Hiện nay, Ethereum là blockchain được sử dụng phổ biến nhất với hơn 35000 giao dịch mỗi ngày, số dApp được phát triển trên nền tảng này lên đến 3000 ứng dụng. Tiềm năng của Ethereum trong việc thúc đẩy không gian Defi cũng làm gia tăng đáng kể số lượng ứng dụng và người dùng trên nền tảng Ethereum
Số lượng người dùng liên tục tăng lên trên mạng đã vô tình dẫn đến việc Ethereum phải đối mặt với một số hạn chế. Các giao dịch trên blockchain cần nhiều thời gian để hoàn thành, thường xuyên gặp phải tình trạng tắc nghẽn và phí gas quá cao. Vì vậy, sinh ra giải pháp Layer 2 trên mạng Ethereum nhằm giải quyết các vấn đề trên
Đọc thêm: Ethereum 2.0 là gì? Sự nâng cấp hoàn hảo trong thời gian tới
Layer 2 là gì?
Layer 2 là tên gọi chung của các dự án được tạo ra nhằm giải quyết các vấn đề về tính mở rộng của Ethereum. Đặc điểm của Layer 2 là được xây dựng trên blockchain của Layer 1 (Ethereum), vì vậy chúng sẽ được kế thừa tính bảo mật Ethereum, nhưng được cải thiện hơn về tốc độ và chi phí giao dịch.
Layer 2 giải quyết vấn đề gì?
Tốc độ xử lý giao dịch
Tốc độ giao dịch là yếu tố rất cần thiết giúp để thu hút người dùng. Vấn đề mà Ethereum lớp Layer 1 đang gặp phải là yếu tố trì trệ tắc nghẽn trong giao dịch do sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of work (Pow). Hiện tại Ethereum đang xử lý giao dịch đạt mức 20-30 TPS(20 đến 30 giao dịch trên giây) – tốc độ khá chậm so với các Layer 1 khác
Vì thế Layer 2 ra đời 1 phần nhằm giải quyết một phần về tốc độ giao dịch, sử dụng cơ chế động thuận Proof of stake (Pos) để thay thế, tất cả người dùng đều có thể tham gia làm validator xác nhận giao dịch để hưởng phí hoa hồng.
Phí gas
Do quá nhiều người sử dụng mạng lưới Ethereum cùng với cơ chế Pow đã khiến cho người dùng phải trả cái phí đắt cắt cổ. Khi hệ thống bị tắc nghẽn, người dùng càng tăng phí giao dịch để cạnh tranh nhau điều đó càng đẩy mức phí lên cao. Trung bình mỗi giao dịch trên Ethereum đang phải trả mức phí giao dịch trung bình từ 15$- 40$ – thực sự quá đắt đỏ, so với các blockchain layer 1 khác thì thua khá xa: Avalanche(0.3$), Solana(0.0015$) , Binance Chain(0.01$) …
Các giải pháp Layer 2 hiện đang làm khá tốt ưu điểm về phí giao dịch so với Ethereum Layer 1 điển hình như: Arbitrum(0.75$), Optimism(0.28$)…
Giao thức đồng thuận không hiệu quả
Cơ chế PoW mặc dù an toàn nhưng khá phức tạp, bản chất cơ chế đồng thuận PoW cần các miner để sử dụng sức mạnh tính toán và giải các thuật toán phức tạp, từ đó xác nhận giao dịch và tạo ra 1 block. Do đó, tổng thể cần nhiều chi phí vận hành, tốn thời gian và tốn tài nguyên.
Chính vì vậy các hệ sinh thái sau này hầu như không sử dụng cơ chế cũ này nữa.
Các giải pháp Layer 2
Layer 2 ra đời nhằm giải quyết những những hạn chế trên mạng lưới Ethereum, có khá nhiều giải pháp được xây dựng và mang tới hiệu quả:
Rollups
Rollups là giải pháp đưa những giao dịch được tạo ra trên chuỗi chính ra ngoài chuỗi và xử lý chúng trên một lớp Rollup riêng, sau đó dữ liệu các giao dịch đã được xử lý sẽ được gói lại hay “cuộn lại” trong 1 khối duy nhất cùng với những thông tin cần thiết và được gửi lên chuỗi Layer 1 để xác minh tính hợp lệ. Đó là lý do giải pháp này mang tên “rollup”. Bởi vì tất cả công việc tính toán được thực hiện ngoài chuỗi trên Layer 2 nên chuỗi chính được giảm bớt gánh nặng, thêm nhiều giao dịch hơn có thể được xử lý song song, giúp cho mạng lưới Blockchain có thể mở rộng dễ dàng.
Có 2 loại giải pháp Rollup là Optimistic Rollup và Zero-knowledge Rollup, điểm khác biệt chính giữa 2 loại này chính là phương pháp xác minh tính hợp lệ của các giao dịch sau khi được cuộn lại và gửi lên chuỗi chính.
Optimistic Rollups
Giải pháp này giả định rằng tất cả các giao dịch được gửi lên chuỗi đều là hợp lệ mặc dù chưa hề được xác minh xem các giao dịch đó đã được thực hiện chính xác chưa. Điều này làm cải thiện đáng kể về khả năng mở rộng. Tuy nhiên, chúng vẫn trải qua một giai đoạn “kiểm tra” khi mà bất kỳ ai cũng có thể xác minh về tính hợp lệ của những giao dịch đó.
Khi mà một giao dịch không hợp lệ được phát hiện, những người phát hiện lỗi có thể gửi một thứ gọi là Fraud Proof (bằng chứng gian lận) và hợp đồng thông minh xử lý giai đoạn Rollup sẽ xác thực và so sánh với những dữ liệu có sẵn trên Layer 1.
Để khuyến khích việc bảo mật mạng lưới, những người thực hiện nhiệm vụ trên sẽ phải stake ETH nhận reward khi phát hiện gian lận số tiền mà stake ETH sẽ bị cắt và chuyển tới người phát hiện lỗi trong trường hợp người đó gửi một bằng chứng gian lận lên trên Ethereum.
Đặc điểm:
- Bởi vì Optimistic Rollups tuân thủ EVM và Solidity, nên cung cấp cho các nhà phát triển chức năng tương tự như Ethereum Layer 1.
- Layer 1 có nhiệm vụ lưu trữ tất cả dữ liệu giao dịch, làm cho nó trở thành một giải pháp an toàn và phi tập trung.
Một số dự án sử dụng Optimistic Rollups
- Optimism: là một giải pháp Layer 2 giúp thực hiện giao dịch nhanh, rẻ nhưng vẫn giữ được độ bảo mật từ Layer 1, sở hữu khả năng hỗ trợ EVM để các dApp trên Ethereum có thể chạy trên lớp Layer 2 một cách dễ dàng.
- Arbitrum: là một giải pháp Layer 2 nhằm giải quyết các vấn đề tắc nghẽn trên Ethereum. Arbitrum cũng cung cấp thêm các giải pháp mở rộng khác như Channel và Sidechain. Nhìn chung, Arbitrum khá tương đồng với dự án Optimism, điểm khác biệt chủ yếu nằm ở cách hoạt động của Fraud Proof.
Zero-knowledge Rollup (Zk Rollup)
Ngược lại với Optimistic Rollup, giải pháp Zero-knowledge Rollup tiếp cận theo hướng đảm bảo rằng các giao dịch đều hợp lệ. Zk Rollup sẽ tạo ra các Validity Proof (bằng chứng hợp lệ) là SNARK để sử dụng trong việc chứng minh tính hợp lệ của các giao dịch mà không cần thiết phải thực hiện lại việc tính toán trong các giao dịch. Mỗi nhóm giao dịch được gửi lên chuỗi chính đều có Validity Proof của riêng nó. Phương pháp này dẫn tới việc giảm kích thước dữ liệu đáng kể và do đó giảm thời gian và chi phí gas để xác thực một khối.
SNARK còn được gọi là Zero-knowledge Proof hoặc Zk Proof, là bằng chứng mật mã cho phép bất kỳ ai xác minh rằng các giao dịch là hợp lệ mà không tiết lộ bất kỳ thông tin nào về giao dịch. Nhờ công nghệ này mà giải pháp Rollup trên có được cái tên Zero-knowledge Rollup.
Đặc điểm
- Thời gian hoàn thiện nhanh hơn do trạng thái xác minh ngay lập tức khi bằng chứng được gửi đến chuỗi chính
- Khó bị tấn công như Optimistic Rollup
- Phi tập trung và bảo mật, dữ liệu cần thiết để khôi phục trạng thái được lưu trữ trên Layer 1.
Một số dự án sử dụng Zk Rollups
- zkSync: là một giao thức Zk Rollup được phát triển bởi Matter Labs. Đây là một giải pháp mở rộng quy mô cho Ethereum, đã khởi chạy trên Ethereum mainnet và mới công bố bản testnet zkEVM có khả năng tương thích với EVM
- StarkNet: là một giao thức Zk Rollup phi tập trung không cần sự cho phép. Giao thức hoạt động như một Layer 2 trên Ethereum, cho phép bất kỳ dApp nào mở rộng quy mô về mặt tính toán của nó không giới hạn mà không ảnh hưởng đến khả năng tổng hợp và bảo mật của Ethereum.
- Loopring: là một giao thức Layer 2 Zk Rollup, cho phép giao dịch, thanh toán với thông lượng cao và chi phí thấp trên Ethereum.
Plasma
Plasma là framework xây dựng DApps có thể mở rộng trên Ethereum được đề xuất bởi Vitalik Buterin và Joseph Poon.
Cấu trúc của Plasma cho phép tạo ra vô số các chuỗi khối con (child chain) có khả năng hoạt động độc lập, giao tiếp, tương tác với chuỗi khối gốc Ethereum bằng cách kết hợp các hợp đồng thông minh và Merkle-Tree.
Việc giảm tải các giao dịch từ chuỗi khối gốc sang chuỗi con khiến cho việc thực hiện giao dịch nhanh và rẻ hơn. Nhưng, Plasma có nhược điểm chính là thời gian rút tiền từ Layer 2 về chuỗi gốc khá lâu.
Ưu điểm:
- Chi phí giao dịch thấp.
- Thông lượng blockchain đã tăng lên.
- Các giao dịch giữa hai người dùng bất kỳ có thể được thực hiện với chi phí bằng 0 vì cả hai người dùng phải được kết nối với chuỗi plasma để hoạt động này hoạt động.
State channels
Channels là những giải pháp mở rộng ngoài chuỗi được thảo luận rộng rãi đầu tiên trong cộng đồng Ethereum. Nó cho phép những người tham gia thực hiện giao dịch ngoài chuỗi (off-chain) nhiều lần trong khi chỉ gửi 2 giao dịch đến chuỗi khối gốc (Layer 1).
Ví dụ: A và B thực hiện giao dịch chuyển tiền cho nhau. Cả A và B sẽ phải khoá 1 lượng ETH vào ví Multisig để mở Channel, sau đó cả 2 có quyền thực hiện bao nhiêu giao dịch tuỳ ý. Sau khi kết thúc, cả 2 đóng channel và nhận lại tiền đã bị khoá trước đó.
Hai loại channel phổ biến nhất đó chính là State Channel và 1 nhánh nhỏ của nó là Payment Channel. Mặc dù, Channels có khả năng tăng tốc độ xử lý giao dịch lên nhiều lần nhưng nó vẫn có những hạn chế như :
- Người tham gia vào channel phải được biết trước
- Số tiền giao dịch phải bị khoá vào 1 ví multisig.
Chính điều đó khiến cho Channels khó áp dụng cho những smart contract có tính chất chung chung.
Một số dự án sử dụng Channels như: Raiden Network (P) Context Network, Counterfactual, Spankchain, Celer Network.
Chúng ta có thể thấy giải pháp Optimismtic Rollups đang phổ biến nhất hiện nay với độ bảo mật cao, và đặc biệt tương thích với EVM. Nhưng nhiều chuyên gia nhận định Zk Rollups sau này mới là giải pháp hiệu quả cao nhất, nhưng hiện tại nó đang xử lý vấn đề tương thích với EVM để thu hút dòng tiền từ Layer 1.
Hạn chế của Layer 2
Dù Layer 2 có một tiềm năng tăng trưởng lớn, nhưng ở thời điểm hiện tại chúng có rất nhiều hạn chế và cần phải được khắc phục để layer 2 có thể dễ dàng hơn trong việc tiếp cận người dùng.
Những hạn chế lớn nhất có thể kể đến bao gồm:
- Phí giao dịch vẫn cao: Mặc dù Layer 2 phí gas thấp hơn nhiều so với việc thực hiện các giao dịch trực tiếp trên Layer 1, tuy nhiên vẫn còn khá cao nếu so sánh với các nền tảng Layer 1 khác. Bên cạnh đó, phí chuyển các tài sản từ Layer 1 sang Layer 2 cũng là một vấn đề.
- Còn quá mới: Hầu hết các layer 2 đều chỉ mới xuất hiện khoảng hơn 1 năm đổ lại trở lại, do đó những dự án phát triển trên các layer 2 còn hạn chế và chưa có nhiều đột phá.
- Thanh khoản bị phân mảnh: Việc có nhiều layer 2 tương tự với việc làm phân mảnh thanh khoản trong khi chưa có nhiều giải pháp về Cross-chain bridge ra mắt. Điều này là một vấn đề lớn vì tính thanh khoản có thể được coi là huyết mạch của bất kỳ thị trường giao dịch nào.
Cơ hội đầu tư trong mảng Layer 2
Layer 2 có một tiềm năng tăng trưởng lớn và đang phát triển nhanh, do đó ở vị thế nhà đầu tư việc chuẩn bị để không bỏ lỡ những cơ hội trong thời gian tới là rất quan trọng vì
- Trong tương lai, mình nghĩ layer gốc như Ethereum sẽ hoạt động như một lớp bảo mật, còn hầu hết mọi hoạt động của người dùng sẽ diễn ra trên Layer 2 => Tạo cơ hội cho các layer 2 phát triển mạnh mẽ.
- Ethereum là hệ sinh thái sở hữu vốn hóa cao nhất thị trường hiện nay, khi giải pháp layer 2 nào hiệu quả thì sẽ hút được rất nhiều dòng tiền từ Ethereum layer 1.
- Vốn hóa các nền tảng layer 2 hiện tại đang còn khá bé, tiềm năng tăng trưởng xx là rất cao vì các giải pháp đang mang lại tính hiệu quả về chi phí và tốc độ giao dịch
Các nền tảng còn khá mới chưa hút được tiền dòng tiền từ Ethereum, một khi vấn đề được giải quyết thì sẽ bùng nổ cao. TVL vài tháng trở lại đây bắt đầu có sự tăng trưởng trở lại…
Kết luận
Sự tắc nghẽn và phí gas cao khiến Ethereum không thể làm ngơ, đặc biệt là những người dùng nhỏ lẻ. Để giải quyết những vấn đề này, các dự án và chuỗi khối Layer 2 đã xuất hiện để giảm bớt những thách thức của Ethereum, nhưng các giải pháp Layer 2 vẫn chưa thực sự bùng nổ, chúng vẫn đang trên đà phát triển và chứng minh về độ hiệu quả. Đây cũng là cơ hội để chúng ta tìm được những dự án tiềm năng cho riêng mình.
Trên đây là toàn bộ thông tin mà GTA Research đã nghiên cứu về Ethereum Layer 2 và không phải là lời khuyên đầu tư. Hy vọng bài viết sẽ giúp các bạn có được các thông tin cần thiết và đưa ra được nhận định cá nhân của mình về dự án.
Anh em có thể tham gia thảo luận cùng GTA Team tại:
