Trang Chủ
Baby Dragron
Công nghệ blockchain thường được mô tả như một chồng các lớp, mỗi lớp phục vụ một mục đích riêng biệt. Layer 0, thường được gọi là blockchain của các blockchain, đóng vai trò là cơ sở hạ tầng phần cứng cơ bản của hệ thống phân cấp blockchain. Ngay trên Layer 0 là các Layer 1, 2 và 3. Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ khám phá các chức năng cốt lõi và tiện ích của các chuỗi Layer 1. Hãy cùng bắt đầu.
Layer 1 blockchain là gì?
Định nghĩa của Layer 1
Một chuỗi Layer 1 (hoặc “L1”) là mạng lưới nền tảng của một hệ sinh thái blockchain, tự quản lý việc thực hiện giao dịch, xác thực dữ liệu và các cơ chế đồng thuận. Các L1 hoạt động độc lập với các blockchain khác và chứa một số thành phần hoạt động cùng nhau để cung cấp tính phi tập trung, bảo mật và khả năng sử dụng.
- Các nút mạng (Network nodes) – Các máy tính trên toàn thế giới lưu trữ các bản sao blockchain và giao tiếp với nhau.
- Lớp đồng thuận (Consensus layer) – Các quy tắc về cách các nút đồng ý về tính hợp lệ (như khai thác Bitcoin hoặc staking Ethereum).
- Lớp dữ liệu (Data layer) – Lưu trữ toàn bộ lịch sử blockchain để các giao dịch trong quá khứ không thể bị thay đổi hoặc giả mạo.
- Lớp giao dịch (Transaction layer) – Lớp này xử lý việc chuyển token và hợp đồng thông minh để đảm bảo chúng chỉ có thể chạy theo các quy tắc của mạng lưới.
- Lớp ứng dụng (Application layer) – Lớp này là giao diện cho các ứng dụng phi tập trung (dApps), nền tảng DeFi và các dịch vụ blockchain khác.
- Token gốc (Native Tokens) – Đây là các loại tiền tệ cung cấp sức mạnh cho blockchain. Các token được sử dụng để thanh toán phí giao dịch, thưởng cho các validator và tạo điều kiện tham gia quản trị.
Các thành phần kiến trúc của các blockchain Layer 1
Ethereum, Solana và Bitcoin là các ví dụ về các chuỗi Layer 1, tất cả đều có kiến trúc bảo mật, token gốc và cơ chế đồng thuận riêng.
Layer 1 khác Layer 2 như thế nào?
Các mạng Layer 1 tạo thành nền tảng, trong khi Layer 2 xây dựng trên nền tảng này để khắc phục các giới hạn như tốc độ, chi phí và hiệu quả. Dưới đây là cách hai lớp này so sánh:
| Tính năng | Layer 1 (L1) | Layer 2 (L2) |
| Sự phụ thuộc | Hoạt động độc lập như blockchain chính | Được xây dựng trên đỉnh một mạng Layer 1 |
| Xử lý giao dịch | Tất cả giao dịch được xử lý trực tiếp trên blockchain chính | Giao dịch được xử lý ngoài chuỗi (off-chain), sau đó được đóng gói (batched)* và hoàn tất trên L1 |
| Tốc độ | Chậm hơn vì tất cả các nút phải xác thực từng giao dịch | Nhanh hơn nhiều với các yêu cầu xác thực được giảm bớt |
| Chi phí | Phí cao hơn, đặc biệt trong thời gian nhu cầu cao điểm | Phí thấp hơn do xử lý ngoài chuỗi và đóng gói hiệu quả* |
| Bảo mật | Tự bảo mật thông qua cơ chế đồng thuận riêng | Thừa hưởng bảo mật từ mạng Layer 1 cơ sở |
| Khả năng mở rộng | Thay đổi giao thức cơ sở, như tăng kích thước khối hoặc thay đổi cơ chế đồng thuận, có thể cải thiện khả năng mở rộng | Bao gồm việc sử dụng các mạng hoặc dịch vụ ngoài chuỗi để cải thiện khả năng mở rộng |
*Đóng gói (Batching) có nghĩa là kết hợp nhiều giao dịch nhỏ thành một và gửi chúng đến blockchain chính như một mục nhập duy nhất thay vì xử lý riêng lẻ.
