Layer 1 là gì?
Layer 1 hay còn gọi là một nền tảng blockchain ví dụ như: Ethereum, Solana, Avalanche, Near… Chúng là tập các giải pháp cơ sở giúp cho các dự án có thể xây dựng giao thức của mình trên đó. Vốn dĩ chúng được gọi là Layer 1 vì đây là mạng lưới chính trên hệ sinh thái.
Các nền tảng Layer 1 đều phát hành token để phát triển hệ sinh thái, các validator nắm giữ token để tham gia vào xác thực mạng lưới. Token gốc Layer 1 còn dùng để trả fee gas cho các giao dịch của các dApp xây dựng trên Layer 1.
Các giải pháp của Blockchain Layer 1
Blockchain layer 1 đáp ứng các tiêu chí: phi tập chung , bảo mật và khả năng mở rộng. Các layer 1 có thể tùy chỉnh để đảm bảo khả năng mở rộng tốt hơn thông qua nhiều phương pháp khác nhau. Giải pháp nền tảng Layer 1 thường bao gồm các phương pháp sau:
Giao thức đồng thuận
Proof-of-work(PoW) là cơ chế đồng thuận truyền thống của Bitcoin. Mục đích của cơ chế này là đạt được cả sự đồng thuận và bảo mật bằng cách sử dụng thợ đào để giải mã thuật toán mật mã phức tạp. Tuy nhiên, PoW phải đối mặt với hai vấn đề chính – đó là tốc độ chậm và tốn nhiều tài nguyên.
Ưu điểm
- PoW hiện đang giữ vai trò bảo vệ và ngăn chặn các cuộc tấn công DDoS cùng với những tác động xấu đến từ những phần mềm tiền điện tử.
- Bằng những biện pháp hạn chế quyền hạn, thuật toán “Proof of Work” áp đặt những chính sách nhất định lên người tham gia. Đảm bảo sự công bằng, ổn định cho thị trường, giảm tối đa những tác động tiêu cực đến từ ngoại cảnh và để chắc chắn rằng cho dù nắm giữ số tiền lớn, khách hàng cũng không thể tác động lên cả mạng lưới.
Nhược điểm
- PoW tiêu tốn rất nhiều tài nguyên từ phần cứng, phần mềm cho đến nguồn năng lượng. Theo thống kê, lượng điện tiêu thụ cho việc ứng dụng PoW đào coin tương đương với nhu cầu sử dụng điện của 20 quốc gia.
- Năng lượng bị lãng phí, vì cho dù có bao nhiêu miner tham gia giải block đi nữa thì sẽ luôn chỉ có 1 người duy nhất nhận về kết quả xứng đáng với chi phí bỏ ra. Và hiển nhiên, phần còn lại đã bị lãng phí.
- Hiện nay, các đồng coin chủ yếu được đào bởi máy ASIC, hoạt động khai thác tiền điện tử gần như đang được nắm trong tay những công ty lớn, và cũng chỉ có những công ty lớn mới đủ sức duy trì và gia tăng quy mô hoạt động. Vì vậy, có thể năng lực khai thác của mạng lưới đang bị tập trung và nắm trong tay của một nhóm nhỏ.
Proof-of-Stake(PoS) là cơ chế đồng thuận phân tán trên mạng lưới blockchain. Người dùng có thể xác thực giao dịch trên block dựa vào hoạt động stake. So với PoW, PoS có ưu điểm là tốc độ giao dịch, nhưng lại có nhược điểm là tính bảo mật.
Chính vì tính mở rộng kém nên hiện tại Blockchain Ethereum đang chuyển đổi từ PoW sang PoS thông qua Ethereum 2.0. Ethereum 2.0 là bản nâng cấp hiện đang được triển khai để giúp blockchain Ethereum có khả năng mở rộng và bền vững cao hơn.
Ưu điểm
- Vốn đầu tư ban đầu và chi phí duy trì, chi phí phát sinh trong quá trình sử dụng thấp hơn, tốn ít thời gian hơn do PoS không yêu cầu khắt khe về phần cứng.
- Hệ thống sử dụng PoS sẽ tốn ít thời gian và năng lượng hơn nếu so với PoW do không cần tính toán giải các hàm hash phức tạp.
- Khắc phục xu hướng tập trung hóa khi sử dụng PoW, nguyên nhân là do việc ứng dụng Pow đòi hỏi những yêu cầu khắt khe với thiết bị và chi phí khiến công cụ bị tập trung vào những tổ chức lớn. Còn đối với PoS, do không phụ thuộc vào những thiết bị giải toán và nguồn năng lượng duy trì khổng lồ sẽ tạo điều kiện cho ngày càng nhiều hơn những đối tượng đủ điều kiện và sẵn sàng tham gia.
- Quyền lợi của các bên được đảm bảo và an toàn hơn do nguyên tắc yêu cầu đặt cọc của mỗi chủ thể tham gia. Nếu các kiểm duyệt cố tình xác nhận các giao dịch bất hợp pháp, họ sẽ giữ lại phần lớn tài sản của mình và luôn có bản sao lưu.
- PoS đề cao tính minh bạch và luôn cải tiến để nâng cao tính minh bạch trong giao dịch.
Nhược điểm
- Thuật toán của PoS dựa trên cổ phần tương ứng của người sở hữu sẽ có sự ưu đãi đối với những ai sở hữu nhiều coin nhất. Nghĩa là những người nắm giữ token lớn có ROI tốt hơn và người giàu trở nên giàu hơn. Nên nếu không khắc phục được tình trạng này những người nắm giữ lượng lớn token sẽ sở hữu thêm nhiều quyền lợi, đe dọa quá trình xác thực phi tập trung.
