên mạng blockchain chính. Ví dụ, Ethereum đang nâng cấp lên Proof Of Stake (PoS), nhưng quá trình này đã mất nhiều năm để hoàn thành.

Một số trường hợp sử dụng chỉ đơn giản là không thể hoạt động với layer 1 do các vấn đề về khả năng mở rộng. Một trò chơi blockchain thực tế không thể sử dụng mạng Bitcoin do thời gian giao dịch kéo dài. Tuy nhiên, trò chơi vẫn có thể muốn sử dụng tính năng bảo mật và phi tập trung của layer 1. Cách tốt nhất là xây dựng trò chơi trên một mạng có giải pháp layer 2.

Layer 2 là tên gọi chung cho các giải pháp giải quyết vấn đề về tính mở rộng của Layer 1. Đặc điểm chung của Layer 2 là chúng được xây dựng trên Layer 1 và kế thừa tính bảo mật cũng như tính sẵn sàng của dữ liệu từ Layer 1. Chúng có khả năng xử lý nhiều giao dịch hơn, giúp giảm chi phí và có tốc độ xác nhận giao dịch nhanh hơn Layer 1. Một số ví dụ về blockchains Layer 2 là Polygon, X-dai, Immutable-X, Arbitrum, Loopring…

Một ví dụ về Layer 2 của Bitcoin là Lightning Network. Giao thức này cho phép các giao dịch ngang hàng diễn ra nhanh chóng với các node và phần mềm riêng, trong khi vẫn giao tiếp với chuỗi chính. Bên cạnh Bitcoin, Lightning Network cũng được các Layer 1 khác như Litecoin sử dụng.

Tổng kết

Hệ sinh thái blockchain ngày nay có các mạng layer 1 và các giao thức layer 2. Và khả năng mở rộng là một trong những vấn đề lớn mà Layer 1 đang phải đối mặt khi nhu cầu về tiền điện tử tăng lên, áp lực các giao thức blockchain mở rộng quy mô cũng sẽ tăng lên. Vì cả hai Layer đều có những hạn chế nhất định, giải pháp trong tương lai sẽ là xây dựng một giao thức có thể giải quyết vấn đề nan giải về khả năng mở rộng trong khi vẫn đảm bảo tính bảo mật.

otbmkt