Tại sao Layer 1 được gọi là lớp cơ sở?
Các chuỗi Layer 1 được gọi là “lớp cơ sở” (base layer) vì chúng đóng vai trò là lớp nền tảng cho hệ sinh thái blockchain, trên đó các lớp và ứng dụng khác được xây dựng. Các chuỗi L1 cung cấp các dịch vụ cốt lõi như xác thực giao dịch, đồng thuận và bảo mật, và thường không phụ thuộc vào một mạng lưới cơ sở nào khác.
Các chức năng cốt lõi của chuỗi Layer 1
Xác thực giao dịch và bảo mật
Các blockchain Layer 1 là cơ chế cơ bản để xác thực và ghi lại các giao dịch trực tiếp trên blockchain. Mỗi giao dịch được kiểm tra nghiêm ngặt về tính xác thực và hợp pháp trước khi nó được thêm vĩnh viễn vào sổ cái phân tán.
Quá trình này là cần thiết để ngăn chặn các hoạt động gian lận, chẳng hạn như chi tiêu gấp đôi hoặc thao túng lịch sử giao dịch. Do đó, các blockchain Layer 1 thiết lập một nền tảng an toàn và đáng tin cậy cho các hệ thống phi tập trung.
Cơ chế đồng thuận của Layer 1 (PoW so với PoS)
Mỗi L1 đều có một cơ chế đồng thuận là cốt lõi của nó. Các cơ chế này, chẳng hạn như Proof of Work (PoW) hoặc Proof of Stake (PoS), xác định cách các giao dịch được xác thực và đồng ý. Ví dụ, Bitcoin sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW); các thợ đào phải cố gắng giải một bài toán mật mã (câu đố toán học) để xác thực một giao dịch. Mặt khác, Ethereum sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Stake (PoS); các validator sẽ khóa token để xác thực giao dịch và bảo mật mạng lưới.
Kinh tế học token gốc (ví dụ: ETH, BTC, SOL)
Mỗi Layer 1 đều có một token gốc cung cấp sức mạnh cho hệ sinh thái của nó. Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH) và Solana (SOL) là những ví dụ điển hình. Các token này được sử dụng để thanh toán phí giao dịch, khuyến khích các validator hoặc thợ đào, và duy trì bảo mật mạng lưới. Chúng cũng tạo thành nền tảng kinh tế cho các ứng dụng được xây dựng trên blockchain.
Triển khai hợp đồng thông minh (Ethereum, Solana, Avalanche)
Các blockchain như Ethereum, Avalanche và Solana không chỉ được xây dựng để xử lý các giao dịch. Chúng hỗ trợ triển khai hợp đồng thông minh, có nghĩa là các nhà phát triển có thể ra mắt các ứng dụng phi tập trung (dApps), giao thức DeFi, dự án NFT và các dịch vụ Web3 khác ngay trên chuỗi. Các mạng lưới này đã phát triển thành các môi trường phát triển toàn diện chứ không chỉ là các sổ cái giao dịch.
Hợp đồng thông minh? Hãy coi đó là một chương trình tự động thực hiện các hành động cụ thể trên blockchain khi các điều kiện nhất định được đáp ứng.
Ví dụ về các blockchain Layer 1 hàng đầu
Bitcoin – Layer 1 nguyên bản cho thanh toán
Bitcoin, ra mắt vào năm 2009, là blockchain Layer 1 đầu tiên và được sử dụng rộng rãi nhất. Nó được thiết kế như một loại tiền kỹ thuật số phi tập trung và hệ thống thanh toán ngang hàng mà không cần ngân hàng hoặc trung gian. Các giao dịch được ghi lại trên một sổ cái công khai và được xác thực bởi các thợ đào sử dụng Proof of Work, nơi các thợ đào cạnh tranh để giải các câu đố phức tạp và kiếm phần thưởng Bitcoin để bảo mật mạng lưới.
Ethereum – Tiên phong về hợp đồng thông minh
Ethereum đã cách mạng hóa blockchain bằng cách giới thiệu hợp đồng thông minh, điều này giúp có thể xây dựng dApps trên chuỗi. Ra mắt vào năm 2015, Ethereum đã trở thành nền tảng cho DeFi, NFT, DAO và hệ sinh thái Web3. Ethereum cũng có tiền điện tử riêng, Ether, và đã trở thành nền tảng blockchain lớn thứ hai thế giới tính theo vốn hóa thị trường.
Solana – L1 hiệu suất cao cho tốc độ và dApps
Solana được thiết kế cho thông lượng cao và giao dịch chi phí thấp, có khả năng xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây. Nó đạt được điều này bằng cách sử dụng mô hình lai giữa Proof of Stake (PoS) và Proof of History (PoH), cung cấp thứ tự thời gian giao dịch chính xác.
Avalanche – Subnets và các chuỗi tùy chỉnh
Thông qua kiến trúc subnet của mình, Avalanche cung cấp một khung Layer 0, cho phép các nhà phát triển và doanh nghiệp khởi chạy các blockchain có thể tùy chỉnh được điều chỉnh cho các trường hợp sử dụng cụ thể. Các subnet này có thể có các mô hình quản trị và token riêng, khiến Avalanche đặc biệt hấp dẫn đối với các doanh nghiệp cần sự linh hoạt. Với khả năng hoàn tất giao dịch nhanh chóng (trong vòng vài giây) và phí thấp, Avalanche đã tự định vị mình là đối thủ cạnh tranh với Ethereum cho cả việc áp dụng DeFi và blockchain doanh nghiệp.
Polkadot & Cosmos – Layer 1 tập trung vào khả năng tương tác
Polkadot và Cosmos có khả năng tương tác là tính năng chính của chúng. Polkadot kết nối các blockchain chuyên biệt, được gọi là parachains, với chuỗi chuyển tiếp chính của nó, cho phép chúng chia sẻ bảo mật và giao tiếp.
Ngược lại, Cosmos sử dụng giao thức Inter-Blockchain Communication (IBC) để liên kết các blockchain độc lập với nhau. Cả hai đều nhằm mục đích giải quyết “vấn đề silo” trong blockchain bằng cách tạo ra một hệ sinh thái nơi nhiều blockchain có thể tương tác liền mạch, giao dịch tài sản và chia sẻ dữ liệu.
Những thách thức của Layer 1 blockchain
Khả năng mở rộng và giới hạn thông lượng
Các blockchain Layer 1 thường gặp khó khăn trong việc xử lý khối lượng giao dịch cao mỗi giây (TPS). Ví dụ, Bitcoin xử lý khoảng 7 TPS và Ethereum xử lý 15–30 TPS trên lớp cơ sở của nó. So sánh điều này với các hệ thống thanh toán truyền thống như Visa, xử lý khoảng 1.700 TPS trong hoạt động thường xuyên với công suất đỉnh 65.000 TPS, và những con số đó cho L1 còn xa mới đạt được những gì cần thiết cho các hệ thống thanh toán quy mô toàn cầu hoặc sự chấp nhận rộng rãi.
Một số biện pháp can thiệp đã xuất hiện để giải quyết thách thức này, bao gồm các giải pháp on-chain (L1) như sharding, hard forks và nâng cấp cơ chế đồng thuận (như việc Ethereum chuyển từ proof-of-work sang proof-of-stake), cũng như các giải pháp off-chain (L2) như rollups, batching và Lightning Network.
