Trong bài viết trước chúng ta đã tìm hiểu về các Layer trong Blockchain và khái niệm về Layer 1. Các Blockchain layer 1 hiện tại đang làm rất tốt việc phân quyền và bảo mật nhưng lại thiếu đi khả năng mở rộng.

Hôm nay mình sẽ tiếp tục chia sẻ về các giải pháp mở rộng của các Blockchain Layer 1. Mời các bạn cùng đón xem.

Layer 1 là gì?

Mạng layer-1 là tên gọi khác của một blockchain cơ sở. Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) và Solana 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 chain chính.

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.

Hạn chế của các blockchain Layer 1

Cấu trúc cơ bản của các mạng phi tập trung của blockchain hiện đang phải đối mặt với một thách thức duy nhất gọi là Blockchain Trilemma: hành động cân bằng giữa phân quyền, tính bảo mật và khả năng mở rộng trong cơ sở hạ tầng blockchain.

Tính phân quyền blockchain đề cập đến sự phân bổ có ý nghĩa của sức mạnh tính toán và sự đồng thuận trong toàn bộ mạng. Trong khi tính bảo mật phản ánh khả năng phòng thủ của giao thức blockchain chống lại các tác nhân độc hại và các cuộc tấn công mạng. Cả hai đều được coi là không thể thiếu đối với chức năng của một mạng blockchain.

Khả năng mở rộng, đề cập đến khả năng của mạng blockchain để hỗ trợ thông lượng giao dịch cao và tăng trưởng trong tương lai. Khả năng mở rộng là rất quan trọng vì nó đại diện cho cách duy nhất để các mạng blockchain cạnh tranh hợp lý với các nền tảng tập trung, với thời gian giải quyết nhanh chóng.

Một phép so sánh thường được sử dụng để chỉ ra lỗ hổng trong khả năng mở rộng là Bitcoin xử lý từ 4-7 giao dịch mỗi giây (TPS). Mặt khác, Visa xử lý hàng nghìn TPS. Để cạnh tranh với các hệ thống hiện có này, công nghệ blockchain phải tương được hoặc vượt qua mức khả năng mở rộng cao này.

Giải pháp mở rộng Layer-1 và Layer-2 được sinh ra để khắc phục các vấn đề này. Bây giờ chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về Giải pháp mở rộng Layer-1.

Các giải pháp mở rộng Layer 1

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:

1. Tăng kích thước khối, cho phép nhiều giao dịch được xử lý hơn trong mỗi khối.

2. Thay đổi cơ chế đồng thuận được sử dụng, chẳng hạn như với bản cập nhật Ethereum 2.0 sắp tới.

3. Thực thi 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.

SegWit

Một ví dụ về giải pháp để layer 1 mở rộng quy mô là SegWit (tách biệt chữ ký) của Bitcoin. Giao thức này đã làm tăng thông lượng của Bitcoin bằng cách thay đổi cách tổ chức dữ liệu khối (chữ ký điện tử không còn là một phần của đầu vào giao dịch). Thay đổi đã giải phóng thêm không gian cho các giao dịch trên mỗi khối mà không ảnh hưởng đến bảo mật của mạng. SegWit đã được triển khai thông qua một soft fork tương thích ngược. Nói cách khác, các node Bitcoin không cập nhật SegWit vẫn có thể xử lý các giao dịch.

Proof of Stake (PoS)

Proof of Stake (PoS) là một cơ chế đồng thuận hoạt động bằng cách giao các công việc khai thác cho các trình xác nhận. Thay vì cho phép các thợ đào sử dụng các sức mạnh tính toán từ thiết bị chuyên dụng để khai thác khối như Proof of Work (PoW), PoS cho phép nhà đầu tư stake các đồng coin tương ứng với blockchain để trở thành người xác thực. Điều này cho phép phân bổ tài nguyên hiệu quả hơn vì cần rất ít thời gian và sức mạnh tính toán để có thể khai thác khối của blockchain PoS.

Ưu và nhược điểm của PoS

Ưu điểm

• Không ô nhiễm môi trường: Tiết kiệm năng lượng trong quá trình khai thác, giúp các nền tảng blockchain trở nên thân thiện với môi trường hơn.
• Thông lượng mạng cao: Tốc độ xử lý giao dịch nhanh và phí giao dịch cũng rẻ hơn.

Nhược điểm

• Tập trung hóa: Những người có tỷ lệ nắm giữ token càng cao trong các pool staking, thì quyền kiểm soát mạng lưới càng lớn.
• Bảo mật: Một số người cho rằng trình xác thực ngẫu nhiên trong PoS sẽ khiến một nút đơn lẻ khó kiểm soát 51% sức mạnh tính toán của mạng lưới tại một thời điểm nhất định. Do đó, mức độ bảo mật của PoS thấp hơn so với PoW.

Sharding

Sharding được hiểu đơn giản là việc chia nhỏ một blockchain thành nhiều phân đoạn. Chuỗi phân đoạn chứa dữ liệu và nguồn cấp dữ liệu, nó đảm nhận nhiệm vụ điều phối thông tin giữa các phân đoạn để đảm bảo ngăn ngừa xung đột của cả hệ thống mạng lưới.

Ví dụ: Ethereum 2.0 có kế hoạch sử dụng Sharding để tạo 64 phân đoạn cho mạng lưới của nó trong thời gian sắp tới.

Ưu và nhược điểm của Sharding

Ưu điểm

• An toàn: Trình xác thực ngẫu nhiên của các trung tâm ở từng phân đoạn cho khả năng bảo mật cao hơn.
• Giảm gánh nặng lưu trữ: Để lưu trữ dữ liệu trên một phân đoạn duy nhất, các node không cần quá nhiều không gian như lưu trữ dữ liệu trên toàn bộ mạng lưới.

Nhược điểm

• Những thách thức về kỹ thuật: Một Sharding thành công sẽ yêu cầu các phân đoạn khác nhau giao tiếp hiệu quả thông qua Beacon Chain. Điều này là một thách thức về mặt kỹ thuật cho nhiều nhà phát triển, ngay cả đối với nhóm Ethereum
• Không tương thích với các giao thức PoW: Sharding an toàn là vì nó chỉ định ngẫu nhiên các trình xác thực cho các phân đoạn khác nhau thông qua cơ chế PoS. Điều này lại rất khó thực hiện trong các giao thức PoW.

Bảo mật Sharding: Trung tâm ngẫu nhiên

Khi một node kiểm soát 51% phân đoạn trên mạng lưới blockchain sẽ gây ra các vấn đề liên quan đến bảo mật. Điều này đã được giảm thiểu bằng cách lựa chọn ngẫu nhiên bộ phận trung tâm của các trình xác thực cho mỗi phân đoạn, khiến các node trong mạng lưới khó bắt tay nhau để giành quyền kiểm soát.

Với cơ chế lựa chọn ngẫu nhiên này, Sharding thực sự là một giải pháp giúp các blockchain trở nên an toàn hơn. Các trung tâm ngẫu nhiên sẽ giúp Sharding hoạt động tốt cho PoS.

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.

Ví dụ về blockchain layer 1

Bây giờ chúng ta đã hiểu layer 1 là gì, giờ hãy xem một số ví dụ. Có rất nhiều blockchain layer 1 với nhiều khả năng hỗ trợ và tính ứng dụng độc đáo. Không phải chỉ có Bitcoin và Ethereum, và mỗi mạng có các giải pháp khác nhau để giải quyết ba vấn đề lớn nhất của công nghệ blockchain là tính phi tập trung, bảo mật và khả năng mở rộng.

Elrond

Elrond là mạng layer 1 được thành lập vào năm 2018, sử dụng sharding để cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng của mạng. Blockchain Elrond có thể xử lý hơn 100.000 giao dịch mỗi giây (TPS). Hai tính năng chính độc đáo của nó là giao thức đồng thuận Bằng chứng Bảo mật (SPoS) và Phân bổ trạng thái thích ứng.

Trạng thái thích ứng Sharding xảy ra thông qua các phân chia phân đoạn và hợp nhất phân đoạn khi mạng mất đi hoặc có thêm người dùng. Toàn bộ kiến trúc của mạng được chia nhỏ, bao gồm trạng thái và các giao dịch của nó. Trình xác thực cũng di chuyển giữa các phân đoạn, giảm nguy cơ một phân đoạn bị tiếp quản độc hại.

Token gốc EGLD của Elrond được sử dụng cho phí giao dịch, triển khai DApp và thưởng cho người dùng tham gia vào cơ chế xác thực của mạng. Ngoài ra, mạng Elrond còn được chứng nhận Âm tính cacbon, vì nó bù đắp nhiều CO2 hơn so với cơ chế PoS.

Harmony

Harmony là một mạng layer 1 Bằng chứng cổ phần hiệu quả (EPoS) có sự hỗ trợ của sharding. Mạng chính của blockchain có bốn phân đoạn, mỗi phân đoạn tạo và xác minh các khối mới song song. Một phân đoạn có thể làm điều này với tốc độ riêng của nó, có nghĩa là tất cả chúng đều có thể có chiều cao khối khác nhau.

Harmony hiện đang sử dụng chiến lược “Tài chính chuỗi chéo” để thu hút các nhà phát triển và người dùng. Các cầu nối không cần sự tin cậy với Ethereum (ETH) và Bitcoin đóng một vai trò quan trọng, cho phép người dùng trao đổi token của họ mà không có rủi ro lưu ký thông thường đối với các cầu nối. Tầm nhìn của Harmony là mở rộng quy mô Web3 dựa trên các Tổ chức tự trị phi tập trung (DAO) và Zero-knowledge Proof.

Tương lai của DeFi (Tài chính phi tập trung) dường như được đặt trên các nền tảng đa chuỗi và xuyên chuỗi, làm cho các dịch vụ cầu nối của Harmony trở nên hấp dẫn đối với người dùng. Cơ sở hạ tầng NFT, công cụ DAO và cầu nối giữa các giao thức là những lĩnh vực quan trọng.

Token gốc của Harmony là ONE, được sử dụng để thanh toán phí giao dịch mạng. Nó cũng có thể được stake để tham gia vào cơ chế đồng thuận và quản trị của Harmony. Điều này giúp cho các trình xác thực thành công nhận được phần thưởng khối và phí giao dịch.

Celo

Celo là mạng layer 1 được phân tách từ Go Ethereum (Geth) vào năm 2017. Tuy nhiên, nó đã thực hiện một số thay đổi đáng kể, bao gồm triển khai PoS và một hệ thống địa chỉ riêng biệt. Hệ sinh thái Celo Web3 bao gồm DeFi, NFT và các giải pháp thanh toán, với hơn 100 triệu giao dịch được xác nhận. Trên Celo, bất kỳ ai cũng có thể sử dụng số điện thoại hoặc địa chỉ email làm khóa công khai. Blockchain này dễ dàng chạy với các máy tính tiêu chuẩn và không yêu cầu phần cứng đặc biệt.

Token chính của Celo là CELO, một token tiện ích tiêu chuẩn cho các giao dịch, bảo mật và phần thưởng. Celo network cũng có các stablecoin là cUSD, cEUR và cREAL. Chúng được tạo bởi người dùng và các chốt của chúng được duy trì theo cơ chế tương tự như DAI của MakerDAO. Ngoài ra, các giao dịch được thực hiện với các stablecoin Celo có thể được thanh toán bằng bất kỳ tài sản Celo nào khác.

Hệ thống địa chỉ của CELO và stablecoin nhằm mục đích làm cho tiền mã hóa dễ tiếp cận hơn và cải thiện việc áp dụng. Sự biến động của thị trường tiền mã hóa và khó khăn đối với người mới có thể khiến nhiều người nản lòng.

THORChain

THORChain là một sàn giao dịch phi tập trung (DEX) xuyên chuỗi. Nó là một mạng layer 1 được xây dựng bằng cách sử dụng Cosmos SDK. Nó cũng sử dụng cơ chế đồng thuận Tendermint để xác thực các giao dịch. Mục tiêu chính của THORChain là cho phép thanh khoản chuỗi chéo phi tập trung mà không cần chốt hoặc Wrapped tài sản. Đối với các nhà đầu tư đa chuỗi, việc neo và gói mang lại thêm rủi ro cho quy trình.

Trên thực tế, THORChain hoạt động như một người quản lý kho tiền theo dõi các khoản tiền nạp và rút tiền. Điều này giúp tạo ra tính thanh khoản phi tập trung và loại bỏ các trung gian tập trung. RUNE là token gốc của THORChain, được sử dụng để thanh toán phí giao dịch cũng như quản trị, bảo mật và xác thực. 

Mô hình Nhà tạo thị trường tự động (AMM) của THORChain sử dụng RUNE như cặp cơ sở, có nghĩa là bạn có thể hoán đổi RUNE cho bất kỳ tài sản được hỗ trợ nào khác. Theo một cách nào đó, dự án hoạt động giống như một Uniswap xuyên chuỗi, với RUNE là tài sản tất toán và bảo đảm cho các bể thanh khoản.

Kava

Kava là một blockchain lớp 1 kết hợp tốc độ và khả năng tương tác của Cosmos với sự hỗ trợ của nhà phát triển Ethereum. Sử dụng kiến trúc “co-chain (đồng chuỗi)”, Kava Network có một blockchain riêng biệt cho cả môi trường phát triển EVM và Cosmos SDK. Cùng với sự hỗ trợ của IBC trên co-chain Cosmos, điều này cho phép các nhà phát triển triển khai các ứng dụng phi tập trung tương tác liền mạch giữa hệ sinh thái Cosmos và Ethereum. 

Kava sử dụng cơ chế đồng thuận Tendermint PoS, cung cấp khả năng mở rộng mạnh mẽ cho các ứng dụng trên co-chain EVM. Được đầu tư bởi KavaDAO, Kava Network cũng có các ưu đãi mở, dành cho nhà phát triển trên chuỗi để thưởng cho 100 dự án hàng đầu trên mỗi co-chain dựa trên tính ứng dụng. 

Kava có một token tiện ích và quản trị gốc gọi là KAVA và một stablecoin được neo giá bằng đô-la Mỹ là USDX. KAVA được sử dụng để thanh toán phí giao dịch và được stake bởi những trình xác thực để tạo ra sự đồng thuận của mạng lưới. Người dùng có thể ủy thác số KAVA đã stake của họ cho các trình xác thực để kiếm được một phần lượng KAVA được tạo ra. Những người stake và các trình xác thực cũng có thể bỏ phiếu về các đề xuất quản trị quyết định các tham số của mạng.

Kết luận

Bài viết của DeFiX tới đây là kết thúc. Hi vọng những thông tin này hữu ích với các nhà đầu tư!

Hãy theo dõi DeFiX.Network để cập nhật thêm nhiều thông tin thú vị, mới nhất về thị trường trường tài chính và tiền điện tử nhé.

Hẹn gặp lại các bạn trong các bài chia sẻ, hướng dẫn tiếp theo. Chúc các bạn đầu tư thành công!