Hãy tưởng tượng blockchain như một tòa nhà cao tầng. Để tòa nhà vững chãi, trước hết cần có nền móng kiên cố. Layer 1 chính là nền móng đó, là “xương sống” của toàn bộ hệ thống blockchain. Layer 1 được xem như nền tảng then chốt quyết định đến sự vận hành ổn định, an toàn và bảo mật của toàn bộ hệ thống blockchain. Vậy chính xác Layer 1 là gì? Hãy cùng Futures Bitcoin khám phá chi tiết nhé.
Layer 1 là gì?
Blockchain Layer-1 là nền tảng cốt lõi của một hệ sinh thái blockchain. Nó có khả năng độc lập xử lý và xác thực các giao dịch mà không cần phụ thuộc vào bất kỳ mạng lưới nào khác.
Để hiểu rõ hơn, bạn có thể tưởng tượng Layer-1 như nền móng của một tòa nhà, nơi tất cả các hoạt động chính diễn ra.
Cơ chế đồng thuận là yếu tố cốt lõi tạo nên sự khác biệt giữa các blockchain Layer 1. Mỗi cơ chế (như Proof of Work, Proof of Stake,…) mang đến sự cân bằng riêng về tốc độ xử lý giao dịch, mức độ bảo mật và khả năng thông lượng, từ đó định hình nên những ưu điểm và hạn chế đặc trưng của mỗi blockchain.
Layer 1 đang gặp phải những vấn đề gì?
Mọi blockchain đều hướng đến ba mục tiêu then chốt: phi tập trung, bảo mật và khả năng mở rộng. Tuy nhiên, như Vitalik Buterin – nhà sáng lập Ethereum đã chỉ ra, việc đạt được cả ba yếu tố này cùng lúc là một bài toán nan giải, thường được gọi là “bộ ba bất khả thi của blockchain” (blockchain trilemma).
Trong “bộ ba bất khả thi” này, khả năng mở rộng đang là thách thức lớn nhất và cũng là mối bận tâm hàng đầu của các blockchain Layer 1. Bitcoin và nhiều blockchain khác sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work, vốn đảm bảo tính phi tập trung và bảo mật cao, nhưng lại hạn chế về khả năng mở rộng. Quá trình giải các bài toán phức tạp để thêm giao dịch mới vào blockchain đòi hỏi nhiều thời gian, tài nguyên từ các thợ đào và gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.
Nhu cầu giao dịch tăng cao trong khi thông lượng (số lượng giao dịch xử lý mỗi giây) thấp có thể dẫn đến tình trạng tắc nghẽn mạng, giao dịch chậm trễ và phí giao dịch tăng. Để so sánh, VisaNet, một hệ thống tập trung, có thể xử lý gần 20.000 giao dịch mỗi giây (TPS), trong khi Bitcoin chỉ đạt 3-7 TPS.
Sự khác biệt này xuất phát từ bản chất phi tập trung của Bitcoin, đòi hỏi nhiều sức mạnh tính toán và thời gian xử lý hơn để đảm bảo tính bảo mật và quyền riêng tư cho người dùng. Mỗi giao dịch Bitcoin phải trải qua nhiều bước, từ chấp nhận, khai thác, phân phối đến xác thực bởi mạng lưới các node.
Nhận thấy tiềm năng to lớn của tiền điện tử, các nhà phát triển blockchain đang nỗ lực cải thiện khả năng mở rộng của Layer 1. Mục tiêu là nâng cao thông lượng, mang đến trải nghiệm giao dịch nhanh chóng, hiệu quả với chi phí thấp cho người dùng.
So sánh tốc độ của các blockchain Layer 1 nổi bật hiện nay
Để đánh giá hiệu năng của một blockchain, tốc độ xử lý giao dịch là yếu tố quan trọng hàng đầu. Hai chỉ số chính cần xem xét là số lượng giao dịch mỗi giây (TPS) và thời gian hoàn thành khối (block finality). TPS cho biết khả năng xử lý giao dịch trong một giây của blockchain, trong khi thời gian hoàn thành khối là khoảng thời gian cần thiết để một khối giao dịch được xác nhận và ghi nhận vĩnh viễn vào sổ cái.
Dưới đây là so sánh tốc độ của một số blockchain Layer 1 phổ biến:
- Cardano: Mặc dù giải pháp Layer-2 Hydra hứa hẹn đạt 1 triệu TPS, hiện tại Cardano chỉ đạt khoảng 2 TPS.
- Ethereum: Tắc nghẽn mạng lưới khiến Ethereum gặp vấn đề về phí gas cao và thời gian hoàn thành khối chậm. Các giải pháp mở rộng như sharding và Layer-2 được kỳ vọng sẽ cải thiện tốc độ trong tương lai.
- Algorand: Thời gian hoàn thành khối của Algorand khá nhanh (4-5 giây), nhưng TPS thực tế (khoảng 1.200) thấp hơn nhiều so với con số lý thuyết.
- Solana: Ấn tượng với tốc độ 2.000-3.000 TPS, nhưng Solana từng gặp sự cố ngừng hoạt động do quá tải. Tính ổn định của mạng lưới đang được cải thiện.
- Avalanche: Với thời gian hoàn thành khối nhanh (2-3 giây), nhưng TPS thực tế (9) còn kém xa con số lý thuyết (20.000).
- Internet Computer: Đạt tốc độ xử lý cao (11.500 TPS) nhờ khả năng phân biệt các loại yêu cầu (cập nhật trạng thái và truy vấn dữ liệu).
Nhìn chung, mỗi blockchain đều có những ưu nhược điểm riêng về tốc độ xử lý giao dịch. Việc lựa chọn blockchain phù hợp phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của từng ứng dụng và dự án.
Các cách mở rộng Layer 1
Để nâng cao khả năng mở rộng của blockchain Layer 1, nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và áp dụng, nhằm đạt được thông lượng cao hơn và hiệu suất tốt hơn. Dưới đây là một số phương pháp phổ biến:
Tăng kích thước khối
- Cho phép mỗi khối chứa nhiều giao dịch hơn, từ đó tăng TPS và giảm thời gian xử lý.
- Yêu cầu thực hiện hard fork, tạo ra hai phiên bản blockchain (có cập nhật và không cập nhật).
- Ưu điểm: đơn giản, dễ thực hiện.
- Nhược điểm: có thể dẫn đến tập trung hóa, tăng yêu cầu về lưu trữ và băng thông.
Thay đổi cơ chế đồng thuận
- Chuyển từ Proof of Work (PoW) sang Proof of Stake (PoS) hoặc các cơ chế đồng thuận khác hiệu quả hơn.
- PoS tiêu thụ ít năng lượng hơn, tốc độ xử lý nhanh hơn PoW.
- Ưu điểm: tăng tốc độ giao dịch, giảm tiêu thụ năng lượng.
- Nhược điểm: có thể giảm tính bảo mật so với PoW, tiềm ẩn rủi ro tấn công.
Sharding
- Chia nhỏ mạng lưới thành các phân đoạn (shard) độc lập, mỗi shard xử lý một phần dữ liệu và giao dịch.
- Giảm tải cho mạng lưới chính, tăng khả năng mở rộng và tốc độ xử lý.
- Ưu điểm: tăng TPS đáng kể, cải thiện hiệu suất tổng thể.
- Nhược điểm: phức tạp về mặt kỹ thuật, tiềm ẩn rủi ro về bảo mật và tính đồng nhất giữa các shard.
Thách thức của Sharding
- Bảo mật: Mỗi shard có thể trở thành mục tiêu tấn công, đòi hỏi các biện pháp bảo mật riêng.
- Tính đồng nhất: Đảm bảo sự đồng bộ và nhất quán dữ liệu giữa các shard là một bài toán phức tạp.
- Khả năng tương tác: Cần có cơ chế cho phép các shard giao tiếp và trao đổi thông tin hiệu quả.
Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. Việc lựa chọn phương pháp mở rộng phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm và mục tiêu của từng blockchain.
TOP 5 coin Layer 1 đáng đầu tư nhất 2024
Bitcoin (BTC)
- Tiên phong trong lĩnh vực tiền điện tử: Bitcoin là mạng lưới blockchain đầu tiên và phổ biến nhất, sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW).
- Đơn vị tiền điện tử: BTC được dùng cho thanh toán và lưu trữ giá trị.
- Sổ cái phi tập trung: Lưu trữ lịch sử giao dịch minh bạch, bất biến và công khai.
- Giải pháp Layer-2: Lightning Network được phát triển để tăng tốc độ giao dịch và giảm phí.
Ethereum (ETH)
- Nền tảng hợp đồng thông minh: Ethereum cho phép tạo và triển khai các ứng dụng phi tập trung (dApps), NFT và token.
- Hợp đồng thông minh: Tự động hóa thỏa thuận và mở ra nhiều ứng dụng mới.
- Tiêu chuẩn ERC-20: Đơn giản hóa việc phát hành token mới.
- Chuyển đổi sang PoS: Cải thiện khả năng mở rộng và tiết kiệm năng lượng.
Solana (SOL)
- Hiệu suất cao, chi phí thấp: Solana được thiết kế cho các dApps yêu cầu tốc độ xử lý cao.
- Proof of History (PoH): Công nghệ đồng thuận độc đáo giúp tăng tốc độ xác thực giao dịch.
- Tốc độ giao dịch vượt trội: Xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây.
- Phí giao dịch thấp: Giảm chi phí cho người dùng và nhà phát triển.
- Khả năng mở rộng cao: Đáp ứng nhu cầu giao dịch ngày càng tăng.
Injective (INJ)
- Tập trung vào khả năng mở rộng và tương tác: Injective Protocol giải quyết các hạn chế về khả năng mở rộng và tương tác trong lĩnh vực DeFi.
- Token INJ: Được sử dụng để thanh toán phí, staking, quản trị và tham gia dApps.
- Tiềm năng tăng trưởng: Thu hút sự quan tâm của các nhà phát triển và người dùng DeFi.
Cosmos (ATOM)
- Mạng lưới blockchain kết nối: Cosmos cho phép các blockchain khác nhau giao tiếp và trao đổi giá trị.
- Token ATOM: Sử dụng cho thanh toán phí, staking và quản trị.
- Tính mở rộng và bảo mật: Cosmos cung cấp khả năng mở rộng linh hoạt và bảo mật cao.
- Khả năng tương tác: Kết nối các blockchain độc lập, tạo ra hệ sinh thái đa dạng.
Mỗi blockchain này đều có những đặc điểm và ứng dụng riêng, góp phần vào sự phát triển của hệ sinh thái blockchain toàn cầu.
Kết luận
Bài viết về Layer 1 là gì của Futures Bitcoin đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tìm hiểu về Layer 1 trong công nghệ blockchain. Layer 1 là nền tảng cốt lõi, là xương sống cho sự phát triển của các mạng lưới blockchain. Sự tiến bộ không ngừng của Layer 1 đang mở ra những chân trời mới cho công nghệ blockchain, thúc đẩy ứng dụng rộng rãi của nó trong nền kinh tế số toàn cầu.