Phí gas cao và tắc nghẽn mạng
Khi nhu cầu mạng tăng lên, chi phí giao dịch có thể trở nên đắt đỏ một cách không hợp lý. Người dùng Ethereum đã trải nghiệm điều này trực tiếp trong Mùa hè DeFi vào năm 2020 và sự bùng nổ NFT vào năm 2021, khi các hành động đơn giản như hoán đổi token hoặc mua một NFT có thể tốn 50-200$+ phí gas.
Những chi phí cao này đã loại trừ những người dùng nhỏ hơn một cách hiệu quả và khiến nhiều người tìm kiếm các giải pháp thay thế như Binance Smart Chain hoặc các giải pháp Layer 2 mới hơn như Arbitrum và Polygon, vốn xử lý giao dịch rẻ hơn bằng cách xây dựng trên Ethereum.
Đánh đổi giữa bảo mật và phi tập trung
Bitcoin và Ethereum duy trì bảo mật và niềm tin bằng cách thu hút hàng nghìn người tham gia phi tập trung vào đồng thuận, nhưng điều này làm chậm tốc độ giao dịch.
Ngược lại, Binance Smart Chain cung cấp các giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn nhưng dựa vào một bộ validator nhỏ hơn nhiều (khoảng 21), làm dấy lên câu hỏi về sự tập trung hóa và rủi ro kiểm duyệt. Nhóm validator nhỏ này có thể thông đồng hoặc bị áp lực để chặn các giao dịch cụ thể, khiến mạng lưới dễ bị kiểm soát tập trung.
Hiệu quả năng lượng và mối lo ngại về tính bền vững
Việc khai thác Proof-of-Work của Bitcoin hiện tiêu thụ khoảng 187 TWh điện mỗi năm, xấp xỉ mức sử dụng điện hàng năm của Thái Lan và khoảng 0.6% tổng tiêu thụ điện toàn cầu. Điều này đã thu hút sự chỉ trích ngày càng tăng từ các nhóm môi trường và cơ quan quản lý.
Đáp lại những lo ngại này, Ethereum đã hoàn thành “The Merge” vào năm 2022, chuyển từ Proof-of-Work sang Proof-of-Stake và giảm mức tiêu thụ năng lượng của nó hơn 99%. Tuy nhiên, sự chuyển đổi này đã làm dấy lên những cuộc tranh luận mới về việc liệu mạng lưới có khuynh hướng tăng sự tập trung hóa như một sự đánh đổi cho tính bền vững hay không. Với cơ chế đồng thuận Proof-of-Stake, các bể staking lớn có thể tập trung sự kiểm soát mạng lưới.
Sự khác biệt chính của Layer 1 so với Layer 2 là gì?
Thanh toán, bảo mật và tính hoàn tất (finality)
- Layer 1: Blockchain cơ sở (ví dụ: Bitcoin, Ethereum) chịu trách nhiệm xác thực giao dịch, duy trì sổ cái và đảm bảo đồng thuận. Việc thanh toán và hoàn tất xảy ra trực tiếp trên chuỗi, có nghĩa là các giao dịch được ghi lại ở đây được coi là “nguồn sự thật” cuối cùng.
- Layer 2: Được xây dựng trên đỉnh Layer 1, Layer 2 thừa hưởng các đảm bảo bảo mật và thanh toán của lớp cơ sở nhưng xử lý các giao dịch ngoài chuỗi theo các lô nhỏ. Kết quả sau đó được gộp lại và trả về Layer 1 để thanh toán cuối cùng.
- Arbitrum và Optimism thực hiện hàng nghìn giao dịch ngoài chuỗi, nhưng kết quả được định kỳ thanh toán trên mạng chính Ethereum.
Chi phí và tốc độ giao dịch
- Layer 1: Không gian khối hạn chế có nghĩa là nhu cầu cao dẫn đến phí cao hơn và xác nhận chậm hơn. Ví dụ, phí gas tăng vọt trong thời gian NFT hoặc hoạt động DeFi tăng đột biến trên Ethereum, khiến các giao dịch nhỏ trở nên không thực tế.
- Layer 2: Bằng cách xử lý các giao dịch ngoài chuỗi hoặc gộp chúng lại với nhau, L2 giảm chi phí đáng kể và tăng tốc độ xử lý. Thay vì cạnh tranh trực tiếp để có không gian khối L1, người dùng được hưởng lợi từ các khoản thanh toán tổng hợp.
- Một giao dịch hoán đổi có thể tốn 30$+ phí gas trên Ethereum Layer 1 có thể tốn dưới 1$ trên Arbitrum. Tương tự, Lightning Network của Bitcoin cho phép thanh toán tức thì, gần như miễn phí so với chuỗi Bitcoin cơ sở chậm hơn, đắt hơn.
Ví dụ về các cặp L1/L2 (Ethereum + Arbitrum/Optimism, Bitcoin + Lightning Network)
- Ethereum + Arbitrum/Optimism: Ethereum cung cấp bảo mật và thanh toán. Arbitrum và Optimism (rollups) cung cấp khả năng mở rộng bằng cách thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi và sau đó thanh toán trở lại Ethereum.
- Bitcoin + Lightning Network: Bitcoin cung cấp thanh toán an toàn, bất biến, và Lightning Network cho phép thanh toán siêu nhỏ, ngoài chuỗi nhanh chóng, có thể được sử dụng cho những việc hàng ngày như tiền tip hoặc thanh toán bán lẻ.
- Polygon (Chuỗi PoS) + Ethereum: Polygon cung cấp các giao dịch nhanh hơn, rẻ hơn với cầu nối đến Ethereum, khiến nó trở thành một giải pháp mở rộng Layer 2/sidechain lai.
Tương lai của Layer 1
Lộ trình và sharding của Ethereum
Ethereum ban đầu lên kế hoạch sử dụng sharding, chia blockchain thành các chuỗi song song nhỏ hơn để tăng tốc độ giao dịch. Tuy nhiên, cách tiếp cận này đã bị loại bỏ khi các rollup Layer 2 (các giải pháp xử lý giao dịch ngoài chuỗi) chứng minh hiệu quả hơn cho việc mở rộng quy mô.
Thay vào đó, Ethereum áp dụng chiến lược tập trung vào rollup. Mục tiêu là biến Ethereum thành lớp cơ sở an toàn nhất trong khi cung cấp lưu trữ dữ liệu rẻ cho các rollup. Cách tiếp cận mới này được gọi là danksharding – nó không chia Ethereum thành các shard xử lý giao dịch, mà tăng dung lượng dữ liệu rollup mà mạng lưới có thể xử lý hiệu quả.
Bước đầu tiên, proto-danksharding (EIP-4844), đã ra mắt vào ngày 13 tháng 3 năm 2024, với bản nâng cấp Dencun. Nó giới thiệu “blobs” – một cách rẻ hơn để lưu trữ dữ liệu rollup, vốn đã cắt giảm phí Layer 2 từ 10-100 lần.
Theo thời gian, Ethereum sẽ mở rộng dung lượng blob và triển khai đầy đủ danksharding, nhắm mục tiêu hơn 100.000 giao dịch mỗi giây thông qua các rollup trong khi vẫn duy trì tính phi tập trung và bảo mật.
Sự phát triển của hệ sinh thái blockchain
Không gian blockchain đang chuyển dịch sang các mạng lưới chuyên biệt thay vì dựa vào một chuỗi để làm mọi thứ. Bitcoin đóng vai trò là vàng kỹ thuật số cho các tổ chức. Ethereum dẫn đầu DeFi với hơn 90 tỷ$ tổng giá trị bị khóa (TVL), Solana cung cấp sức mạnh cho game tốc độ cao và NFT, và Avalanche thu hút các doanh nghiệp với các subnet có thể tùy chỉnh.
Các giao thức lớn như Aave và Uniswap không còn giới hạn ở một blockchain duy nhất. Thay vào đó, chúng chạy trên nhiều mạng lưới đồng thời, cho phép người dùng chọn nơi tương tác. Trên Polygon, họ hưởng lợi từ phí thấp; trên Solana, họ có được khả năng thực hiện nhanh hơn; và trên Ethereum, họ có được bảo mật và phi tập trung tối đa. Trên thực tế, người dùng có thể lưu trữ tài sản trên Bitcoin, kiếm lợi nhuận trên Ethereum và chơi game trên Solana, tất cả đều trong cùng một hệ sinh thái.
Điều này tạo ra một nền kinh tế blockchain mạnh mẽ hơn, hiệu quả hơn thay vì buộc một mạng lưới phải đồng thời xử lý bảo mật, khả năng mở rộng và chi phí thấp.
Vai trò của khả năng tương tác (Cầu nối xuyên chuỗi, IBC)
Khi các blockchain khác nhau chuyên biệt hóa trong các chức năng khác nhau, người dùng cần các phương pháp di chuyển tài sản và dữ liệu của họ giữa các blockchain. Các cầu nối xuyên chuỗi (Cross-chain bridges) đóng vai trò là đường cao tốc kỹ thuật số kết nối nhiều mạng lưới blockchain. Với một cầu nối xuyên chuỗi, người dùng có thể chuyển token từ một blockchain đắt hơn như Ethereum sang các blockchain rẻ hơn như Polygon hoặc các blockchain nhanh hơn như Solana và quay lại khi muốn.
Một số cầu nối phổ biến là PoS Bridge của Polygon cung cấp việc chuyển Ethereum sang Polygon, trong khi các giao thức như Inter-Blockchain Communication (IBC) của Cosmos kết nối hàng chục blockchain và tạo ra một hệ sinh thái với một trọng tâm chính. Cũng có các dịch vụ như LayerZero và Wormhole cung cấp dịch vụ cầu nối xuyên chuỗi trên nhiều mạng lưới khác nhau.
Tuy nhiên, những cầu nối này có một vấn đề lớn: chúng là mục tiêu chính của tin tặc vì chúng nắm giữ một lượng lớn tiền điện tử. Các cuộc tấn công lớn như Ronin Bridge (625 triệu$ bị đánh cắp) và Wormhole (320 triệu$ bị đánh cắp) cho thấy bảo mật cầu nối vẫn đang phát triển. Bất chấp những rủi ro này, cầu nối vẫn rất cần thiết cho những người dùng muốn tận dụng các thế mạnh khác nhau của blockchain.
Sự chấp nhận của tổ chức đối với các mạng Layer 1
Bitcoin vẫn là Layer 1 được áp dụng sâu sắc nhất trong giới tổ chức. Các tập đoàn như Strategy (trước đây là MicroStrategy), Metaplanet và MARA Holdings nắm giữ một lượng đáng kể Bitcoin trong kho bạc của họ, coi đó là “vàng kỹ thuật số” và một hàng rào chống lại lạm phát.
Ethereum cũng đã cho thấy động lực tổ chức mạnh mẽ. Các công ty đại chúng nắm giữ gần 966.000 ETH, trị giá khoảng 3.5 tỷ$. Ether Machine, Bitmine Immersion Technologies và những công ty khác đã có những vị thế mạnh mẽ trong Ethereum như một kho lưu trữ giá trị thay thế và một nền tảng tài chính phi tập trung.
Việc sử dụng đáng kể của tổ chức có thể liên tục cho phép các Layer 1 phát triển thành một cơ sở hạ tầng mạnh mẽ hơn, an toàn hơn, được tích hợp toàn cầu cho tài chính kỹ thuật số, với các Layer 2 và giao thức khả năng tương tác mở rộng khả năng của chúng.