- Lợi nhuận thu được nhiều khi bị hao hụt so với sự trượt giá của token.
- Tiềm ẩn nguy cơ lừa đảo khi bạn lựa chọn phải một nền tảng Stake không đáng tin cậy hoặc một đồng tiền “rác”.
Sharding
Sharding là một phương pháp khác điều chỉnh cho phù hợp với các giải pháp Layer 1. Sharding được thử nghiệm trong blockchain, do nó liên quan đến việc chia nhỏ mạng lưới thành một loạt block cơ sở dữ liệu riêng biệt được gọi là “shard (phân đoạn)” – do đó, có tên là “sharding” – việc này về cơ bản giúp quản lý blockchain dễ hơn. Phương pháp này cũng sẽ không cần tất cả các node xử lý hoặc thực hiện giao dịch để duy trì mạng lưới như hiện nay. Tất cả các “shard” được xử lý theo một trình tự song song, cung cấp công suất xử lý lớn hơn cho các quy trình khác.
Ví dụ như chuỗi Beacon Chain mạng thử nghiệm PoS của Ethereum 2.0 đang áp dụng này sẽ sử dụng sharding để hệ sinh thái này có thể xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây.
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.
Nhược điểm của Layer 1
Hạn chế về dung lượng
Với giải pháp mở rộng quy mô Layer 1, giao thức blockchain cơ bản được thay đổi để mở rộng. Theo đó, các quy tắc của giao thức được điều chỉnh để tăng dung lượng và tốc độ giao dịch. Kết quả là, blockchain xử lý nhiều dữ liệu hơn và thu hút nhiều người dùng hơn. Mở rộng quy mô qua blockchain Layer 1 có thể hiểu là:
- Tăng tốc độ xác nhận khối.
- Tăng khả năng lưu trữ dữ liệu của một khối.
Kết hợp với nhau, các giải pháp mở rộng này làm tăng thông lượng của mạng. Tuy nhiên, layer 1 dường như không đạt được mục tiêu mong muốn do số lượng người dùng blockchain ngày càng tăng.
Giao thức đồng thuận không hiệu quả
Vài Blockchain layer 1 vẫn sử dụng cơ chế đồng thuận PoW cũ và bất tiện.
Mặc dù cơ chế này an toàn hơn các cơ chế khác, nhưng tốc độ của nó làm chậm hệ thống. Cơ chế yêu cầu thợ đào sử dụng sức mạnh tính toán để giải các thuật toán mật mã. Do đó, nói chung, nó cần nhiều sức mạnh và thời gian tính toán hơn.
Giải pháp: Có thể sử dụng đồng thuận PoS để thay thế. Đây cũng là sự đồng thuận mà Ethereum 2.0 sẽ sử dụng.
Quá tải khối lượng công việc
Khi số lượng người dùng tăng lên, khối lượng công việc trên blockchain Layer 1 cũng vậy. Do đó, tốc độ xử lý và dung lượng giảm dần.
Giải pháp: Giải pháp có thể mở rộng cho vấn đề này là sharding. Nói một cách đơn giản, sharding chia nhỏ công việc xác thực các giao dịch thành các bit nhỏ, có thể quản lý được. Do đó, khối lượng công việc được trải rộng trên mạng để tận dụng sức mạnh tính toán thông qua nhiều nút hơn.
Mạng xử lý các phân đoạn song song, quá trình xử lý tuần tự của nhiều giao dịch có thể xảy ra cùng một lúc.
Sự khác biệt giữa Layer 1 & 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.
Các giải pháp mở rộng Layer 2 là các giao thức được xây dựng dựa trên các blockchain hiện có, chủ yếu để giải quyết các khó khăn về tốc độ giao dịch và mở rộng quy mô cho các mạng lớn hơn như Ethereum và Bitcoin. Điều này được thực hiện bằng cách phân chia các hành động nhất định từ chuỗi chính thành các hệ thống khép kín hoặc tách các chức năng khỏi chuỗi chính thành các chuỗi riêng biệt được gọi là “side chain”.
Các Layer 2 hiện tại hoạt động trên Ethereum đang làm khá tốt như: Optimism, Arbitrum, Matic, …Các giải pháp đa phần đã cải thiện được chi phí và tốc độ giao dịch, giúp giữ được dòng tiền ở lại khi mà Ethereum 2.0 vẫn chưa hoàn thiện.
Chi tiết: Layer 2 là gì? Các giải pháp Layer 2 ở thời điểm hiện tại
Kết luận
Các dApp ngày càng nổi lên đòi hỏi các công nghệ Layer 1 phải đáp ứng các nhu cầu về bảo mật, tốc độ và phi tập chung. Sự cạnh tranh đó đòi hỏi các blockchain phải có những biện pháp cải tiến để thu hút thị phần nhằm phát triển hệ sinh thái ngày càng lớn.
Qua bài viết các bạn để thế nào là Layer 1. Việc này rất quan trọng khi bạn nắm được các khái niệm cơ bản, việc hiểu cấu trúc và kiến trúc tổng thể sẽ trở nên dễ dàng hơn. Như vậy qua bài viết trên, GTA Team đã giúp các bạn đọc giả hiểu rõ hơn về layer 1. Hy vọng với những thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu được rõ hơn về layer 1 cũng như vai trò của nó trong blockchain cũng như đời sống
Anh em có thể tham gia thảo luận cùng GTA Team tại: