Giải pháp mở rộng blockchain lớp 1 và lớp 2

Với sự phổ biến của tiền điện tử và thế giới web3 rộng lớn hơn đang phát triển theo cấp số nhân, số lượng người dùng mà thế giới này đang thu hút một cách thường xuyên cũng vậy. Điều đó đặt ra một vấn đề đối với công nghệ chuỗi khối mà chúng ta phụ thuộc vào rất nhiều. Hầu hết các mạng blockchain đơn giản là không được thiết kế để mở rộng quy mô như hiện nay.

May mắn thay, giờ đây chúng ta có giải pháp mở rộng lớp 1 và lớp 2, có thể được thêm vào kiến trúc chính của chuỗi khối để giúp nó đáp ứng nhu cầu lớn hơn và để nâng cao chức năng hoặc bộ tính năng của nó. Trong hướng dẫn này của AAG Academy, chúng ta sẽ xem xét sự khác biệt giữa các giải pháp lớp 1 và lớp 2, ưu và nhược điểm của chúng, v.v.

Lớp blockchain 1 so với lớp 2 là gì?

AAG Academy có hướng dẫn chuyên sâu về blockchain là gì và cách chúng hoạt động ở cấp độ cơ bản dành cho những người chưa quen hoặc muốn tìm hiểu thêm — và chúng tôi khuyên bạn nên đọc hướng dẫn đó trước khi đi sâu vào các giải pháp mở rộng quy mô. Nếu bạn đã hiểu rõ về những điều cơ bản, thì việc hiểu được sự khác biệt giữa lớp 1 và lớp 2 sẽ không khó.

Lớp 1 của chuỗi khối là cơ sở hạ tầng cơ sở hoặc “mạng chính” của nó và nó đóng vai trò là nền tảng cho toàn bộ dự án. Lớp 2, đúng như tên gọi của nó, là lớp thứ cấp hoặc mạng có thể được xây dựng trên nền tảng đó để cung cấp khả năng mở rộng tốt hơn hoặc các tính năng mới. Chẳng hạn, Bitcoin là giao thức lớp 1, trong khi Bitcoin Lightning Network là giao thức lớp 2. 

Khi ra mắt vào năm 2009, rất ít người có thể dự đoán rằng Bitcoin sẽ phổ biến như ngày nay và do đó, chuỗi khối chính của nó không được thiết kế để xử lý khối lượng người dùng khổng lồ hiện đang dựa vào nó để xử lý các giao dịch. Khi mức độ phổ biến của nó tăng lên, mạng trở nên chậm hơn và đắt hơn để sử dụng do nhu cầu mà nó nhận thấy một cách thường xuyên.

Đó là một vấn đề lớn đối với một loại tiền điện tử có tầm cỡ như Bitcoin — không phải vì mức độ phổ biến của nó mà còn vì những gì nó đại diện cho ngành công nghiệp tiền điện tử — vì vậy rất cần một giải pháp. Lightning Network được tạo ra như một cách nhanh hơn, giá cả phải chăng hơn để xử lý các giao dịch Bitcoin để chuỗi chính không phải tự mình đối phó với mọi áp lực.

Cả hai lớp này đều rất quan trọng đối với ngành công nghiệp ngày nay. Nếu không có các giao thức lớp 1, tiền điện tử, NFT, metaverse và nhiều vòi khác của web3 như chúng ta biết thì chúng sẽ không tồn tại. Và nếu không có các giao thức lớp 2, nhiều chuỗi khối lớp 1 sẽ phải vật lộn để đáp ứng nhu cầu của người dùng khi chúng phát triển và về cơ bản chúng sẽ bị nghiền nát bởi thành công của chính chúng.

Blockchain lớp 1 hoạt động như thế nào?

Giải pháp mở rộng lớp 1 liên quan đến việc thực hiện các thay đổi hoặc cải tiến đối với lớp cơ sở của chuỗi khối. Một trong những lý do tại sao nhiều chuỗi khối không có khả năng mở rộng là vì chúng dựa vào cơ chế đồng thuận bằng chứng công việc (PoW) để xác minh giao dịch và tạo khối mới. Điều này yêu cầu mọi nút khai thác trên mạng phải xem xét giao dịch và quyết định xem nó có hợp lệ hay không.

Quá trình này đòi hỏi rất nhiều sức mạnh tính toán và mặc dù nó có thể hoạt động tốt đối với các dự án nhỏ hơn không bị quá tải, nhưng nó đã được chứng minh là một nút cổ chai đáng kể đối với các loại tiền điện tử lớn hơn, phổ biến hơn, phải xử lý và xác thực số lượng lớn giao dịch mỗi lần. ngày. Nó được coi là một trong những nhược điểm lớn nhất của mô hình phi tập trung.

Để hiểu điều này, hãy so sánh một hệ thống phi tập trung với một hệ thống tập trung. Visa, mạng thanh toán lớn nhất thế giới, có khả năng xử lý hơn 65.000 giao dịch mỗi giây. Bitcoin, do phụ thuộc vào cơ chế đồng thuận PoW, chỉ có thể xử lý bảy giao dịch mỗi giây.

Việc triển khai các giải pháp lớp 1 thường có nghĩa là thực hiện các thay đổi đối với thiết kế cơ bản của mạng hoặc cơ chế đồng thuận của nó để tăng tốc mọi thứ. Điều này có thể bao gồm việc tăng kích thước khối của nó để có thể nhóm nhiều giao dịch hơn lại với nhau hoặc sử dụng quy trình gọi là “sharding” để phân tách các hoạt động của chuỗi khối và chia sẻ chúng trên các nhóm nút nhỏ hơn.

Ngoài ra, nó có thể có nghĩa là chuyển đổi hoàn toàn sang một cơ chế đồng thuận khác. Vào năm 2022, Ethereum đã trở thành loại tiền điện tử lớn nhất loại bỏ hệ thống PoW mà nó đã dựa vào kể từ khi ra mắt để ủng hộ cơ chế bằng chứng cổ phần (PoS) có khả năng mở rộng và hiệu quả hơn. Thay vì yêu cầu sức mạnh tính toán, thay vào đó, nó sử dụng tiền điện tử đặt cược.

Những ưu và nhược điểm của lớp blockchain 1 là gì?

Khi một mạng blockchain đang hoạt động, việc thực hiện bất kỳ chỉnh sửa, thay đổi hoặc cải tiến nào đối với nền tảng của nó là một viễn cảnh đáng sợ — đặc biệt nếu nó được nhiều người sử dụng. Như với bất kỳ phần mềm nào, luôn có khả năng xảy ra lỗi vô ý hoặc lỗi được đưa ra có thể gây ra hậu quả không lường trước được hoặc khiến toàn bộ mạng ngừng hoạt động.

Vì vậy, mặc dù ưu điểm của các giải pháp mở rộng lớp 1 có thể là tăng tốc độ và thông lượng, bảo mật tốt hơn và giao dịch liền mạch hơn, nhưng các nhà phát triển thường miễn cưỡng mạo hiểm thực hiện các thay đổi đối với chuỗi chính vì sợ phá vỡ thứ gì đó có thể gây ra lỗi hoàn toàn.

Blockchain lớp 2 hoạt động như thế nào?

Lớp blockchain 2, như chúng tôi đã nêu ở trên khi đề cập đến Mạng Bitcoin Lightning, về cơ bản là một mạng thứ cấp chạy cùng với lớp blockchain 1, chẳng hạn như Bitcoin hoặc Ethereum. Bạn có thể coi nó như một con đường nằm cạnh và chạy song song với đường cao tốc; giao thông có thể di chuyển vào đó khi đường cao tốc đông đúc hơn, giảm bớt một số tắc nghẽn.

Bản thân lớp 2 là một mạng, vì vậy nó có thể giảm tải một số công việc tính toán từ chuỗi khối chính. Điều này thường bao gồm xử lý các giao dịch ngoài chuỗi (những giao dịch không được xử lý bởi mạng chính) bằng cách sử dụng một hệ thống khác một cách độc lập, chẳng hạn như thiết lập các kênh trực tiếp giữa hai bên để xử lý giao dịch gần như ngay lập tức.

Như chúng tôi đã lưu ý trước đó, bản thân Bitcoin chỉ có thể xử lý bảy giao dịch mỗi giây, trong khi Visa có thể xử lý tới 65.000. Tuy nhiên, Bitcoin Lightning Network có thể xử lý tới 1 triệu giao dịch mỗi giây, khiến nó trở thành giải pháp xử lý thanh toán nhanh nhất trên hành tinh. Và bởi vì nó cực kỳ nhanh, nó cũng hợp lý hơn đáng kể để sử dụng.

Có một số loại giải pháp mở rộng lớp 2 khác nhau được sử dụng hiện nay, phổ biến nhất trong số đó là:

State channels
State channels, hay Lightning Network, tạo kênh 2 chiều giữa 2 bên để các giao dịch trực tiếp có thể diễn ra gần như ngay lập tức. Điều này phủ nhận sự cần thiết của bên thứ ba, chẳng hạn như công cụ khai thác, để xác nhận giao dịch. Chỉ sau khi một kênh bị đóng thì “trạng thái” cuối cùng của nó mới được chuyển tiếp đến chuỗi khối chính để có thể hoàn tất số dư ví.

Zero-knowledge (ZK) rollups
Zero-knowledge rollups, còn được gọi là ZK rollup, hợp nhất một gói các giao dịch diễn ra ngoài chuỗi và gửi chúng dưới dạng một giao dịch, được gọi là bằng chứng mật mã hoặc bằng chứng hợp lệ, cho mạng chính. Điều này thực sự có nghĩa là chuỗi khối chính chỉ phải lo lắng về một giao dịch thay vì một số lượng lớn giao dịch.

Optimistic rollups
Optimistic rollups hơi giống với tổng số ZK, ngoại trừ thay vì sử dụng bằng chứng hợp lệ, chúng dựa vào bằng chứng gian lận. Bộ tổng hợp giao dịch gửi ít thông tin nhất có thể đến chuỗi khối chính và cho rằng dữ liệu là chính xác. Nếu một giao dịch gian lận diễn ra, một bằng chứng gian lận sẽ được thực hiện và người gửi sẽ bị phạt.

Những ưu và nhược điểm của blockchain lớp 2 là gì?

Không giống như các giao thức lớp 1, được phát triển và triển khai bởi nhóm phát triển riêng của chuỗi khối, các giao thức lớp 2 thường được tạo bởi các bên thứ ba. Điều này có nghĩa là các giao thức lớp 2 có thể mất nhiều thời gian hơn để triển khai, nhưng chúng có thể mang lại nhiều thay đổi hoặc cải tiến đáng kể hơn mà nhóm phát triển của chính dự án không muốn thực hiện hơn.

Một trong những ưu điểm lớn nhất của giao thức lớp 2 là chúng không yêu cầu thay đổi đối với lớp 1 hiện có. Chúng có thể mang lại những cải tiến đáng kể, tính năng mới và hơn thế nữa cho một mạng chính đã được thiết lập mà không sợ lỗi và các lỗ hổng bảo mật khác có thể vô tình được đưa vào. Hơn nữa, các giao thức lớp 2 có thể được thiết kế xung quanh một tính năng hoặc chức năng cụ thể.

Một ưu điểm lớn khác của các giao thức lớp 2 là bất kỳ số lượng nào trong số chúng đều có thể được xây dựng trên một chuỗi khối hiện có, mỗi giao thức có khả năng riêng, trong khi bạn chỉ có thể có một lớp 1. Tuy nhiên, chúng cũng có nhược điểm — một trong số đó là họ thường yêu cầu bạn liên kết tiền trong giao thức lớp 2 khi bạn đang sử dụng nó hoặc chuyển tiền từ chuỗi khối chính.

Điều này đi kèm với những rủi ro mà người dùng phải nhận thức được trước khi sử dụng các giao thức lớp 2. Chẳng hạn, các khoản tiền bị ràng buộc trong giao thức lớp 2 sẽ tạm thời không khả dụng nếu giao thức đó gặp thời gian ngừng hoạt động hoặc các vấn đề khác. Chúng ta cũng phải lưu ý rằng một số giao thức lớp 2 có thể độc hại và được thiết kế đặc biệt để đánh cắp bất kỳ tài sản nào được chuyển giao cho chúng.

Giải pháp cho tương lai là gì?

Bất chấp những rủi ro tiềm ẩn đi kèm với các giao thức lớp 2, cho đến nay, chúng là giải pháp mở rộng quy mô phổ biến nhất được sử dụng hiện nay — đặc biệt là trên Ethereum. Nhiều điểm mạnh của họ hiện vượt trội hơn điểm yếu của họ và khi mọi thứ ổn định, không có giải pháp thay thế nào cạnh tranh về tính linh hoạt, khả năng tương thích và bảo mật.

Thật khó để dự đoán liệu một giải pháp thay thế cho các giao thức lớp 2 sẽ có sẵn trong tương lai hay không, nhưng với tính chất phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp tiền điện tử, điều đó chắc chắn là hợp lý.

Nguồn

• What are layer 2 scaling solutions
• Blockchain layer 1 vs layer 2 scaling solutions
• What is a layer 1 blockchain
• What are layer 2s and why are they important